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WO2025003159A1 - Hydrocarbon resin from bio-based and/or recycled materials, and rubber composition comprising said hydrocarbon resin - Google Patents

Hydrocarbon resin from bio-based and/or recycled materials, and rubber composition comprising said hydrocarbon resin Download PDF

Info

Publication number
WO2025003159A1
WO2025003159A1 PCT/EP2024/067851 EP2024067851W WO2025003159A1 WO 2025003159 A1 WO2025003159 A1 WO 2025003159A1 EP 2024067851 W EP2024067851 W EP 2024067851W WO 2025003159 A1 WO2025003159 A1 WO 2025003159A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
mol
compounds
styrene
rubber composition
effluent
Prior art date
Application number
PCT/EP2024/067851
Other languages
French (fr)
Inventor
Aurélie LECOQ
Marc Sutter
Paul-Aymé TOULEMONDE
Original Assignee
Compagnie Generale Des Etablissements Michelin
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Compagnie Generale Des Etablissements Michelin filed Critical Compagnie Generale Des Etablissements Michelin
Publication of WO2025003159A1 publication Critical patent/WO2025003159A1/en

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08LCOMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L9/00Compositions of homopolymers or copolymers of conjugated diene hydrocarbons
    • C08L9/06Copolymers with styrene
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60CVEHICLE TYRES; TYRE INFLATION; TYRE CHANGING; CONNECTING VALVES TO INFLATABLE ELASTIC BODIES IN GENERAL; DEVICES OR ARRANGEMENTS RELATED TO TYRES
    • B60C1/00Tyres characterised by the chemical composition or the physical arrangement or mixture of the composition
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60CVEHICLE TYRES; TYRE INFLATION; TYRE CHANGING; CONNECTING VALVES TO INFLATABLE ELASTIC BODIES IN GENERAL; DEVICES OR ARRANGEMENTS RELATED TO TYRES
    • B60C1/00Tyres characterised by the chemical composition or the physical arrangement or mixture of the composition
    • B60C1/0016Compositions of the tread

Definitions

  • the present invention relates to the field of hydrocarbon resins, rubber compositions comprising such resins, as well as vehicle tires comprising such rubber compositions.
  • the compatibility of resins with the elastomeric matrix is essential for them to play their role correctly.
  • the compatibility of the resin with an elastomeric matrix depends, among other things, on properties such as the glass transition temperature and the softening point of the resin, these properties being dependent on the molar mass, the nature and the ratio of aromatic units to aliphatic units of the resin (see for example J. Appl Polym. Sci 2022 139(15) 51950).
  • Resins comprising aliphatic and aromatic units and having high Tg make it possible, in particular, to modify the Tg of the mixture.
  • WO2022/101562 and WO2022/101563 describe the production of hydrocarbon resins from residues from the pyrolysis of rubber chips. These documents do not address the impact of these resins on the performance of rubber compositions.
  • the invention relates to a hydrocarbon resin based on an aromatic distillation cut originating from the pyrolysis of a styrenic feedstock and then its separation into a styrene-rich stream comprising at least 99% by mass of styrene and an aliphatic stream of biosourced origin, said resin having the following characteristics: ⁇
  • Tg glass transition temperature
  • the charge of styrenic compounds comprises at least 90% by weight of polystyrene, preferably at least 93% by weight of polystyrene, and preferably at least 95% by weight of polystyrene.
  • the hydrocarbon resin according to the invention is obtained by a process comprising at least ⁇ a.
  • a step of pyrolysis of the charge of styrenic compounds making it possible to obtain at least one gaseous effluent and one pyrolysis oil, said gaseous effluent comprising at least 20% by weight of aromatic compounds c.
  • a step of synthesizing resins comprising a polymerization section fed by the styrene-rich stream from step c) and by a stream of aliphatic compounds comprising at least 5% by weight of terpene compounds of biosourced origin, followed by a finishing section and producing a polymerized effluent e.
  • a treatment step comprising a section for separating the polymerized effluent from step d) into a solvent-rich effluent and a resin-rich effluent, and a drying section fed with the resin-rich effluent in order to produce a stream of hydrocarbon resins.
  • the invention also relates to a rubber composition based on at least one elastomer and one hydrocarbon resin according to the invention.
  • the rubber composition according to the invention preferably comprises a reinforcing filler and a crosslinking system.
  • the rubber composition according to the invention preferably comprises from 10 to 150 pce, preferably from 50 to 130 pce of silica.
