TITRE : Composition comprenant au moins un peroxyde organique solide

La présente invention concerne une composition comprenant au moins un peroxyde organique solide, au moins un polyol ayant une température de fusion inférieure à 40°C, de préférence inférieure à 30°C, encore préférentiellement inférieure à 20°C, au moins un dispersant et au moins un épaississant.

L’invention se rapporte également à l’utilisation de ladite composition en tant qu’ initiateur de polymérisation, en tant que modificateur de polymères, ou en tant qu’ agent blanchissant.

La présente invention est aussi relative à un procédé de préparation d’une telle composition.

Les peroxydes organiques constituent le plus souvent des espèces fortement instables car elles se décomposent relativement aisément sous l’action d’un faible apport de chaleur. Ainsi, en cas d’élévation incontrôlée de leur température de stockage, certains peroxydes organiques peuvent subir une décomposition exothermique autoaccélérée conduisant à des incendies et/ou des explosions violentes. En outre, dans ces conditions, certains de ces peroxydes organiques libèrent notamment des vapeurs combustibles susceptibles de réagir avec toute source d’ ignition ce qui peut augmenter, voire accélérer, de manière importante les risques d’explosion violente.

Un tel comportement à risque s’avère donc incompatible avec les règles en vigueur en matière de transport et de stockage des matières dangereuses. Notamment, il s’avère important de prendre des mesures de précautions adéquates lors de l’entreposage et la manipulation de tels peroxydes organiques, notamment en veillant à rester à des températures inférieures à leur température de décomposition autoaccélérée TDAA pour minimiser les risques d’incendie et/ou de décomposition incontrôlée.

Afin de pallier à ces différents inconvénients, les peroxydes organiques peuvent être dilués ou mélangés avec des produits inertes, c’est à dire non réactifs en contact du peroxyde organique, appelés agents flegmatisants. Plusieurs possibilités existent: solubilisation dans un flegmatisant liquide, mélangeage avec un flegmatisant inerte solide. Les compositions de peroxydes organiques ainsi obtenues sont des suspensions ou des pâtes. En particulier, les agents flegmatisants permettent de limiter les effets lors de la décomposition incontrôlée des peroxydes organiques et de réduire, par conséquent, les risques divers liés à leur manipulation.

Toutefois, de telles compositions doivent rester stables dans le temps, pour éviter notamment la séparation de phases (décantation, clarification) entre le peroxyde organique solide et le flegmatisant. De telles compositions doivent de plus être facilement manipulables et dosables pour une meilleure utilisation, notamment dans les résines thermodurcissables.

Ainsi l’un des objectifs de la présente invention est de notamment proposer une composition à base de peroxyde organique stable et homogène, destinée notamment à être utilisée en tant qu’amorceurs de polymérisation ou en tant que modificateur de polymères (par exemple en tant qu’agent de réticulation de polymères, agent de greffage ou modificateur de rhéologie), ou en tant qu’agent blanchissant et qui ne présente pas les inconvénients précédents décrits.

La présente invention a donc notamment pour objet une composition comprenant :

- au moins un peroxyde organique solide,

- au moins un polyol ayant une température de fusion inférieure à 40°C, de préférence inférieure à 30°C, encore préférentiellement inférieure à 20°C,

- au moins un dispersant, et

- au moins un épaississant.

La composition selon l’invention représente ainsi une composition de peroxyde organique qui présente la viscosité nécessaire pour être facilement manipulable tout en restant stable, que ce soit au stockage ou en cours de manipulation.

La présente invention se rapporte également à l’utilisation de la composition selon l’invention en tant qu’ initiateur de polymérisation, en particulier en tant qu’ initiateur de polymérisation de résines acryliques ou de résines polyesters insaturés, de préférence de résines acryliques, en tant que modificateur de polymères, en particulier en tant qu’agent de réticulation de polymères, agent de greffage ou modificateur de rhéologie, ou en tant qu’agent blanchissant, en particulier en tant qu’agent blanchissant pour le linge.

