FR3059672A1 - Compositions huileuses solides - Google Patents
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Abstract
Composition huileuse solidifiée à température ambiante et sous forme divisée comprenant une huile, dont au moins une huile hydrocarbonée d'origine pétrolière, et au moins un additif chimique organogélateur. Utilisation comme agent plastifiant, notamment pour la fabrication de pneumatiques ou comme solvant, notamment pour la fabrication d'encre. Procédé de transport et/ou de stockage et/ou de manipulation de compositions huileuses solides à température ambiante et sous forme divisée.
Description
® RÉPUBLIQUE FRANÇAISE
INSTITUT NATIONAL DE LA PROPRIÉTÉ INDUSTRIELLE © N° de publication :
(à n’utiliser que pour les commandes de reproduction) (© N° d’enregistrement national
059 672
62029
COURBEVOIE © Int Cl8 : C 08 L 91/00 (2017.01), C 08 K 5/16, 5/21, 5/25, 5/04, C 11 B 5/00, B 60 C 1/00, C 09 D 11/00
DEMANDE DE BREVET D'INVENTION A1
| (§) Date de dépôt : 07.12.16. (30) Priorité : | © Demandeur(s) : TOTAL MARKETING SERVICES — FR. |
| @ Inventeur(s) : AMAR ANUPAN et PLANCQ LOUIS. | |
| (© Date de mise à la disposition du public de la demande : 08.06.18 Bulletin 18/23. | |
| (© Liste des documents cités dans le rapport de recherche préliminaire : Se reporter à la fin du présent fascicule | |
| (© Références à d’autres documents nationaux apparentés : | @ Titulaire(s) : TOTAL MARKETING SERVICES. |
| ©) Demande(s) d’extension : | (© Mandataire(s) : PACT-IP. |
164/ COMPOSITIONS HUILEUSES SOLIDES.
FR 3 059 672 - A1
Composition huileuse solidifiée à température ambiante et sous forme divisée comprenant une huile, dont au moins une huile hydrocarbonée d'origine pétrolière, et au moins un additif chimique organogélateur. Utilisation comme agent plastifiant, notamment pour la fabrication de pneumatiques ou comme solvant, notamment pour la fabrication d'encre. Procédé de transport et/ou de stockage et/ ou de manipulation de compositions huileuses solides à température ambiante et sous forme divisée.
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COMPOSITIONS HUILEUSES SOLIDES
La présente invention concerne des compositions huileuses solides à froid et sous forme divisée, et leur utilisation comme agent plastifiant, notamment pour la fabrication de pneumatiques et comme solvant, notamment pour la fabrication d’encres. Elle a également pour objet un procédé de transport et/ou de stockage et/ou de manipulation de compositions huileuses solides à froid et sous forme divisée.
Etat de la technique antérieure
Les plastifiants sont des composants essentiels dans la formulation des élastomères, notamment des compositions à base de caoutchouc. Le rôle principal du plastifiant est de conférer à l’élastomère de la flexibilité et de la transformabilité. Il réduit la température de transition vitreuse de l’élastomère, le rendant flexible, même aux basses températures.
Les solvants sont des composants essentiels dans la formulation des encres, notamment des compositions à base de résine polymérique. Le rôle principal du solvant est de mouiller et de solubiliser le colorant utilisé dans les encres et également de le disperser dans les résines polymériques utilisées dans les encres.
Les plastifiants pour élastomères et les solvants pour les encres sont souvent des huiles d’origine naturelle ou synthétique, notamment des huiles minérales issues de la distillation du pétrole.
Les huiles plastifiantes représentent une grande partie des matériaux plastifiants utilisés dans le domaine des élastomères.
Le solvant utilisé pour les encres est le principal constituant des encres.
Dans le domaine des plastifiants et dans le domaine des encres, les huiles sont des produits qui doivent être conservés et transportés dans des containers chauffés.
Le transport de ces huiles plastifiantes ou des huiles solvants pour encres est aujourd’hui réalisé par des camions citerne calorifugés ou dans des iso-containers permettant un réchauffage au moyen d’un fluide caloporteur ou un réseau vapeur. L’utilisateur doit être équipé de bacs de stockage également maintenus à chaud jusqu’à l’utilisation de l’huile. Ces contraintes entraînent des coûts énergétiques et des coûts d’équipement importants, aussi bien pour le fournisseur de l’huile que pour son client. En outre, le maintien en température de l’huile plastifiante ou des solvants pour encres pendant une période donnée peut affecter les propriétés de l’huile, notamment les propriétés de vieillissement et ainsi changer les performances finales des produits dans lesquels l’huile est incorporée.
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Il est connu que les organogélateurs de faibles masses moléculaires permettent de gélifier des liquides de façon thermoréversible. Toutefois, il n’est pas possible de prévoir quel organogélateur est capable de gélifier quel liquide. En outre, la présence d’un organogélateur dans un liquide a une influence sur les propriétés de ce liquide et l’invention a pour objectif de formuler une huile plastifiante ou une huile solvant pour encres sous forme de gel sans que ses propriétés d’usage soient modifiées par la présence des additifs gélifiants.
W02008/107551 enseigne des compositions de bitume comprenant un additif de type organogélateur et présentant des caractéristiques de viscosité et de dureté thermoréversibles. Il est connu, notamment de WO2016/016320 d’utiliser des organogélateurs pour conditionner des bitumes sous forme solide à froid et divisée. Toutefois, la composition d’un bitume est très éloignée de celle d’une huile et les applications visées sont très différentes.
Le but de la présente invention est de proposer une composition d’huile, utilisable comme agent plastifiant ou comme solvant pour encres, qui soit sous forme divisée et solide à température ambiante et qui puisse être rendue fluide par un simple chauffage. En particulier, un but de l’invention est de proposer une composition d’huile, utilisable comme agent plastifiant ou comme solvant, qui soit sous forme divisée et solide à température ambiante et qui puisse être incorporée respectivement dans une composition d’élastomère ou dans une encre. Notamment on a cherché à mettre au point une composition d’huile sous forme solide et sous forme divisée comprenant un organogélateur dont la présence ne modifie pas de façon significative les propriétés d’usage de l’huile plastifiante et des compositions d’élastomère dans lesquelles elle est incorporée mais également ne modifie pas les propriétés d’usage du solvant pour encres et des compositions d’encres dans lesquelles elle est incorporée.
L’invention a encore pour objet de proposer un procédé de transport et/ou de stockage et/ou de manipulation à température ambiante d’une huile sous forme solide et sous forme divisée.
Un autre objectif de l’invention est de proposer un procédé permettant une manipulation facile de l’huile lors des opérations de manutention.
Un autre objectif de l’invention est de proposer un procédé écologique et économique pour transporter une huile et éviter l’utilisation de moyens supplémentaires pour le maintien en température de cette huile lors de son transport et/ou de son stockage et/ou de sa manipulation.
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Résumé de l’invention
L’invention concerne une composition d’huile solide à température ambiante comprenant :
• 80 % à 99,9 % d’au moins une huile choisie parmi une huile hydrocarbonée d’origine pétrolière ou synthétique et leurs mélanges, • 0,1 % à 10 %, d’au moins un additif organogélateur, • 0 % à 10 % d’un ou plusieurs autres additifs, les pourcentages étant exprimés en masse par rapport à la masse totale de la composition.
Selon un mode de réalisation préféré, l’huile hydrocarbonée est choisie parmi les huiles hydrocarbonée d’origine pétrolière.
Selon une première variante préférée, l’huile hydrocarbonée est choisie parmi les huiles aromatiques ayant une teneur en composés aromatiques comprise entre 30 et 95% en masse, avantageusement comprise entre 50 et 95% en masse, plus avantageusement comprise entre 60 et 95% en masse en masse par rapport à la masse totale de l’huile aromatique.
Selon un mode de réalisation encore préféré, l’huile aromatique a une viscosité cinématique à 100°C comprise entre 0,1 et 150 mm2/s, avantageusement comprise entre 5 et 120 mm2/s, plus avantageusement comprise entre 7 et 90 mm2/s.
Selon une seconde variante préférée, l’huile hydrocarbonée est choisie parmi les huiles paraffiniques présentant une teneur totale en composés paraffiniques d’au moins 50% en masse par rapport à la masse totale de l’huile paraffinique.
Selon un premier mode de réalisation préféré, le composé organogélateur est un composé de formule générale (I) :
Arl-R-Ar2 (I), dans laquelle :
• Arl et Ar2 représentent indépendamment l’un de l’autre un noyau benzène ou un système de noyaux aromatiques condensés de 6 à 20 atomes de carbones, substitués par au moins un groupe hydroxyle, et éventuellement substitués par un ou plusieurs groupements alkyles en C1-C20, et
FR dépôt texte • R représente un radical divalent éventuellement substitué, dont la chaîne principale comprend de 6 à 20 atomes de carbone et au moins un groupe choisi parmi les fonctions amide, ester, hydrazide, urée, carbamate, anhydride.