  • the elastomer of the rubber composition according to the invention is preferably a diene elastomer.
  • the rubber composition according to the invention preferably comprises mainly a diene elastomer having a glass transition temperature Tg of less than -20°C, preferably between -20°C and -110°C.
  • the rubber composition according to the invention comprises at least 60 phr, preferably at least 70 phr, more preferably at least 80 phr of at least one diene elastomer. selected from the group consisting of polybutadiene, butadiene copolymers and blends of these elastomers.
  • the butadiene copolymer is a butadiene-styrene copolymer.
  • the invention also relates to a vehicle tire comprising a rubber composition according to the invention or a resin according to the invention.
  • the vehicle bandage according to the invention preferably comprises a tread comprising a hydrocarbon resin according to the invention or a rubber composition according to the invention.
  • the carbon-containing compounds mentioned in the description may be of fossil or bio-sourced origin. In the latter case, they may be, partially or totally, derived from biomass or obtained from renewable raw materials derived from biomass. This includes in particular polymers, plasticizers, fillers, etc.
  • composition based on means a composition comprising the mixture and/or the product of the in situ reaction of the different basic constituents used, some of these constituents being able to react and/or being intended to react with each other, at least partially, during the different phases of manufacture of the composition or during the subsequent hardening, which can modify the composition as it is initially prepared. Consequently, the compositions described below may be different in the uncrosslinked state and in the crosslinked state.
  • any range of values referred to as "between a and b" represents the range of values extending from more than a to less than b (i.e., excluding the limits a and b), while any range of values referred to as "from a to b” represents the range of values extending from a to b (i.e., including the strict limits a and b).
  • Cn compound is meant a compound comprising n carbon atoms.
  • Cn'Cm compounds is meant a set of compounds comprising from n to m carbon atoms.
  • a heteroatom means an atom other than carbon or hydrogen, for example nitrogen, sulfur, oxygen.
  • a compound is said to be in the majority when it represents more than 50% by weight of compounds of the same nature.
  • a majority elastomer is an elastomer which represents more than 50% by weight compared to the total weight of the elastomers present.
  • the present invention relates to a hydrocarbon resin obtained from a charge of styrenic compounds and a flow of aliphatic compounds of biosourced origin, said resin having the following characteristics: ⁇
  • Tg glass transition temperature
  • An aromatic proton rate determined by 1H NMR, of between 0.5 mol% and 50 mol%, preferably of between 2 mol% and 30 mol% and more preferably of between 2 mol% and 20 mol%
  • the level of ethylenic protons, determined by 1H NMR is greater than or equal to 0.5 mol%, preferably greater than or equal to 1 mol%.
  • the hydrocarbon resin according to the invention is based on an aromatic distillation cut originating from the pyrolysis of a styrenic charge and then its separation into a styrene-rich stream comprising at least 99% by mass of styrene and an aliphatic stream of biosourced origin.
  • Styrenic compound filler means a filler that includes styrene-based polymers, such as styrenic rubbers and polystyrene.
  • the filler of styrenic compounds is a filler of styrenic compounds derived from plastic waste.
  • a filler preferably comprises at least 90% by weight of polystyrene, preferably at least 93% by weight of polystyrene, and more preferably at least 95% by weight of polystyrene.
  • the filler of styrenic compounds may comprise other compounds, in particular if it is derived from plastic waste. These other compounds may be, in a non-limiting manner, plastic compounds such as polyethylene, polypropylene, elastomers, organic materials such as paper, food, or inorganic materials such as glass, metal, sand.
  • the flow of aliphatic compounds comprises at least 5% by weight of terpenic compounds, of biosourced origin.
  • the flow of aliphatic compounds is of bio-sourced origin. That is to say, it comes from biomass or is derived from products from biomass.
  • the compounds are derived, after possible treatment, from plant, animal, fungal or microbe organisms.
  • the stream of aliphatic compounds is derived from plant organisms.
  • the biomass used to obtain the stream of aliphatic compounds may have undergone a treatment such as a biological treatment, based for example on the functioning of plants, animals, or microorganisms, a chemical treatment, such as for example a treatment in the presence of acid, an alkaline treatment, in the presence or absence of a catalyst, and/or a physical treatment such as pressurization, a heat treatment, an electromagnetic treatment or a microwave treatment.
  • the hydrocarbon resin according to the invention can be obtained by the process described below.