La présente invention se rapporte également à un procédé de préparation d’une composition de peroxyde organique solide comprenant une étape de mélange d’au moins un peroxyde organique solide, d’au moins un polyol ayant une température de fusion inférieure à 40°C, de préférence inférieure à 30°C, encore préférentiellement inférieure à 20°C, d’au moins un dispersant et d’au moins un épaississant.

D’autres caractéristiques et avantages de l’invention apparaîtront plus clairement à la lecture de la description et des exemples qui suivent.

Dans ce qui va suivre, et à moins d’une autre indication, les bornes d’un domaine de valeurs sont comprises dans ce domaine.

L’expression « au moins un » est équivalente à l’expression « un ou plusieurs ».

Composition

Par « température ambiante », on entend au sens de la présente invention une température allant de 15°C à 27°C, de préférence allant de 20°C à 25 °C.

Par « peroxyde organique solide », on entend au sens de la présente invention que le composé est à l’état solide à la température ambiante et sous pression atmosphérique (environ 0,1 MPa).

De préférence, le peroxyde organique solide est choisi dans le groupe constitué par les peroxydes de diacyles solides, les peroxydicarbonates solides, les peroxydes de cétones solides, les peroxy esters solides, les hydroperoxydes solides, les peroxydes de dialkyles solides et leurs mélanges.

Les peroxydes de diacyles solides sont de préférence choisis dans le groupe constitué par le peroxyde de dibenzoyle, le peroxyde de di (2-méthylbenzoyle), le di (méthoxybenzoyle) peroxyde, le peroxyde de di (2-méthoxycarbonylbenzoyle), le peroxyde de di (2-benzylbenzoyle), le peroxyde de di (2-benzylbenzoyle), le di (4- fluorobenzoyle) peroxyde, le peroxyde de di (3-chlorobenzoyle), le peroxyde de di (4- chlorobenzoyle), le peroxyde de di (2,4-dichlorobenzoyle), le dibenzoyle diperoxy adipate, le peroxyde de benzoyle octadécanoyle, le peroxyde de dilauroyle, le peroxyde de dihexadécanoyle, le peroxyde de di (chloro acétyle), et le di (3- carboxypropionyle) peroxyde.

Les peroxydicarbonates solides sont de préférence des peroxydicarbonates de dialkyle, notamment choisis dans le groupe constitué par le peroxydicarbonate de dibenzyle, le peroxydicarbonate de dicyclohexyle, le peroxydicarbonate de di (cis- 3,3,5-triméthylcyclohexyle), le peroxydicarbonate de di (4-t-butylcyclohexyle), le peroxydicarbonate de dibornyle, le peroxydicarbonate de di (2-phénoxy éthyle), le peroxydicarbonate de di-n-tridécyle et le peroxydicarbonate de di-n-hexadécyle.

Les peroxydes de cétone solides sont de préférence choisis dans le groupe constitué par le peroxyde de di (1-hydroxycyclohexyle), le 1-hydroxycyclohexyl-l- hydropéroxycyclohexyle, le di (hydropéroxycyclohexyle) peroxyde et le 3,5- dihydroxy-3,5-diméthyl- 1 ,2-dioxolane.

Les peroxyesters solides sont de préférence choisis dans le groupe constitué par le diperoxytéréphtalate de di-t-butyle, le diperoxysuccinate de di-t-butyle, le di-t- butyl-diperoxyadipate, le diperoxyphtalate de di-t-butyle, le peroxy- (3- carboxypropionate de t-butyle), le t-butylperoxy-(3-carboxy-2-propénoate) et le 2,5- diméthyl-2,5-di (benzoylperoxy) hexane.

Les hydroperoxydes d’alkyle solides sont de préférence choisis dans le groupe constitué par le 2,5-diméthyl-2,5-dihydroxyperoxyhexane, le 2,5-diméthyl-2,5- dihydroxypoxy-3-hexyne, le 2,7-diméthyl-2,7-dihydropéroxy-3,5-octadiyne, le 1,4-di (1-méthyl-l-hydroxypéroxyéthyl) benzène et le 1,3,5, -tri (1-méthyl-l- hydroperoxyéthyl) benzène.