Selon un second mode de réalisation préféré, le composé organogélateur est un composé de formule générale (II) :
R-(NH)„CONH-(X)m-NHCO(NH)„-R’ (II), dans laquelle,
- les groupements R et R’, identiques ou différents, représentent une chaîne hydrocarbonée saturée ou insaturée, linéaire, ramifiée ou cyclique, comprenant de 1 à 22 atomes de carbone, éventuellement substituée par un ou plusieurs groupes hydroxylés ou groupes amines, et comprenant éventuellement des hétéroatomes tels que N, O, S, des cycles hydrocarbonés en C5-C24 et/ou des hétérocycles hydrocarbonés en C4-C24 comprenant un ou plusieurs hétéroatomes tels que N, O, S ;
- le groupement X représente une chaîne hydrocarbonée, saturée ou insaturée, linéaire, cyclique ou ramifiée, comprenant de 1 à 22 atomes de carbone, éventuellement substituée, et comprenant éventuellement des hétéroatomes, tels que N, O, S, des cycles hydrocarbonés en C5-C24 et/ou des hétérocycles hydrocarbonés en C4-C24 comprenant un ou plusieurs hétéroatomes tels que N, O, S ;
- n et m sont des entiers ayant une valeur de 0 ou 1 indépendamment l’un de l’autre.
Selon un mode de réalisation préféré, la composition comprend de 0,2 % à 5 % en masse, plus préférentiellement de 0,5 % à 3,5 % en masse d’additif organogélateur par rapport à la masse totale de la composition.
Selon un mode de réalisation préféré, la composition est sous forme de granules ou de pains.
L’invention concerne encore un kit comprenant au moins :
- une composition d’huile solide à température ambiante telle que décrite ci-dessus et de façon détaillée ci-dessous,
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- une capsule comprenant au moins un additif.
L’invention concerne également un procédé de préparation d’une composition d’huile solide à température ambiante telle que décrite ci-dessus et de façon détaillée cidessous, comprenant :
(i) Le mélange de l’huile, et le chauffage à une température comprise entre 140 200°C, (ii) L’ajout du composé organogélateur, le mélange et le chauffage à une température comprise entre 140-200°C, (iii) L’ajout éventuel d’un ou de plusieurs autres additifs, le mélange et le chauffage à une température comprise entre 140-200°C, (iv) La mise en forme de la composition, par exemple sous forme de granules ou de pains.
(v) Le refroidissement à température ambiante.
L’invention concerne également un procédé de transport et/ou de stockage et/ou de manipulation d’une composition d’huile solide à température ambiante et sous forme divisée telle que décrite ci-dessus et de façon détaillée ci-dessous, ou de kit comprenant une telle composition, la composition étant transportée et/ou stockée et/ou manipulée sous forme de pains ou de granules solide à température ambiante.
L’invention concerne aussi l’utilisation d’une composition d’huile solide à température ambiante et sous forme divisée telle que décrite ci-dessus et de façon détaillée ci-dessous, ou sous forme de kit comprenant une telle composition, pour la fabrication de pneumatiques.
L’invention concerne aussi l’utilisation d’une composition d’huile solide à température ambiante et sous forme divisée telle que décrite ci-dessus et de façon détaillée ci-dessous, ou sous forme de kit comprenant une telle composition, pour la formulation d’une encre.
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Le stockage, le transport et la manipulation des huiles, en particulier des huiles plastifiantes et des huiles solvants pour encres, sous forme solide à température ambiante et sous forme divisée présentent de nombreux avantages : d’une part des coûts énergétiques et des coûts d’équipement réduits pour le transport et le stockage, d’autre part un transport de ces huiles sur de plus longues distances, notamment dans des zones géographiques difficiles d’accès, mais aussi de moindres contraintes de gestion des stocks et des arrêts de production.
Description détaillée
L’expression « consiste essentiellement en » suivie d’une ou plusieurs caractéristiques, signifie que peuvent être inclus dans le procédé ou le matériau de l’invention, outre les composants ou étapes explicitement énumérés, des composants ou des étapes qui ne modifient pas significativement les propriétés et caractéristiques de l'invention.
L’expression « compris entre X et Y » inclut les bornes, sauf mention contraire explicite. Cette expression signifie donc que l’intervalle visé comprend les valeurs X, Y et toutes les valeurs allant de X à Y.
Par « composition d’huile solide à température ambiante », on entend une composition présentant un aspect solide à température ambiante dans des conditions de transport et/ou de stockage et/ou de manipulation. Plus précisément, on entend une composition huileuse solide qui conserve son aspect solide tout au long du transport et/ou du stockage et/ou de la manipulation à température ambiante, c'est-à-dire une huile solide qui ne flue pas à une température allant jusqu’à 80°C, avantageusement, de 5°C à 70°C, de préférence de 10°C à 70°C, plus préférentiellement de 10°C à 60°C, encore plus préférentiellement de 15°C à 50°C, et à des forces de pressions issues des conditions de transport et/ou de stockage et/ou de manipulation.
Par « composition d’huile solide à froid et sous forme divisée », on entend une composition solide à température ambiante qui est conditionné sous une forme divisée, c’est-à-dire sous forme d’unités distinctes les unes des autres, que l’on nomme granules ou pains.
La composition huileuse selon l’invention est également désignée indifféremment dans la présente description « composition huileuse solide » ou « huile solide ».
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La composition huileuse selon l’invention est désignée indifféremment dans la présente description « composition huileuse solide à froid et sous forme divisée » ou « composition huileuse additivée ».
Par « pénétrabilité », on entend ici la mesure de pénétrabilité des huiles solides par un cône, qui est réalisée en suivant la norme ASTM D217 à 25°C. Cette caractéristique de pénétrabilité est exprimée en dixièmes de millimètre (dmm ou 1/10 mm). La pénétrabilité au cône, mesurée à 25°C, selon le test normalisé ASTM D217, représente la mesure de la pénétration dans un échantillon d’huile solide, au bout d’un temps de 5 secondes, d’un cône à bout pointu est mis sans contraintes à la surface d’un contenant comprenant au moins 0,4 kg d’huile solidifiée afin de mesurer la pénétration de ce cône dans l’huile solidifiée. Cette opération est réalisée trois fois et la mesure de la pénétrabilité de l’huile solidifiée résulte de la moyenne de ces trois mesures.
Huile
L’huile peut être de tout type, elle est choisie en fonction de l’application ultérieure visée. Il peut s’agir d’une huile hydrocarbonée d’origine pétrolière, d’une huile hydrocarbonée d’origine synthétique ou leur mélange.
De préférence l’huile est une huile hydrocarbonée d’origine pétrolière. Elle peut être de type aromatique ou paraffinique.
Selon un mode de réalisation, l’huile est composée de 90 à 100% en masse d’au moins une huile hydrocarbonée d’origine pétrolière, avantageusement de 95 à 100%, encore mieux de 98 à 100%, en masse d’au moins une huile hydrocarbonée d’origine pétrolière. Encore plus avantageusement, l’huile est constituée d’une d’huile hydrocarbonée d’origine pétrolière ou d’un mélange d’huiles hydrocarbonées d’origine pétrolière.
Dans un premier mode de réalisation de l’invention, l’huile hydrocarbonée d’origine pétrolière est choisie parmi les huiles aromatiques.
Plus préférentiellement, les huiles aromatiques ont une teneur en composés aromatiques comprise entre 30 et 95% en masse, avantageusement comprise entre 50 et 95% en masse, plus avantageusement comprise entre 60 et 95% en masse par rapport à la masse totale de l’huile aromatique (méthode SARA : Saturés/ Aromatiques/Résines/Asphaltènes).
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Plus préférentiellement, les huiles aromatiques ont une teneur en composés saturés comprise entre 1 et 20% en masse, avantageusement comprise entre 3 et 15% en masse, plus avantageusement comprise entre 5 et 10% en masse (méthode SARA : Saturés/ Aromatiques/Résines/Asphaltènes).
Plus préférentiellement, les huiles aromatiques ont une teneur en composés résiniques comprise entre 1 et 10% en masse, avantageusement comprise entre 3 et 5% en masse, (méthode SARA : Saturés/Aromatiques/Résines/Asphaltènes).
Les teneurs en composés saturés, résiniques et aromatiques mentionnées dans la présente demande sont déterminées selon la norme ASTM D2140, en % en masse par rapport à la masse de l’huile.
Plus préférentiellement, les huiles aromatiques ont une viscosité cinématique à 100°C comprise entre 0,1 et 150 mm2/s, avantageusement comprise entre 5 et 120 mm2/s, plus avantageusement comprise entre 7 et 90 mm2/s (Méthode ASTM D 445).
Plus préférentiellement, les huiles aromatiques ont un point éclair Cleveland supérieur
O O O ou égal à 150 C, avantageusement compris entre 150 C et 600 C, plus avantageusement compris entre 200 C et 400 C (Méthode EN ISO 2592).
O
Plus préférentiellement, les huiles aromatiques ont un point aniline compris entre 20 C et 120 C, avantageusement compris entre 40 C et 120 C (Méthode ASTM D611).
O
Plus préférentiellement, les huiles aromatiques ont une masse volumique à 15 C comprise entre 400 kg/m3 et 1500 kg/m3, avantageusement comprise entre 600 kg/m3 et 1200 kg/m3, plus avantageusement comprise entre 800 kg/m3 et 1000 kg/m3 (Méthode ASTM D4052).
Selon ce mode de réalisation avantageux, l’huile aromatique comprend des extraits aromatiques de résidus de pétrole, obtenus par extraction ou désaromatisation de résidus de distillations de coupes pétrolières.