  • the charge of styrenic compounds is conditioned in a preparation step a) in order to be able to supply the pyrolysis step b).
  • This preparation step may comprise grinding, degassing and temperature-setting operations in order to cause the plastic compounds to melt, for example in an extrusion device during which the temperature is gradually increased, the vapor effluents (water, light compounds generated by the partial decomposition of the polystyrene charge) and the solid effluents (non-fusible debris such as metal debris, glass) are separated.
  • the charge of styrenic compounds is gradually heated to a temperature between 100°C and 300°C, preferably between 150°C and 300°C and more preferably between 200°C and 300°C, this temperature making it possible to obtain the melting of the polystyrene, when such a compound is present, by limiting its thermal decomposition.
  • the charge of styrenic compounds feeds a pyrolysis step making it possible to obtain at least one gaseous effluent and a pyrolysis oil, said pyrolysis oil comprising at least 20% by weight of aromatic compounds.
  • Pyrolysis means the thermal decomposition of compounds in an inert atmosphere.
  • the feedstock is fed to a pyrolysis step, operated at a temperature and pressure such that the depolymerization of the styrenic compounds into styrene oligomers and styrene monomer takes place.
  • the pyrolysis step is operated at a temperature ranging from 300 to 900°C, preferably ranging from 300°C to 800°C.
  • the pyrolysis step is preferably carried out at a pressure ranging from 0.8 bar to 7.5 bar, preferably ranging from 1 bar to 6 bar and more preferably ranging from 1 bar to 4.5 bar.
  • the pyrolysis step implements a microwave pyrolysis step.
  • a microwave pyrolysis step usable for the pyrolysis of a charge of styrenic compounds is for example described in document WO 2020/202089.
  • a microwave pyrolysis step allows for higher heat transfer rates and reaction temperatures, which promote end-of-chain scission reactions and minimize the formation of styrene oligomers.
  • a microwave pyrolysis step is also characterized by a lower temperature in the reaction mass than a conventional pyrolysis section. The lower temperatures in the reaction mass result in lower evaporation rates of the styrene oligomers and help avoid “over-cracking” the styrene product.
  • the use of a microwave pyrolysis step will reduce the formation of styrene oligomers compared to a conventional pyrolysis step.
  • the pyrolysis step produces at least a gaseous effluent and a pyrolysis oil.
  • the gaseous effluent may also contain entrained liquid droplets.
  • the gaseous effluent includes the majority of the styrene monomer produced in the pyrolysis step, as well as gaseous light aromatic compounds under the operating conditions such as alpha-methylstyrene, ethylbenzene, cumene and toluene.
  • the gaseous effluent comprises at least 20% by weight of aromatic compounds, preferably at least 20% by weight of styrene.
  • the gaseous effluent comprises at most 10% by weight of ethylbenzene, preferably at most 5% by weight of ethylbenzene and preferably at most 3% by weight of ethylbenzene.
  • the gaseous effluent comprises at least 10% by weight of compounds whose boiling point is higher than that of styrene.
  • the pyrolysis oil may also comprise solid elements, unfused polymers, produced during pyrolysis, or debris not separated in the feedstock preparation step.
  • This flow preferably feeds a separation section in which the possible solid fraction is separated from the liquid fraction, the latter being able to be recycled in a mixture with the feedstock of the pyrolysis step or used in step d) of resin synthesis.
  • the pyrolysis step can be implemented in a pyrolysis reactor, and be operated continuously, semi-continuously or in batch processing.
  • a pyrolysis reactor Such reactors are well known to those skilled in the art.
  • a separation step c) is fed at least by the gaseous effluent from step b) and produces at least one stream rich in light compounds, one stream rich in styrene and one stream rich in heavy compounds.
  • the light-rich stream mainly comprises compounds lighter than styrene, particularly toluene and ethylbenzene compounds.
  • the stream rich in light compounds is a T100°C-140°C cut, preferably a T110 o C _ 140 o C cut.
  • Ta°Cb°C cut is meant that the bubble point and the dew point of the cut, measured at atmospheric pressure, are in the temperature range from a°C to b°C.
  • the stream rich in light compounds therefore has a bubble point and a dew point measured at atmospheric pressure in the temperature range from 100 to 140°C, preferably from 110 to 140°C.
  • the cumulative content of toluene and ethylbenzene in the stream rich in light compounds is at least equal to 60% by mass, preferably is at least equal to 70% by mass, and preferably is at least equal to 75% by mass.