Les peroxydes de dialkyle solides sont de préférence choisis dans le groupe constitué par le peroxyde de di-cumyle, le 1,4-di [1-méthyl-l- (tertio-butylperoxy) éthyl] benzène, le l,3-di-[l-méthyl-l-(tertio-butylperoxy)-éthyl]-benzène et le le di (isopropyl-cumyl) peroxyde.

De préférence, le peroxyde organique solide est choisi dans le groupe constitué par les peroxydes de diacyles solides, les peroxydicarbonates solides et leurs mélanges. Encore plus préférentiellement, le peroxyde organique solide est choisi dans le groupe constitué par les peroxydes de diacyles solides.

De préférence, le peroxyde organique est le peroxyde de dibenzoyle, substitué ou non substitué, encore préférentiellement le peroxyde de dibenzoyle non substitué tel que celui vendu sous la dénomination commerciale Luperox® A75 par la société Arkema.

Le peroxyde organique solide est présent de préférence dans une teneur allant de 10 à 70% en poids, de préférence dans une teneur allant de 20% à 60% en poids, et encore préférentiellement dans une teneur allant de 30 à 55% en poids, encore préférentiellement entre 40 et 50% en poids par rapport au poids total de la composition selon l’invention. La composition selon l’invention comprend un polyol ayant une température de fusion inférieure à 40°C, de préférence inférieure à 30°C, encore préférentiellement inférieure à 20 °C.

La température de fusion est déterminée par analyse calorimétrique différentielle (DSC) avec une vitesse de montée en température de 10°C/min. La température de fusion correspond alors au sommet du pic endotherme de fusion obtenu lors de la mesure.

De préférence, ledit polyol ayant une température de fusion inférieure à 40°C, de préférence inférieure à 30°C, encore préférentiellement inférieure à 20°C, est choisi dans le groupe constitué par le glycérol ou le diglycérol, et des mélanges de ceux-ci.

De manière particulièrement préféré, ledit polyol est le glycérol.

De préférence, ledit polyol est présent dans une teneur allant de 5 à 60% en poids de la composition, de préférence 10% à 50% en poids de la composition, encore préférentiellement entre 20% et 45% en poids de la composition.

La composition selon l’invention comprend en outre au moins un dispersant, qui peut être ionique ou non ionique.

De préférence, le dispersant présente une HLB inférieure à 14, de préférence inférieure à 13, encore préférentiellement inférieure à 12.

On entend par « HLB » ou « valeur de HLB » la balance hydrophile lipophile qui permet d’apprécier la solubilité d’un dispersant dans l’eau. De préférence, la HLB est déterminée selon la méthode proposée par Griffin (Journal of the Society of Cosmetic Chemists, 5(4), (1954), 249-256).

Si la composition comprend plus d’un dispersant selon l’invention, alors la HLB desdits dispersants peut être calculée à partir du rapport en masse des dispersants.