Les extraits aromatiques sont des produits secondaires du processus de raffinage des pétroles bruts, obtenus notamment à partir des produits de la distillation sous vide des résidus atmosphériques. Ils résultent d'une simple ou d'une double extraction du raffinai valorisable dans les lubrifiants, au moyen d'un solvant polaire. Les différents extraits sont classés en différentes catégories en fonction de leur procédé d’obtention et sont les suivants :
- Les DAE (Distillate Aromatic Extract en anglais, ou extrait aromatique de distillât)
- les MES (Mild Extract Solvaté en anglais ou solvant d’extraction douce),
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- les TDAE (Treated Distillate Aromatic Extract en anglais ou extrait distillé aromatique traité),
- Les RAE (Residual Aromatic Extract en anglais ou extrait aromatique résiduel),
- Les TRAE (Treated Residual Aromatic Extract en anglais ou extrait aromatique résiduel traité)
Par exemple, les huiles aromatiques utilisables selon l’invention peuvent être choisies parmi les produits suivants commercialisés par la société TOTAL sous les dénominations : Plaxolène 50 ® (également connu sous la dénomination SCRIPTANE NW 50 ®), Plaxolène TD346 ® et Plaxolène MS 132 ®.
Les teneurs respectives en composés paraffiniques, naphténiques et aromatiques dépendent dans une certaine mesure de la nature du pétrole brut à l’origine de l’huile aromatique et du processus de raffinage utilisé.
Par exemple, le Plaxolène 50 ® ou SCRIPTANE NW 50 ® est un RAE (Residual Aromatic Extract) qui présente :
une masse volumique à 15°C comprise entre 980 kg/m3 et 1010 kg/m3 (Méthode ASTM D4052),
- un point éclair (Cleveland) d’environ 230°C (Méthode EN ISO 2592),
- une viscosité cinématique à 100°C comprise entre 60 et 85 mm2/s (Méthode ASTM D 445), un point d’aniline compris entre 53 et 65°C (Méthode ASTM D611).
Par exemple, le Plaxolène TD346 ® est un TDAE (Treated Distillâtes Aromatic Extract) qui présente :
- une masse volumique à 15°C comprise entre 940 kg/m3 et 970 kg/m3 (Méthode ASTM D4052),
- un point éclair (Cleveland) d’environ 220°C (Méthode EN ISO 2592),
- une viscosité cinématique à 100°C comprise entre 16 et 23 mm2/s (Méthode ASTM D 445),
- un point d’aniline compris entre 64 et 72°C (Méthode ASTM D611).
Par exemple, le Plaxolène MS 132 ® est un MES (Mild Extract Solvaté) qui présente : une masse volumique à 15°C comprise entre 895 kg/m3 et 925 kg/m3 (Méthode ASTM D4052),
- un point éclair (Cleveland) d’environ 230°C (Méthode EN ISO 2592),
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- une viscosité cinématique à 100°C comprise entre 13 et 17 mm2/s (Méthode ASTM D 445), un point d’aniline compris entre 85 et 100°C (Méthode ASTM D611).
Selon un second mode de réalisation avantageux, l’huile est une huile paraffinique comprenant majoritairement des extraits paraffiniques de résidus de pétrole. Selon ce mode de réalisation spécifique, avantageusement, l’huile comprend une teneur totale en composés paraffiniques d’au moins 50% en masse, de préférence d’au moins 60% en masse, par exemple comprise entre 50% et 90%, de préférence entre 60% et 90%, plus préférentiellement entre 50% et 80% et en particulier compris entre 55% et 75% ou en particulier compris entre 60% et 75%.
Dans un mode de réalisation plus spécifique, l’huile contient en outre une teneur totale en composés naphténiques qui n’excède pas 25%, par exemple comprise entre 5% et 25%, et en particulier compris entre 10% et 25%.
Dans un mode de réalisation plus spécifique, l’huile contient en outre une teneur totale en aromatiques qui n’excède pas 25%, par exemple comprise entre 5% et 25%, et en particulier compris entre 8% et 18%.
Dans un mode particulièrement préféré, l’huile est une huile paraffinique, comprenant les teneurs respectives :
(i) une teneur totale en composés paraffiniques comprise entre 50% et 90% ;
(ii) une teneur totale en composés naphténiques comprise entre 5% et 25% ; et (iii) une teneur totale en composés aromatiques comprise entre 5% et 25%.
Dans un mode de réalisation plus particulièrement préféré, l’huile est une huile paraffinique, comprenant les teneurs respectives :
(i) une teneur totale en composés paraffiniques comprise entre 60% et 75% ;
(ii) une teneur totale en composés naphténiques comprise entre 5% et 25% ; et (iii) une teneur totale en composés aromatiques comprise entre 5% et 25%.
Dans un mode de réalisation encore préféré, l’huile est une huile paraffinique, comprenant les teneurs respectives :
(i) une teneur totale en composés paraffiniques comprise entre 60% et 75% ;
(ii) une teneur totale en composés naphténiques comprise entre 15% et 25% ; et (iii) une teneur totale en composés aromatiques comprise entre 10% et 15%.
Dans un mode préféré de réalisation de l’invention, les huiles paraffiniques sont issues des coupes de désasphaltage de distillation sous pression réduite (résidu sous
FR dépôt texte vide, RSV) de pétrole brut (ci-après dénommée « huile DAO »). Le principe du désasphaltage repose sur une séparation par précipitation d'un résidu pétrolier en deux phases : i) une phase dite huile désasphaltée, encore appelée matrice huile ou phase huile ou DAO (DeAsphalted Oil en anglais) ; et ii) une phase dite asphalte. Des huiles répondant aux caractéristiques ci-dessous et utilisables selon l’invention sont obtenues par les procédés de désasphaltage des résidus sous vide (RSV) issus du raffinage du pétrole, par exemple par un désasphaltage à l’aide d’un solvant en C3 à C6, de préférence au propane. Des procédés de désasphaltage sont bien connus de l’homme du métier et sont décrits par exemple dans FR3014111, US 2004/0069685, US 4,305,812 et US 4,455,216 ou dans Lee et al., 2014, Fuel Processing Technology 119 : 204-210.
Dans Lee et al., 2014, Fuel Processing Technology 119 : 204-210, les résidus issus de la distillation sous vide (RSV) sont séparés selon leur masse moléculaire en présence de solvant C3 à C6 (par exemple le propane). L’huile dite DAO ainsi obtenue est riche en paraffine, présente une très faible teneur en asphaltènes, a une température d’évaporation comprise entre 440°C et 750°C, et une gravité API bien supérieure à celle des résidus sous vide.
Les teneurs respectives en composés paraffiniques, naphténiques et aromatiques dépendent dans une certaine mesure de la nature du pétrole brut à l’origine de l’huile DAO et du processus de raffinage utilisé. L’homme du métier sait déterminer les teneurs respectives en composés paraffiniques, naphténiques et aromatiques d’une huile DAO par exemple à l’aide de la méthode de fractionnement SARA également décrite dans Lee et al 2014, Fuel Processing Technology 119: 204-210 et ainsi sélectionner l’huile DAO approprié pour la préparation de la composition d’huile gélifiée selon l’invention.
Les teneurs en composés paraffiniques, naphténiques et aromatiques mentionnées dans la présente demande sont déterminées selon la norme ASTM D2140, en % en masse par rapport à la masse de l’huile.
Dans un troisième mode de réalisation de l’invention, l’huile hydrocarbonée d’origine pétrolière est un mélange d’huiles aromatiques telles que décrites ci-dessus et d’huiles paraffiniques telles que décrites ci-dessus.
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Selon un autre mode de réalisation, la composition huileuse peut comprendre en outre une huile d’origine végétale.
Par exemple, les huiles d’origine végétale peuvent être choisies parmi les huiles de colza, de tournesol, de soja, de lin, d’olive, de palme, de ricin, de bois, de maïs, de courge, de pépins de raisin, de jojoba, de sésame, de noix, de noisette, d’amande, de karité, de macadamia, de coton, de luzerne, de seigle, de carthame, d’arachide, de coco et de coprah, et leurs mélanges.
Le composé organogélateur
La composition d’huile solide à température ambiante et sous forme divisée selon l’invention comprend au moins un additif chimique choisi parmi les composés organogélateurs.
En particulier, la composition d’huile solide à température ambiante et sous forme divisée comprend au moins un additif chimique organogélateur en quantité adaptée pour que cette composition soit solide à température ambiante et sous forme divisée. Dans un mode de réalisation de l’invention, l’additif chimique organogélateur est un composé organique. Avantageusement, le composé organogélateur présente une masse molaire inférieure ou égale à 2000 gmol'1, de préférence une masse molaire inférieure ou égale à 1000 gmol'1.
Dans ce premier mode de réalisation, selon une première variante, le composé organogélateur est un composé de formule générale (I) :
Arl-R-Ar2 (I), dans laquelle :
• Arl et Ar2 représentent indépendamment l’un de l’autre un noyau benzène ou un système de noyaux aromatiques condensés de 6 à 20 atomes de carbones, substitués par au moins un groupe hydroxyle et éventuellement substitués par un ou plusieurs groupements alkyles en C1-C20, et • R représente un radical divalent éventuellement substitué, dont la chaîne principale comprend de 6 à 20 atomes de carbone et au moins un groupe choisi parmi les fonctions amide, ester, hydrazide, urée, carbamate, anhydride.
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De préférence, Arl et/ou Ar2 sont substitués par au moins un groupe alkyle de 1 à 10 atomes de carbone, avantageusement en une ou des positions ortho par rapport au(x) groupe(s) hydroxyle(s), plus préférentiellement Arl et Ar2 sont des groupes 3,5dialkyl-4-hydroxyphényle, avantageusement des groupes 3,5-di-/<?/7-butyl-4hydroxyphényle.
De préférence, R est en position para par rapport à un groupe hydroxyle de Arl et/ou Ar2.