Préférentiellement, le dispersant non ionique est choisi dans le groupe constitué par les alcools gras éthoxylés linéaires ou non, encore préférentiellement les alcools gras éthoxylés non linéaires, encore préférentiellement les phénols éthoxylés, les sels aliphatiques tels que l'oléate de sodium et les savons potassiques d'huile de ricin ; les sulfonates d'alkylallyle tels que les sels de N-acylaminoacides, les carboxylates d'éther d'alkyle, les peptides acylés, les sulfonates d'alkyle et les dodécylbenzènesulfonates de sodium ; les sels d'esters sulfatés d'alcools supérieurs tels que les sulfonates d'alkylnaphtalène, les dérivés des sulfonates de naphtalène, les sels de sodium des condensais de P-naphtalène sulfonate-formaline, les sulfosuccinates de dialkyle, les sulfonates d'a-oléfine, les sulfonates de N-acyle et le sulfate de cétyle de sodium ; et des agents tensioactifs macromoléculaires tels que les sulfates d'éther d'alkyle de polyoxyéthylène, les sulfates d'éther d'alkylphénol de polyoxyéthylène, les sulfates d'alkylamide, les phosphates d'alkyle, les phosphates d'éther d'alkyle, les phosphates d'éther d'alkylallyle et les polycarboxylates, les éthers d'alkyle et de polyoxyéthylène tels que l'éther de polyoxyéthylène et de stéaryle, les éthers d'alkyle et d'allyle et de polyoxyéthylène tels que l'éther de polyoxyéthylène et de nonylphénol, les éthers de polyoxyéthylène condensés d'alkyle et d'allyle et de formaldéhyde, les polymères séquencés utilisant le polyoxypropylène comme groupe lipophile, les éthers de polyoxyéthylène et d'esters de glycérol, les esters de sorbitan tels que le monooléate de sorbitan, les éthers polyoxyéthyléniques d'esters de sorbitan, les éthers polyoxyéthyléniques d'esters de sorbitol, les esters d'acides gras de polyéthylèneglycol, les esters de glycérol, les esters de polyglycérol, les esters de propylèneglycol, les esters de saccharose, les alcanolamides d'acides gras, les amides d'acides gras de polyoxyéthylène, les alkylamines de polyoxyéthylène et les oxydes d'amine.

De préférence, ledit dispersant non ionique est un alcool gras éthoxylé linéaire ou non, encore préférentiellement est un alcool gras éthoxylé non linéaire, encore préférentiellement est un phénol éthoxylé.

De préférence, lorsque l’alcool gras est linéaire, il comporte au moins 16 atomes de carbone, et encore préférentiellement il comporte au moins 16 atomes de carbone et est insaturé.

De préférence, le dispersant est Ensoline® PHE LP d’ Arkema.

De préférence, ledit dispersant représente entre 0,1 et 20% en poids de la composition, de préférence entre 0,5 et 20% en poids de la composition, de préférence entre 0,5 et 10% en poids de la composition, encore préférentiellement entre 1 et 5% en poids de la composition.

La composition selon l’invention comprend en outre au moins un épaississant.

On entend par « épaississant » un composé capable d’augmenter la viscosité d’une phase liquide.

L’épaississant peut être organique ou inorganique.

De préférence, l’épaississant organique est un polymère, de préférence choisi dans le groupe constitué par les homo-, co- et ter-polymères d'acides carboxyliques, la cellulose fonctionnalisée, comme les éthers et les esters de cellulose, la carboxyméthylcellulose, la carboxyméthylcellulose fonctionnalisée, les polysaccharides, de préférence choisi dans le groupe constitué par la gomme de xanthane, les gommes de guar, la caroube, les carraghénanes, les alginates, la gomme de fève de locus, la gomme gellane, la pectine, les carraghénanes, la gomme d'agar, de préférence choisi dans le groupe constitué par la gomme de xanthane, la gomme de guar, la caroube, les carraghénanes et les alginates, les polyacrylates, les polyméthacrylates, le polystyrène fonctionnalisé (polymères SMA), les acides polymaléiques d'alpha-méthylstyrène, les esters d’hydroxyéthylcellulose fonctionnalisés et les polyoléfines fonctionnalisées et/ou halogénées.

De préférence, l’épaississant inorganique est choisi dans le groupe constitué par la bentonite, l'hectorite, la silice, la kaolinite, la montmorillonite, l'attapulgite et des mélanges de ceux-ci.

Préférentiellement, l’épaississant est un polysaccharide, de préférence choisi dans le groupe constitué par la gomme de xanthane, la gomme de guar, la caroube, les carraghénanes, les alginates et des mélanges de ceux-ci.

De manière particulièrement avantageuse, l’épaississant est de la gomme de xanthane.