On peut citer comme exemple de composé de formule (I) le 2’,3-bis[(3-[3, 5-di-tertbutyl-4-hydroxyphenyl]propionyl)]propionohydrazide.
Selon une seconde variante de ce premier mode de réalisation, le composé organogélateur est un composé de formule générale (II) :
R-(NH)„CONH-(X)m-NHCO(NH)„-R’ (II), dans laquelle,
- les groupements R et R’, identiques ou différents, représentent une chaîne hydrocarbonée saturée ou insaturée, linéaire, ramifiée ou cyclique, comprenant de 1 à 22 atomes de carbone, éventuellement substituée par un ou plusieurs groupes hydroxyles ou groupes amines, et comprenant éventuellement des hétéroatomes tels que N, O, S, des cycles hydrocarbonés en C5-C24 et/ou des hétérocycles hydrocarbonés en C4-C24 comprenant un ou plusieurs hétéroatomes tels que N, O, S ;
- le groupement X représente une chaîne hydrocarbonée, saturée ou insaturée, linéaire, cyclique ou ramifiée, comprenant de 1 à 22 atomes de carbone, éventuellement substituée, et comprenant éventuellement des hétéroatomes tels que N, O, S, des cycles hydrocarbonés en C5-C24 et/ou des hétérocycles hydrocarbonés en C4-C24 comprenant un ou plusieurs hétéroatomes tels que N, O, S ;
- n et m sont des entiers ayant une valeur de 0 ou 1 indépendamment l’un de l’autre.
Selon cette variante, lorsque l’entier m a une valeur de 0, alors les groupements R(NH)nCONH et NHCO(NH)n-R’ sont liés de façon covalente et forment ensemble une liaison hydrazide CONH-NHCO. Le groupement R, ou le groupement R’, représente alors au moins un groupement choisi parmi : une chaîne hydrocarbonée d’au moins 4 atomes de carbone, un cycle aliphatique de 3 à 8 atomes, un système polycyclique condensé aliphatique, partiellement aromatique ou entièrement aromatique, chaque cycle comprenant 5 ou 6 atomes.
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Toujours selon cette variante, lorsque l’entier m a une valeur de 1, alors le groupement R, le groupement R’ et/ou le groupement X, représentent au moins un groupement choisi parmi : une chaîne hydrocarbonée d’au moins 4 atomes de carbone, un cycle aliphatique de 3 à 8 atomes, un système polycyclique condensé aliphatique, partiellement aromatique ou entièrement aromatique, chaque cycle comprenant 5 ou 6 atomes.
De préférence, le groupement R et/ou R’ représentent une chaîne hydrocarbonée aliphatique de 4 à 22 atomes de carbone, notamment, choisie parmi les groupements C4H9, C5H11, C9H19, C11H23, C12H25, C17H35, C18H37, C21H43, C22H45.
Selon un premier mode de réalisation préféré, le groupement X représente une chaîne hydrocarbonée linéaire, saturée comprenant de 1 à 22 atomes de carbone, avantageusement de 1 à 12 atomes de carbone, encore mieux de 1 à 10 atomes de carbone. De préférence, le groupement X est choisi parmi les groupements C2H4, C3H6.
Selon un second mode de réalisation préféré, le groupement X peut aussi être un groupement cyclohexyl ou un groupement phényl, les radicaux R-(NH)nCONH- et NHCO(NH)n-R’ peuvent alors être en position ortho, méta ou para. Par ailleurs, les radicaux R-(NH)nCONH- et -NHCO(NH)n-R’ peuvent être en position cis ou trans l’un par rapport à l’autre. De plus, lorsque le radical X est cyclique, ce cycle peut être substitué par d’autres groupements que les deux groupements principaux R(NH)„CONH- et -NHCO(NH)„-R’.
Selon un troisième mode de réalisation préféré, le groupement X représente deux cycles de 6 carbones, éventuellement substitués, reliés par un groupement CH2, ces cycles étant aliphatiques ou aromatiques. Dans ce cas, le groupement X est par exemple :
ou
Avantageusement, selon cette variante, le composé organogélateur est un composé de formule générale (II) choisi parmi les dérivés hydrazides tels que les composés C5H41CONH-NHCO-C5Hn, C9H19-CONH-NHCO-C9H19, C11H23-CONH-NHCO-C11H23,
ICG70127 FR dépôt texte
Ci7H35-CONH-NHCO-Ci7H35, ou C21H43-CONH-NHCO-C21H43 ; les diamides telles que le N,N'-éthylènedi(laurylamide) de formule C11H23-CONH-CH2-CH2-NHCOC11H31, le N,N'-éthylènedi(myristylamide) de formule C13H27-CONH-CH2-CH2NHCO-C13H27, le N,N'-éthylènedi(palmitamide) de formule C15H31-CONH-CH2-CH25 NHCO-C15H31, le N,N'-éthylènedi(stéaramide) de formule C17H35-CONH-CH2-CH2NHCO-C17H35 ; et les dérivés uréides tels que la 4,4'bis(dodécylaminocarbonylamino)diphénylmethane de formule C12H25-NHCONHC6H4-CH2-C6H4-NHCONH-C12H25
Selon une troisième variante, le composé organogélateur est un composé de formule (III) :
(R-NHCO)X-Z-(NHCO-R’)y (III), dans laquelle,
- R et R’, identiques ou différents, représentent une chaîne hydrocarbonée saturée ou insaturée, linéaire, ramifiée ou cyclique comprenant de 1 à 22 atomes de carbone, éventuellement substituée, et comprenant éventuellement des hétéroatomes tels que N, O, S, des cycles hydrocarbonés en C5-C24 et/ou des hétérocycles hydrocarbonés en C4-C24 comprenant un ou plusieurs hétéroatomes tels que N, O, S,
- Z représente un groupement tri-fonctionnalisé choisi parmi les groupements suivants :
- x et y sont des entiers différents de valeur variant de 0 à 3 et tels que x+y=3.
De préférence, lorsque x est égal à 0 et Z représente Z2, le composé de formule (III) est la N2, N4, N6-tridécylmélamine ayant la formule suivante avec R’ représentant le groupe C9H49 :
ICG70127 FR dépôt texte o
.X
HN 'C9H19
O
Λ.Λ.Λ X
CnHuf N N NH
O CqHi
D’autres composés préférés répondant à la formule (III), sont tels que x est égal à 0, Z représente Z2 et R’ représente une chaîne hydrocarbonée saturée, linéaire, de 1 à 22 atomes de carbone, de préférence de 2 à 18 atomes de carbone, de préférence de 5 à
12 atomes de carbone.
D’autres composés préférés répondant à la formule (III) sont tels que : y est égal à 0 et Z représente Zi, les composés ont alors pour formule :
avec R choisi parmi les groupes suivants, pris seuls ou en mélanges :
D’autres composés préférés répondant à la formule (III) sont tels que : y est égal à 0, Z représente Zi et R représente une chaîne hydrocarbonée saturée, linéaire, de 1 à 22 atomes de carbone, de préférence de 8 à 12 atomes de carbone.
Selon une quatrième variante, le composé organogélateur est un produit de réaction 15 d’au moins un polyol en C3-C12 et d’au moins un aldéhyde en C2-C12. Parmi les polyols utilisables, on peut citer le sorbitol, le xylitol, le mannitol et/ou le ribitol. De préférence, le polyol est le sorbitol.
FR dépôt texte
Avantageusement, selon cette variante, le composé organogélateur est un composé qui comprend au moins une fonction de formule générale (IV) :
R (IV) avec :
- x est un entier,
- R est choisi parmi un radical alkyle en C1-C12, alcényle en C2-C12, aryle en C6-C12, ou aralkyle en C7-C12, éventuellement substitué par un ou plusieurs atomes d’halogène, un ou plusieurs groupements alcoxy en C1-C6
Selon cette variante, le composé organogélateur est avantageusement un dérivé du sorbitol. Par « dérivé du sorbitol », on entend tout produit de réaction, obtenu à partir du sorbitol. En particulier, tout produit de réaction obtenu en faisant réagir un aldéhyde avec du D-sorbitol. On obtient par cette réaction de condensation, des acétals de sorbitol, qui sont des dérivés du sorbitol. Le l,3:2,4-Di-O-benzylidène-D-sorbitol est obtenu en faisant réagir 1 mole de D-sorbitol et 2 moles de benzaldéhyde et a pour formule :
Les dérivés du sorbitol pourront ainsi être tous les produits de condensation d’aldéhydes, notamment d’aldéhydes aromatiques avec le sorbitol. On obtiendra alors des dérivés du sorbitol de formule générale :
OH
HO'
FR dépôt texte où Ari et Ar2 sont des noyaux aromatiques éventuellement substitués.
Parmi les dérivés du sorbitol, autre que le l,3:2,4-Di-O-benzylidene-D-sorbitol on peut trouver par exemple le 1,3:2,4:5,6-tri-O-benzylidene-D-sorbitol, le 2,4-mono-Obenzylidene-D-sorbitol, le l,3:2,4-bis(p-methylbenzylidene) sorbitol, l,3:2,4-bis(3,4dimethylbenzylidene) sorbitol, l,3:2,4-bis(p-ethylbenzylidene) sorbitol, l,3:2,4-bis(ppropylbenzylidene) sorbitol, l,3:2,4-bis(p-butylbenzylidene) sorbitol, l,3:2,4-bis(pethoxylbenzylidene) sorbitol, l,3:2,4-bis(p-chlorobenzylidene) sorbitol, l,3:2,4-bis(pbromobenzylidene) sorbitol, l,3:2,4-Di-O-methylbenzylidene-D-sorbitol, 1,3:2,4-DiO-dimethylbenzylidene-D-sorbitol, l,3:2,4-Di-O-(4-methylbenzylidene)-D-sorbitol, l,3:2,4-Di-O-(4,3-dimethylbenzylidene)-D-sorbitol. De préférence, selon cette variante, le composé organogélateur est le l,3:2,4-Di-O-benzylidene-D-sorbitol.