De préférence, ledit épaississant représente entre 0,05 et 20% en poids de la composition, de préférence entre 0,1 et 10% en poids de la composition, encore préférentiellement entre 0,3 et 5% en poids de la composition.

De préférence, au moins 50%, de préférence au moins 60%, encore préférentiellement 70%, encore préférentiellement 80% et de manière particulièrement préférée 90%, en poids des particules de peroxyde organique solide dans la composition présentent une taille inférieure à 500 micromètres. De préférence, au moins 50% en poids des particules de peroxyde organique solide dans la composition présentent une taille supérieure ou égale à 100 micromètres et strictement inférieure à 500 micromètres (la valeur de 500 micromètres est donc exclue).

La taille des particules de la composition peut être mesurée par le biais de différentes techniques de mesure, notamment les techniques de diffusion de la lumière (dynamique et statique), les mesures par vitesse de sédimentation et la microscopie. De préférence, la taille de particules de la composition selon l’invention est mesurée par tamisage à sec, qui consiste à mesurer le poids de matière qui passe au travers des mailles calibrées d’une toile de tamis. Les tamis sont superposés par maille décroissante et le poids de matière retenue sur chaque tamis est mesurée. Cette opération peut est réalisée en vibrant l’ensemble de la colonne de tamis au moyen d’une tamiseuse VE 1000 de chez RETSCH, opérante pendant 20 minutes à un angle d’oscillation de 1,5mm.

De préférence, la composition selon l’invention comprend de l’eau. De préférence, la composition selon la présente invention comprend de l’eau de manière à former le reste de la composition (jusqu’à 100%). De préférence, l’eau est de l’eau désionisée ou de l’eau distillée.

De préférence, la composition selon l’invention comprend moins de 30% en poids d’eau, de préférence moins de 25% en poids d’eau, encore préférentiellement moins de 20% en poids d’eau par rapport au poids total de la composition.

De préférence, la composition selon l’invention présente une viscosité comprise entre 2000 et 30000 mPa.s (milliPascal seconde), de préférence comprise entre 5000 et 15000 mPa.s mesurée à 25°C avec un viscosimètre Brookfield équipé d’un mobile type Helipath T-E tournant à une vitesse de 20 RPM.

La composition peut également comprendre au moins une charge minérale, de préférence une silice.

De préférence, la composition selon la présente invention présente une stabilité d’au moins 6 mois à 20°C, de préférence d’au moins 9 mois à 20°C, encore préférentiellement d’au moins 12 mois à 20°C.

Au sens de la présente invention, on entend par « stabilité », la durée de conservation, c’est-à-dire le temps qui s’écoule entre la préparation de la composition et les premières traces de séparation de phases qui s’exprime par le crémage de l’eau ou la décantation du peroxyde organique solide.

La séparation peut être déterminée visuellement.

Procédé de préparation de la composition

L’invention concerne aussi un procédé de préparation d’une composition de peroxyde organique solide comprenant une étape de mélange d’au moins un peroxyde organique solide, d’au moins un polyol ayant une température de fusion inférieure à 40°C, de préférence inférieure à 30°C, encore préférentiellement inférieure à 20°C, d’au moins un dispersant et d’au moins un épaississant.

De préférence, le procédé de préparation de la composition est réalisé à température ambiante.

De préférence, ledit au moins un peroxyde organique solide est tel que défini ci- dessus.

De préférence, ledit au moins au moins un polyol ayant une température de fusion inférieure à 40°C, de préférence inférieure à 30°C, encore préférentiellement inférieure à 20°C, est tel que défini ci-dessus. De préférence, ledit au moins un dispersant non ionique est tel que défini ci-dessus.

De préférence, ledit au moins un épaississant est tel que défini ci-dessus.

De préférence, le procédé selon l’invention est un procédé de préparation d’un peroxyde organique flegmatisé. Le peroxyde organique flegmatisé ainsi obtenu est stable au stockage et à la manipulation.

L’étape de mélange peut par exemple être réalisée à l’aide d’un dispositif rotor/stator tel qu'un Ultra Turrax®, de moulins colloïdaux (« colloïd mills »), de moulins à perles (« pearl mills »), de moulins à boules (« ball mills »), de dispax, de broyeurs à ultrasons ou par un dispositif de dispersion équipé de rotors papillon et/ou disperseur à lame de type cowles.

Utilisation

L’invention concerne aussi l’utilisation de la composition telle que définie précédemment en tant qu’ initiateur de polymérisation, en particulier en tant qu’ initiateur de polymérisation de résines acryliques ou de résines polyesters insaturés, de préférence de résines acryliques ou en tant que modificateur de polymères, par exemple en tant qu’ agent de réticulation de polymères, agent de greffage ou modificateur de rhéologie, ou en tant qu’ agent blanchissant, en particulier en tant qu’ agent blanchissant pour le linge.

De préférence, l’invention concerne l’utilisation de la composition telle que définie précédemment en tant qu’ initiateur de polymérisation de résines acryliques ou de résines polyesters insaturés.

L’invention concerne également un procédé polymérisation d’une composition polymérisable, comprenant une étape de mise en contact de ladite composition polymérisable avec une composition selon l’invention.

L’étape de polymérisation est conforme aux étapes de polymérisation de l’art antérieur, bien connues de l’homme du métier.

La présente invention se rapporte également à la résine susceptible d’être obtenue avec ledit procédé.

L’invention concerne également un procédé de modification de polymères, par exemple de réticulation de polymères, de greffage ou modification de rhéologie, comprenant une étape de mise en contact dudit polymère et de la composition selon la présente invention. Ledit procédé de modification est conforme aux procédés de modification de l’art antérieur, bien connus de l’homme du métier.

La présente invention se rapporte également au polymère susceptible d’être obtenu avec le procédé de modification selon la présente invention. La présente invention se rapporte également à un procédé de blanchiment d’un produit, en particulier du linge, comprenant une étape de mise en contact dudit produit avec une composition selon l’invention.

Les exemples suivants servent à illustrer l’invention sans toutefois présenter un caractère limitatif.

EXEMPLES

A. Préparation d’une composition de peroxyde organique solide

Dans un bêcher en plastique de 250 ml, ont été ajoutés le glycérol (GLICERINA 99,5 VEG. PH EUR EP 212 de Oqema Spa) puis le dispersant (Ensoline® PHE LP d’ Arkema (HLB = 6,3)). Le peroxyde organique est alors ajouté, puis on mélange pendant 10 minutes avec un mélangeur IKA équipé d'une tige à hélice, 3 ailettes modèle R 1381 (Diamètre de l'agitateur 45 mm, Diamètre de l'arbre 8 mm, Longueur de l'arbre 350 mm) à une vitesse de 1000 RPM. Pour finir, l’épaississant (gomme xanthane, XANTHAN GUM FCC/USP PH. EUR de Jungbunzlauer Austria AG) est introduit dans la composition qui est à nouveau mélangée à 1000 RPM pendant 5 minutes. Le test est exécuté à température ambiante (23±2°C). Les teneurs utilisées sont précisées dans le tableau ci-dessous.

[Tableau 1] B. Distribution granulométrique

2 g d'échantillon obtenus précédemment sont placés sur une toile en nylon de 500pm, elle-même placée au-dessus d'un bêcher de 250 ml. L'échantillon est lavé avec env. 50 ml d'éthanol. Le filtre est inspecté visuellement. On note si aucune particule n'est restée sur le filtre ou si une ou plusieurs particules restent sur le filtre.

C. Aspect de la composition

L’aspect de la composition obtenue à l’étape A est analysée visuellement. D. Résultats

Les résultats obtenus sont présentés dans le tableau ci-après :

Tableau 2]

E. Conclusion

On observe que l’utilisation d’un épaississant en combinaison avec un dispersant permet d’obtenir une composition très stable sur une durée de stockage prolongée. De plus, on note qu’une teneur insuffisante en dispersant ne permet pas d’ obtenir de mélange homogène.