Selon une cinquième variante, le composé organogélateur est un composé de formule générale (V) :
R”-(COOH)Z (V), dans laquelle R” représente une chaîne linéaire ou ramifiée, saturée ou insaturée comprenant de 4 à 68 atomes de carbone, de préférence de 4 à 54 atomes de carbone, plus préférentiellement de 4 à 36 atomes de carbone et z est un entier variant de 2 à 4. De préférence, le groupement R’ ’ est une chaîne linéaire saturée de formule CwH2w avec w un entier variant de 4 à 22, de préférence de 4 à 12.
Selon cette variante de l’invention, les composés organogélateurs répondant à la formule (V) peuvent être des diacides (z = 2), des triacides (z = 3) ou des tétracides (z = 4). Les composés organogélateurs préférés selon cette variante, sont des diacides avec z = 2.
De préférence, selon cette variante, les diacides (V) ont pour formule générale HOOCCwH2w-C00H avec w un entier variant de 4 à 22, de préférence de 4 à 12. Avantageusement, selon cette variante, le composé organogélateur est un diacide choisi parmi l’acide adipique ou acide 1,6-hexanedioïque avec w = 4, l’acide pimélique ou acide 1,7-heptanedioïque avec w = 5, l’acide subérique ou acide 1,8octanedioïque avec w = 6, l’acide azélaique ou acide 1,9-nonanedioïque avec w = 7, l’acide sébacique ou acide 1,10-décanedioïque avec w = 8, l’acide undécanedioïque avec w = 9, l’acide 1,2-dodécanedioïque avec w = 10 ou l’acide tétradécanedioïque avec w = 12.
FR dépôt texte
Plus avantageusement, le composé organogélateur est l’acide sébacique ou acide 1,10décanedioïque avec w = 8.
Les diacides peuvent aussi être des dimères diacides d’acide(s) gras insaturé(s) c'est-àdire des dimères formés à partir d’au moins un acide gras insaturé, par exemple à partir d’un seul acide gras insaturé ou à partir de deux acides gras insaturés différents. Les dimères diacides d’acide(s) gras insaturé(s) sont classiquement obtenus par réaction de dimérisation intermoléculaire d’au moins un acide gras insaturé (réaction de Diels Aider par exemple).
De préférence, on dimérise un seul type d’acide gras insaturé. Ils dérivent en particulier de la dimérisation d’un acide gras insaturé notamment en Cx à C34, notamment en C12 à C22, en particulier en Ci6 à C20, et plus particulièrement en Cig. Un dimère d’acide gras préféré est obtenu par dimérisation de l’acide linoléïque, celui-ci pouvant ensuite être partiellement ou totalement hydrogéné.
Un autre dimère d’acide gras préféré a pour formule HOOC-(CH2)7-CH=CH-(CH2)7COOH. Un autre dimère d’acide gras préféré est obtenu par dimérisation du linoléate de méthyle. De la même façon, on peut trouver des triacides d’acides gras et des tétracides d’acides gras, obtenus respectivement par trimérisation et tétramérisation d’au moins un acide gras.
Selon une sixième variante, le composé organogélateur est un composé de formule générale (VI) :
Y dans laquelle,
- les groupements Y et Y’ représentent indépendamment l’un de l’autre, un atome ou groupement choisi parmi : H, -(CFDq-CIL, -(CH2)q-NH2, -(CH2)qOH, -(CH2)q-COOH ou
N
FR dépôt texte avec q un entier variant de 2 à 18, de préférence de 2 à 10, de préférence de 2 à 4 et p un entier supérieur ou égal à 2, de préférence ayant une valeur de 2 ou 3.
Parmi les composés organogélateurs préférés répondant à la formule (VI), on peut citer les composés suivants :
o
De préférence, selon cette variante, le composé organogélateur de formule générale (VI) est :
nh2
O
Selon une septième variante de ce mode de réalisation, le composé organogélateur est un composé de formule générale (VII) :
R-NH-CO-CO-NH-R’ (VII) dans laquelle, R et R’, identiques ou différents, représentent une chaîne hydrocarbonée saturée ou insaturée, linéaire, ramifiée ou cyclique, comprenant de 1 à 22 atomes de carbone, de préférence de 8 à 12 atomes de carbone, éventuellement substituée, et comprenant éventuellement des hétéroatomes, tels que N, O, S, des cycles hydrocarbonés en C5-C24 et/ou des hétérocycles hydrocarbonés en C4-C24 comprenant un ou plusieurs hétéroatomes tels que N, O, S.
FR dépôt texte
On ne sortira pas du cadre de l’invention en combinant plusieurs additifs chimiques différents tels que différents composés organogélateurs de formule (I), (II), (III), (V), (VI) et (VII), les produits de réaction d’au moins un polyol en C3-C12 et d’au moins un aldéhyde en C2-C12, notamment ceux comprenant un groupement de formule (IV), dans la composition d’huile.
Avantageusement, la composition d’huile comprend au moins un additif organogélateur choisi parmi les composés de formule (I), les composés de formule (II) et les composés de formule (V).
Plus avantageusement, la composition d’huile comprend au moins un additif organogélateur choisi parmi les composés de formule (I) ou les composés de formule (II).
De préférence, la composition d’huile comprend un additif organogélateur dans laquelle l’additif est le 2’,3-bis[(3-[3, 5-di-/c/7-butyl-4hy droxy pheny 1 ]propi ony 1)] propi onohy drazi de.
Avantageusement, la composition d’huile comprend de 0,1 % à 10 % en masse, de préférence de 0,2 % à 5 % en masse, plus préférentiellement de 0,5 % à 3,5 % en masse d’additif chimique organogélateur par rapport à la masse totale de la composition.
Composition d’huile solide à température ambiante et sous forme divisée
La composition d’huile est solide à température ambiante et sous forme divisée. Elle comprend l’huile, le ou les additifs organogélateurs et le cas échéant d’autres additifs. Avantageusement, la composition d’huile comprend, ou est essentiellement composée de :
• 80 % à 99,9 % en masse d’au moins une huile choisie parmi : les huiles hydrocarbonées d’origine pétrolière ou synthétique, • 0,1 % à 10 % en masse, d’au moins un additif chimique organogélateur, • 0 % à 10 % en masse d’un ou plusieurs autres additifs, par rapport à la masse totale de la composition.
De préférence, la composition d’huile comprend, ou est essentiellement composée de :
• 85 % à 99,8 % en masse d’au moins une huile, choisie parmi : les huiles hydrocarbonées d’origine pétrolière ou synthétique, • 0,2 % à 5 % en masse, d’au moins un additif chimique organogélateur, • 0 % à 10 % en masse d’un ou plusieurs autres additifs,
FR dépôt texte par rapport à la masse totale de la composition.
Plus préférentiellement, la composition d’huile comprend, ou est essentiellement composée de :
• 86,5 % à 99,5 % en masse d’au moins une huile choisie parmi : les huiles hydrocarbonées d’origine pétrolière ou synthétique, • 0,5 % à 3,5 % en masse d’au moins un additif chimique organogélateur, • 0 % à 10 % en masse d’un ou plusieurs autres additifs par rapport à la masse totale de la composition.
Selon un premier mode de réalisation préféré, le composé organogélateur est choisi parmi ceux répondant à la formule (I), notamment le 2’,3-bis[(3-[3, 5-di-/c/7-butyl-4hy droxy pheny 1 ]propi ony 1)] propi onohy drazi de.
Avantageusement selon ce mode de réalisation, la composition d’huile comprend, ou est essentiellement composée de :
• 85 % à 99,9 % en masse d’au moins une huile hydrocarbonée d’origine pétrolière, • 0,1 % à 5 % en masse d’au moins un additif chimique organogélateur de formule (I), avantageusement le 2’,3-bis[(3-[3, 5-di-/ert-butyl-4hy droxy pheny 1 ]propi ony 1)] propi onohy drazi de, • 0 % à 10 % en masse d’un ou plusieurs autres additifs, par rapport à la masse totale de la composition.
De préférence, la composition d’huile comprend, ou est essentiellement composée de :
• 86,5 % à 99,8 % en masse d’au moins une huile hydrocarbonée d’origine pétrolière, • 0,2 % à 3,5 % en masse, d’au moins un additif chimique organogélateur de formule (I), avantageusement le 2’,3-bis[(3-[3, 5-di-/ert-butyl-4hy droxy pheny 1 ]propi ony 1)] propi onohy drazi de, • 0 % à 10 % en masse d’un ou plusieurs autres additifs, par rapport à la masse totale de la composition.
Autres additifs
Selon une variante de l’invention, on peut prévoir d’incorporer à la composition d’huile toutes sortes d’additifs habituellement utilisés pour la formulation, en fonction de l’application visée, dès lors que ces additifs ne gênent pas la gélification.
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La quantité d’additif dans la composition d’huile est calculée en fonction de la quantité d’huile qui sera mise en œuvre pour l’application visée et de la quantité d’additif attendue dans cette application. Habituellement, les additifs sont incorporés en quantités allant de 0,1 à 10% en masse par rapport à la masse totale de la composition d’huile.
Application pour la fabrication de pneumatique
La composition huileuse selon l’invention peut en outre comprendre un ou plusieurs additifs rentrant dans la formulation de compositions élastomères, en particulier de caoutchouc, on peut prévoir d’ajouter à la composition d’huile plastifiante des pigments, des colorants, des agents de vulcanisation, des agents retardateurs de vulcanisation, de la silice, des acides gras comme par exemple l’acide stéarique, des silanes, du noir de carbone ...
Selon un mode de réalisation de l’invention, la composition d’huile comprend en outre au moins un composé choisi parmi les oxydes de métaux de transition, tels que les oxydes de magnésium, de calcium, de cadmium, de plomb, de cobalt, de zinc, notamment l’oxyde de zinc ZnO.
L’oxyde de zinc est couramment utilisé pour catalyser la vulcanisation du caoutchouc.
Application pour la fabrication d’encres
La composition huileuse selon l’invention peut en outre comprendre un ou plusieurs additifs rentrant dans la formulation d’encres comme par exemple des agents tensioactifs, des charges, des stabilisateurs, des huiles siccatives ou semi-siccatives, des agents améliorant la rhéologie, des additifs anti-oxydants, des accélérateurs de séchage, des agents anti-abrasion, des agents gélifiants, ...
A titre d’exemple d’huiles siccatives ou semi-siccatives, on peut citer les huiles de lin, de tung, de carthame.
Préférentiellement, la composition huileuse selon l’invention est utilisée dans la fabrication d’encres d’impression, notamment les encres pour l'impression en forme plate (ou encore l'impression en offset) qui se divise en trois types : encres heat-set, encres pour machines à feuilles dites sheet-fed, les encres cold-set (encres à journaux).
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Procédé de préparation de la composition d’huile solide
Les compositions d’huiles solides à température ambiante selon l’invention peuvent être préparées par exemple selon le procédé suivant comprenant les étapes de :
(i) mélange de l’huile, par exemple l’huile DAO ou RAE, et chauffage à une température comprise entre 140-200°C, par exemple de 10 minutes à 30 minutes, (ii) ajout du composé organogélateur, mélange et chauffage à une température comprise entre 140-200°C, par exemple de 30 minutes à 2 heures, (iii) ajout éventuel d’un ou de plusieurs autres additifs, mélange et chauffage à une température comprise entre 140-200°C, par exemple, de 5 minutes à 20 minutes, (iv) mise en forme de la composition, par exemple sous forme de granules ou de pains, (v) refroidissement à température ambiante.
L’ordre des étapes (i) à (iii) peut être modifié.
Granules d’huile solide à température ambiante
Au sens de l’invention, le terme « granules d’huile » peut également être défini comme une huile solide à température ambiante conditionnée sous une forme divisée, c’est-à-dire sous forme d’unités de petite taille nommées balles, granules ou particules.
Les granules d’huile selon l’invention sont obtenus par mise en forme d’une composition d’huile telle que décrite ci-dessus selon tout procédé connu, par exemple selon le procédé de fabrication décrit dans le document US 3 026 568, le document WO 2009/153324 ou le document WO 2012/168380. Selon un mode de réalisation particulier, la mise en forme des granules peut être réalisée par égouttage, en particulier à l’aide d’un tambour.
D’autres techniques peuvent être utilisées dans le procédé de fabrication des granules d’huile solide à température ambiante selon l’invention, en particulier le moulage, l’extrusion...
De préférence, les granules d’huile selon l’invention peuvent avoir au sein d’une même population de granules, une ou plusieurs formes choisies parmi une forme
FR dépôt texte cylindrique, sphérique ou ovoïde. La taille des granules d’huile selon l’invention est telle que la dimension moyenne la plus longue est de préférence inférieure ou égale à 50 mm, plus préférentiellement de 3 à 30 mm, encore plus préférentiellement comprise de 5 à 20 mm. La taille et la forme des granules d’huile solide à température ambiante peuvent varier selon le procédé de fabrication employé. Par exemple, l’utilisation d’une filière permet de contrôler la fabrication de granules d’une taille choisie. Un tamisage permet de sélectionner des granules en fonction de leur taille.
Les granules d’huile sont, de préférence, transportés et/ou stockés en vrac dans des sacs de 1 kg à 30 kg ou de 500 kg à 1000 kg couramment appelés des « Big Bag », lesdits sacs étant de préférence en matériau thermofusible ou dans des cartons de 5 kg à 30 kg ou dans des fûts de 100 kg à 200 kg.
Selon un mode de réalisation de l’invention, les granules d’huile selon l’invention sont recouverts sur au moins une partie de leur surface d’un anti-agglomérant, de préférence sur l’ensemble de leur surface.
Pain d’huile solide à température ambiante
Selon un mode de réalisation de l’invention, la composition d’huile solide à température ambiante et sous forme divisée est sous forme de pain. Au sens de l’invention, la composition d’huile sous forme de pain est également appelée « pain d’huile ».
On entend par pain d’huile solide à température ambiante, un bloc de composition d’huile selon l’invention ayant une masse comprise entre 1 kg et 1000 kg, de préférence, entre 1 kg et 200 kg, plus préférentiellement entre 1 kg et 50 kg, encore plus préférentiellement entre 5 kg et 25 kg, encore plus préférentiellement entre 10 kg et 30 kg, ledit bloc étant avantageusement parallélépipédique, de préférence étant un pavé.
Le pain d’huile selon l’invention a, de préférence, un volume compris entre 1000 cm3 et 50000 cm3, de préférence entre 5000 cm3 et 25000 cm3, plus préférentiellement entre 10000 cm3 et 30000 cm3, encore plus préférentiellement entre 14000 cm3 et 25000 cm3.
Lorsque le pain d’huile selon l’invention est manipulé manuellement par une personne, la masse du pain d’huile peut varier de 1 à 20 kg, et de 20 à 50 kg dans le cas d’une manutention par deux personnes. Lorsque la manutention est réalisée par
FR dépôt texte des équipements mécaniques, la masse du pain d’huile selon l’invention peut varier de 50 à 1000 kg.
Le pain d’huile selon l’invention est fabriqué à partir de la composition d’huile telle que décrite ci-dessus selon tout procédé connu industriellement, par exemple par extrusion, par moulage, ou selon le procédé de fabrication décrit dans le document US2011/0290695.
Le pain d’huile selon l’invention est avantageusement emballé d’un film thermofusible selon tout procédé connu, de préférence par un film en polypropylène, polyéthylène ou un mélange de polyéthylène et polypropylène. La composition d’huile selon l’invention conditionnée en pain emballé d’un film thermofusible présente l’avantage d’être prête à l’emploi c’est-à-dire qu’elle peut être directement chauffée dans le fondoir sans déballage préalable, par exemple pour la fabrication de compositions d’élastomères. Le matériau thermofusible qui fond avec la composition d’huile selon l’invention n’affecte pas les propriétés de ladite composition d’huile.
Le pain d’huile selon l’invention peut également être recouvert de composé antiagglomérant tel que défini ci-dessous.
Dans cette variante, les préférences, les avantages, les différents modes de réalisation décrits pour les composés anti-agglomérant s’appliquent également.
Le pain d’huile selon l’invention peut également être conditionné dans un carton selon tout procédé connu.
En particulier, le pain d’huile selon l’invention est conditionné dans un carton en faisant couler à chaud la composition d’huile selon l’invention dans un carton dont la paroi de la face interne est siliconée puis refroidi, les dimensions du carton étant adaptées à la masse et/ou au volume du pain d’huile souhaité.
Lorsque le pain d’huile selon l’invention est emballé d’un film thermofusible ou est conditionné dans un carton, la demanderesse a démontré que la détérioration dudit film thermofusible ou dudit carton lors du transport et/ou du stockage à température ambiante dudit pain d’huile selon l’invention n’entraînait pas le fluage de la composition d’huile. Par conséquent, les pains d’huile selon l’invention conservent leur forme initiale et ne collent pas entre eux lors de leur transport et/ou stockage à température ambiante malgré le fait que le film thermofusible ou le carton soit endommagé. L’absence de fluage de la composition d’huile selon l’invention sous
FR dépôt texte forme de pain lors de son transport et/ou stockage à température ambiante est due à la présence du ou des additifs organogélateurs au sein de la composition d’huile.
Le composé anti-agglomérant :
De façon optionnelle, comme exposé ci-dessus, la composition d’huile selon l’invention sous forme divisée solide à température ambiante, comme par exemple sous forme de granules ou de pains d’huile solide à température ambiante, peut être partiellement enrobée d’un ou plusieurs composés anti-agglomérants.
Le composé anti-agglomérant est d’origine minérale ou organique. Par « antiagglomérant » ou « composé anti-agglomérant », on entend tout composé qui limite, réduit, inhibe, retarde, l’agglomération et/ou l’adhésion des granules ou des pains entre eux lors de leur transport et/ou de leur stockage et/ou de leur manipulation à température ambiante et qui dans le cas des granules, assure également leur fluidité lors de leur manipulation.
Plus préférentiellement, le composé anti-agglomérant est choisi parmi : le talc ; les fines, également appelées fillers, généralement de diamètre inférieur à 125 pm, telles que les fines silicieuses, à l’exception des fines calcaires ; le sable tel que le sable de fontainebleau ; le ciment ; le carbone ; les résidus de bois tels que la lignine, le lignosulfonate, les poudres d’aiguilles de conifères, les poudres de cônes de conifères, notamment de pin ; les cendres de balles de riz ; la poudre de verre ; les argiles telles que le kaolin, la bentonite, la vermiculite ; l’alumine telle que les hydrates d’alumine ; la silice ; les dérivés de silice tels que les silicates, les hydroxydes de silicium et les autres oxydes de silicium ; les fumées de silice ; la poudre de matière plastique ; la chaux ; le plâtre ; la poudrerie de caoutchouc ; la poudre de polymères, tels que les copolymères styrène-butadiène (SB), les copolymères styrène-butadiène-styrène (SB S) et les mélanges de ces matériaux. Avantageusement, le composé anti-agglomérant est choisi parmi : les fines, généralement de diamètre inférieur à 125 pm ; les résidus de bois tels que la lignine, les poudres d’aiguilles de conifères et les poudres de cônes de conifères ; les fumées de silice ; leurs mélanges.
De préférence, la masse de l’anti-agglomérant recouvrant au moins une partie de la surface des granules ou des pains d’huile est comprise entre 0,2% et 10% en masse, de préférence entre 0,5% et 8% en masse, plus préférentiellement entre 0,5% et 5% par
FR dépôt texte rapport à la masse totale de composition d’huile selon l’invention, dans lesdits granules ou lesdits pains ou lesdites balles.
La couche d’anti-agglomérant recouvrant les granules ou les pains d’huile selon l’invention est, de préférence, continue de façon à ce qu’au moins 90% de la surface du granule ou du pain d’huile selon l’invention est recouverte d’au moins un antiagglomérant, de préférence au moins 95%, plus préférentiellement au moins 99%. La couche d’anti-agglomérant doit être suffisamment épaisse pour que celle-ci soit continue.
Les granules ou les pains d’huile solide à température ambiante sont recouverts de l’anti-agglomérant selon tout procédé connu, par exemple selon le procédé décrit dans le document US 3 026 568.
Kit de composition huileuse solide à froid et sous forme divisée
Un autre objet de l’invention concerne un kit comprenant au moins :
- une composition huileuse solide à froid et sous forme divisée telle que définie cidessus,
- une capsule comprenant au moins un additif tel que défini ci-dessus.
Selon un mode de réalisation de l’invention, la composition huileuse solide à froid et sous forme divisée est sous forme de pain.
Selon un mode de réalisation de l’invention, la composition huileuse sous forme de pain comprend sur une de ses faces, une cavité permettant de loger tout ou partie de la capsule.
Selon un mode de réalisation de l’invention, la capsule est logée en tout ou partie dans la cavité de manière amovible.
Selon ce mode de réalisation, la capsule peut être une capsule à enveloppe molle, notamment un sachet, ou une capsule à enveloppe dure.
De préférence, la capsule est en film plastique thermofusible, notamment en polyéthylène, ou en silicone.
Un autre objet de l’invention concerne l’utilisation du kit tel que défini ci-dessus dans le procédé de préparation d’une composition huileuse prête pour application selon l’invention.
FR dépôt texte
Selon un mode de réalisation de l’invention, la composition huileuse sous forme de pain et la capsule formant le kit tel que défini ci-dessus sont utilisées dans le procédé de préparation d’une composition huileuse simultanément ou consécutivement.
Dans une variante, lorsque la composition huileuse sous forme de pain et la capsule formant le kit tel que défini ci-dessus sont utilisés consécutivement dans le procédé de préparation d’une composition huileuse, ladite composition huileuse sous forme de pain est préalablement chauffée puis la capsule est ajoutée. Dans cette variante, avant le chauffage du pain de composition huileuse, la capsule est délogée de la cavité présente sur l’une des faces du pain.
Dans une autre variante, la composition huileuse sous forme de pain et la capsule formant le kit tel que défini ci-dessus sont utilisés simultanément dans le procédé de préparation d’une composition huileuse.
Procédé de transport et/ou de stockage et/ou de manipulation de la composition d’huile solide à température ambiante et sous forme divisée
Un autre objet de l’invention concerne également un procédé de transport et/ou de stockage et/ou de manipulation de la composition d’huile solide à température ambiante et sous forme divisée, la composition étant transportée et/ou stockée et/ou manipulée sous forme de pains ou de granules de composition d’huile solides à température ambiante. La composition d’huile solide à température ambiante et sous forme divisée est telle que décrite ci-dessus.
De préférence, la composition d’huile additivée de l’invention est transportée et/ou stockée à température ambiante pendant une durée supérieure ou égale à 2 mois, préférence à 3 mois.
Selon un mode de réalisation de l’invention, la composition d’huile solide à température ambiante de l’invention est transportée et/ou stockée à une température inférieure à 80°C. En particulier, la température de transport et/ou de stockage correspond à la température ambiante. On entend par température ambiante, la température qui est atteinte lors du transport et/ou de stockage de la composition d’huile selon l’invention sans que ladite composition soit chauffée par tout type de procédé. Ainsi, la température ambiante peut atteindre des températures élevées,
FR dépôt texte inférieures à 80°C durant les périodes estivales, en particulier dans les régions géographiques à climat chaud.
Avantageusement, la température ambiante est de 5°C à 70°C, de préférence de 10°C à 70°C, plus préférentiellement de 10°C à 60°C, encore plus préférentiellement de 15°Cà50°C.
Les compositions d’huile solide à température ambiante et sous forme divisée selon la présente invention sont remarquables en ce qu’elles permettent le transport et/ou le stockage et/ou de manipulation de d’huile à température ambiante dans des conditions optimales, en particulier sans qu’il y ait fluage desdites compositions solides lors de leur transport et/ou le stockage et/ou la manipulation, même lorsque la température ambiante est élevée et sans dégrader les propriétés de la composition, voire en les améliorant.
Utilisation des compositions d’huile plastifiante solide à température ambiante
Le plastifiant est une substance incorporée à un matériau pour en augmenter la malléabilité, la flexibilité ou la densité. Les plastifiants sont incorporés dans le caoutchouc et contribuent aussi aux propriétés mécaniques de l’élastomère après vulcanisation. Les huiles plastifiantes peuvent êtres introduites jusqu’à hauteur de 30% dans une formulation de pneumatique. Elles apportent plusieurs avantages au formulateur :
Meilleure transformabilité de l’élastomère, amélioration de la performance mécanique, amélioration des propriétés à froid. Les compositions d’huile plastifiante solide de l’invention permettent d’apporter ces mêmes propriétés aux compositions à base d’élastomère, notamment pour la formulation de pneumatiques. On n’a pas constaté de dégradation des performances dans cette application, malgré la présence du ou des composés organogélateur s.
Les compositions d’huile plastifiante de l’invention peuvent être utilisées dans tout type de composition d’élastomère, que celui-ci soit d’origine naturelle ou synthétique. La composition à base d’élastomère peut être à base de caoutchouc naturel (NR) ou de caoutchouc synthétique, tels que les polyisoprènes de synthèse (IR) à enchaînements cis-1,4, les polybutadiènes (BR), les copolymères de butadiène-styrène (SBR), les copolymères de butadiène-styrène-styrène (SBSR), les copolymères de butadièneisoprène (BIR), les copolymères d'isoprène-styrène (SIR), les copolymères de
FR dépôt texte butadiène-styrène-isoprène (SBIR), les éthylène-propylène-diène monomère (EPDM), les polyuréthanes (PUR) et un mélange de deux ou plus de ces élastomères.
La composition d’élastomère, en particulier la composition de pneumatique, peut également comprendre des charges telles que le noir de carbone ou la silice, ou d’autres additifs comme des agents de vulcanisation, des agents retardateurs de vulcanisation.
Pour la fabrication de pneumatiques, les compositions d’élastomères sont actuellement mises en œuvre sous forme de balles de caoutchouc non vulcanisé, qui sont chauffées en mélange avec les additifs. La composition d’huile plastifiante solide selon l’invention peut elle aussi être introduite dans le réacteur sous forme solide. Cette formulation solide présente l’avantage de faciliter le dosage de l’huile plastifiante, mais aussi des autres additifs qui peuvent être introduits dans la composition d’huile plastifiante, tels que les agents de vulcanisation, des agents retardateurs de vulcanisation, des charges.
Utilisation des compositions d’huile solvant solides à température ambiante dans des compositions d’encres.
Dans les encres, les huiles d’origine pétrolière, en particulier les huiles aromatiques visqueuses sont utilisées comme solvant des compositions d’encre de type coldset.
Les encres coldset, aussi décrites comme des encres à journaux, sont des encres qui sèchent par absorption dans le substrat poreux.
Ces compositions d’encre sont habituellement composées de pigments, d’additifs de performance, de liants résineux et de solvants. Généralement, les pigments représentent de 5 à 30 % en masse, les liants résineux représentent 15 à 60 %, les additifs de performance représentent de 1 à 10 % en masse et les solvants, par exemple les solvants hydrocarbonés, les huiles naphtnéniques, les huiles aromatiques visqueuses et leurs mélanges, représentent de 30 à 70% en masse, par rapport à la masse totale de la composition d’encre. Dans les encres, les solvants ont pour fonction de permettre d’ajuster la viscosité cinématique de la composition, de solubiliser la ou les résines, et d’ajuster la fluidité de l’encre.
Plus spécifiquement, les huiles aromatiques visqueuses servent à mouiller le colorant, par exemple le noir de carbone, à le solubiliser et à le disperser dans les résines polymériques de l’encre.
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Les différents modes de réalisation, variantes, les préférences et les avantages décrits ci-dessus pour chacun des objets de l’invention s’appliquent à tous les objets de l’invention et peuvent être pris séparément ou en combinaison.
L'invention est illustrée par les exemples suivants donnés à titre non limitatif.
Partie expérimentale :
I- Matières premières
Huile :
Plaxolène 50 ® : huile RAE, c’est-à-dire une huile aromatique, commercialisée par la société TOTAL sous la marque Plaxolène 50 ® mais également commercialisée sous la marque SCRIPTANE NW 50 ®.
Le Plaxolène 50 ® ou SCRIPTANE NW 50 ® est un RAE (Residual Aromatic Extract) qui présente :
une masse volumique à 15°C comprise entre 980 kg/m3 et 1010 kg/m3 (Méthode ASTM D4052),
- un point éclair (Cleveiand) d’environ 230°C (Méthode EN ISO 2592),
- une viscosité cinématique à 100°C comprise entre 60 et 85 mm2/s (Méthode ASTM D 445), un point d’aniline compris entre 53 et 65°C (Méthode ASTM D611).Huile RAE : huile RAE, c'est-à-dire une huile aromatique, commercialisée par la société Luberef.
Huile DAE : huile DAE, c’est-à-dire une huile aromatique, commercialisée par la société Paramo.
Organogélateur s :
On a utilisé :
• Composé Al : le 2’,3-bis[(3-[3, 5-di-/c/7-butyl-4hydroxyphenyl]propionyl)]propionohydrazide (CAS 32687-78-8) commercialisé par la société BASF sous la marque Irganox MD 1024.
II- Méthodes de caractérisation :
Pénétrabilité : norme ASTM D217 à 25°C.
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III- Préparation de compositions d’huile selon l’invention
Les compositions d’huiles selon l’invention sont préparées selon le procédé général suivant :
(i) On chauffe l’huile, par exemple à 170°C ;
(ii) On ajoute le composé organogélateur et on mélange par exemple entre min et 2 h, plus spécifiquement entre 15 min et 1 h à 170°C avec une vitesse d’agitation comprise entre 400 et 500 tr/min ;
(iii) Lorsque l’additif organogélateur est complètement dissout, l’agitation est arrêtée et le liquide est versé dans des moules puis laissé à refroidir à la température ambiante.
Des compositions d’huile solide à température ambiante Cl à C6 selon l’invention sont préparées selon le procédé décrit ci-dessus avec des constituants et proportions (en pourcentage en masse par rapport à la masse totale de composition d’huile) comme suit :
| Cl | C2 | C3 | C4 | C5 | C6 | ||
| Huile | Plaxolène 50® | 99,2% | 99% | 98% | 97% | - | - |
| RAE Luberef ® | - | - | - | - | 99,2% | - | |
| DAE Paramo ® | - | - | - | - | - | 99,2% | |
| Additif organogélateur | Al | 0,8% | 1% | 2% | 3% | 0,8% | 0,8% |
| Pénétration (l/10mm) | 135 | 119 | 65 | 65 | 130 | 120 |
Tableau 1 : Compositions huileuses solides à froid selon l’invention
Les compositions Cl à C6 sont donc coulées dans un moule puis laissées refroidir à température ambiante. Après avoir constaté la solidification des compositions Cl à C6 dans le moule, on démoule les compositions Cl et C6 et on obtient des compositions Cl à C6 sous forme de pain solide à température ambiante.
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La pénétrabilité des compositions Cl à C6 a été mesurée pour déterminer la solidification de ces compositions. Les valeurs de pénétrabilité des compositions Cl à C6 varient de 65 à 135 dmm (Tableau 1). La valeur de pénétrabilité la plus basse (65 dmm) est obtenue avec la composition contenant l’huile aromatique Plaxolene 50 ®.
Dès lors, aux vues des valeurs de pénétrabilité des compositions Cl à C6, on observe que l’ajout d’un composé organogélateur dans une huile hydrocarbonée permet de solidifier cette huile à température ambiante, ce qui permet ainsi de transporter et/ou stocker et/ou manipuler à température ambiante cette huile sous forme de pain ou de granules sans fluage.
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Claims (14)
- REVENDICATIONS1. Composition d’huile solide à température ambiante comprenant :• 80 % à 99,9 % d’au moins une huile choisie parmi une huile hydrocarbonée d’origine pétrolière ou synthétique et leurs mélanges, • 0,1 % à 10 %, d’au moins un additif organogélateur, • 0 % à 10 % d’un ou plusieurs autres additifs, les pourcentages étant exprimés en masse par rapport à la masse totale de la composition.
- 2. Composition selon la revendication 1 dans laquelle l’huile hydrocarbonée est choisie parmi les huiles hydrocarbonée d’origine pétrolière.
- 3. Composition selon Tune quelconque des revendications précédentes dans laquelle l’huile hydrocarbonée est choisie parmi les huiles aromatiques ayant une teneur en composés aromatiques comprise entre 30 et 95% en masse, avantageusement comprise entre 50 et 95% en masse, plus avantageusement comprise entre 60 et 95% en masse en masse par rapport à la masse totale de l’huile aromatique.
- 4. Composition selon la revendication 3, dans laquelle l’huile aromatique a une viscosité cinématique à 100°C comprise entre 0,1 et 150 mm2/s, avantageusement comprise entre 5 et 120 mm2/s, plus avantageusement comprise entre 7 et 90 mm2/s.
- 5. Composition selon Tune quelconque des revendications 1 et 2 dans laquelle l’huile hydrocarbonée est choisie parmi les huiles paraffiniques présentant une teneur totale en composés paraffiniques d’au moins 50% en masse par rapport à la masse totale de l’huile paraffinique.
- 6. Composition selon Tune quelconque des revendications précédentes dans laquelle le composé organogélateur est un composé de formule générale (I) :Arl-R-Ar2 (I), dans laquelle :• Arl et Ar2 représentent indépendamment l’un de l’autre un noyau benzène ou un système de noyaux aromatiques condensés de 6 à 20 atomes de carbones, substitués par au moins un groupe hydroxyle, etFR dépôt texte éventuellement substitués par un ou plusieurs groupements alkyles en C1-C20, et • R représente un radical divalent éventuellement substitué, dont la chaîne principale comprend de 6 à 20 atomes de carbone et au moins un groupe choisi parmi les fonctions amide, ester, hydrazide, urée, carbamate, anhydride.
- 7. Composition selon l’une quelconque des revendications précédentes dans laquelle le composé organogélateur est un composé de formule générale (II) :R-(NH)„CONH-(X)m-NHCO(NH)„-R’ (II), dans laquelle,- les groupements R et R’, identiques ou différents, représentent une chaîne hydrocarbonée saturée ou insaturée, linéaire, ramifiée ou cyclique, comprenant de 1 à 22 atomes de carbone, éventuellement substituée par un ou plusieurs groupes hydroxyles ou groupes amines, et comprenant éventuellement des hétéroatomes tels que N, O, S, des cycles hydrocarbonés en C5-C24 et/ou des hétérocycles hydrocarbonés en C4-C24 comprenant un ou plusieurs hétéroatomes tels que N, O, S ;- le groupement X représente une chaîne hydrocarbonée, saturée ou insaturée, linéaire, cyclique ou ramifiée, comprenant de 1 à 22 atomes de carbone, éventuellement substituée, et comprenant éventuellement des hétéroatomes, tels que N, O, S, des cycles hydrocarbonés en C5-C24 et/ou des hétérocycles hydrocarbonés en C4-C24 comprenant un ou plusieurs hétéroatomes tels que N, O, S ;- n et m sont des entiers ayant une valeur de 0 ou 1 indépendamment l’un de l’autre.
- 8. Composition selon l’une quelconque des revendications précédentes, qui comprend de 0,2 % à 5 % en masse, plus préférentiellement de 0,5 % à 3,5 % en masse d’additif organogélateur par rapport à la masse totale de la composition.
- 9. Composition selon l’une quelconque des revendications précédentes, sous forme de granules ou de pains.
- 10. Kit comprenant au moins :FR dépôt texte- une composition d’huile solide à température ambiante selon l’une quelconque des revendications 1 à 9,- une capsule comprenant au moins un additif.
- 11. Procédé de préparation d’une composition d’huile solide à température ambiante selon l’une quelconque des revendications 1 à 9, comprenant :(i) Le mélange de l’huile, et le chauffage à une température comprise entre 140200°C, (ii) L’ajout du composé organogélateur, le mélange et le chauffage à une température comprise entre 140-200°C, (iii) L’ajout éventuel d’un ou de plusieurs autres additifs, le mélange et le chauffage à une température comprise entre 140-200°C, (iv) La mise en forme de la composition, par exemple sous forme de granules ou de pains.(v) Le refroidissement à température ambiante.
- 12. Procédé de transport et/ou de stockage et/ou de manipulation d’une composition d’huile solide à température ambiante et sous forme divisée selon l’une quelconque revendications 1 à 9, ou de kit comprenant une telle composition selon la revendication 10, la composition étant transportée et/ou stockée et/ou manipulée sous forme de pains ou de granules solide à température ambiante.
- 13. Utilisation d’une composition d’huile solide à température ambiante et sous forme divisée selon l’une quelconque des revendications 1 à 9 ou de kit comprenant une telle composition selon la revendication 10 pour la fabrication de pneumatiques.
- 14. Utilisation d’une composition d’huile solide à température ambiante et sous forme divisée selon l’une quelconque des revendications 1 à 9 ou de kit comprenant une telle composition selon la revendication 10 pour la formulation d’une encre.
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