  • the styrene-rich stream mainly comprises aromatic compounds comprising from 6 to 9 carbon atoms.
  • the separation step c) is carried out in such a way that the styrene-rich stream comprises at least 99% by mass of styrene and that the styrene recovery rate, i.e. the ratio of the styrene flow rate in the aromatic-rich stream to the styrene flow rate in the gaseous effluent from step b) is at least equal to 90%, preferably at least equal to 95% and more preferably at least equal to 97%.
  • the flow rich in aromatic compounds is a T140°C-150°C cut, preferably a T144°C-146°C cut.
  • the stream rich in heavy compounds mainly comprises compounds heavier than styrene, as well as non-depolymerized styrenic compounds, and in particular styrene oligomers when the feed comprises polystyrene.
  • the flow rich in heavy compounds is a T150°C-220°C cut, preferably a T160°C-210°C cut.
  • the alpha-methylstyrene content in the stream rich in heavy compounds is at least equal to 60% by mass, preferably is at least equal to 70% by mass, preferably is at least equal to 80% by mass and very preferably is at least equal to 90% by mass.
  • separation step c) is carried out by distillation.
  • a first column fed with the gaseous effluent from step b) separates this effluent into a flow rich in light compounds and in a raffinate, the latter being separated by means of a second column into a stream rich in styrene and a stream rich in heavy compounds.
  • the separation is carried out in a single distillation column.
  • the vapor effluent is cooled to a temperature of between 30°C and 50°C, preferably between 35°C and 45°C.
  • the condensed liquid fraction is returned to the top of the column as reflux, while the vapor fraction is then subcooled to a temperature of between -5°C and 10°C, preferably between -5°C and 5°C in order to condense the styrene possibly entrained with the light compounds.
  • the condensed flow after subcooling is returned to the top of the column as reflux.
  • the residual vapor fraction constitutes the flow rich in light compounds. This flow can then be recovered, for example in the form of energy.
  • a first cooling allows to use as much of the cooling water at ambient temperature as cold utility and minimizes the use of specific cold utility to obtain subcooling, which favorably impacts the life cycle analysis of the process.
  • the distillation column is operated at a pressure of between 0.1 and 2.0 bara, preferably between 0.5 and 1.5 bara and more preferably between 0.5 and 1.1 bar, the operating pressure being understood as the pressure measured at the top of the column.
  • bara is meant absolute bar, as opposed to a pressure expressed in relative bar, commonly noted “barg” according to the English notation “bar gauge”.
  • the distillation column is supplied at the bottom of the column with at least the gaseous effluent from step b) and produces at the top of the column a flow rich in light compounds, at the bottom a flow rich in heavy compounds, and by a lateral draw-off a flow rich in styrene, said column having as its only heat input said gaseous effluent from step b).
  • the gaseous effluent from step b) is at a high temperature, preferably at a temperature above 300°C. This temperature is sufficient so that the column does not require any further heat input.
  • the distillation column implemented in this variant of step c) of the process comprises from 5 to 20 theoretical stages, preferably at most 15 theoretical stages, more preferably from 8 to 12 theoretical stages.
  • a styrene-rich stream is drawn off onto an intermediate tray.
  • This draw-off tray is located in the lower third of the distillation column, preferably 1 to 3 theoretical stages from the bottom tray. This draw-off at a low position in the column, slightly away from the bottom tray, limits the entrainment of heavy compounds in the styrene-rich stream and limits the risk of fouling subsequent equipment.
  • a polymerization inhibitor of styrene into polystyrene such as 2,2,6,6_tetramethyl -4-oxopiperidinooxy, may be fed into the distillation column of step c), or the distillation columns of step c) of the process, preferably at the column head.
  • Toluene and ethylbenzene type compounds, which do not react in step d) of resin synthesis, can be used as solvent in this synthesis step, which makes it possible to avoid the addition of a solvent of external origin to the process.
  • a resin synthesis step d) comprising a polymerization section is supplied by the styrene-rich stream from step c) and by a stream of aliphatic compounds comprising at least 5% by weight of terpene compounds of biosourced origin, followed by a finishing section and producing a polymerized effluent.
  • the resin synthesis step mainly consists in oligomerizing the monomers included in the styrene-rich stream from step c), in particular styrene and alpha-methylstyrene, and the stream of aliphatic compounds comprising at least 5% by weight of terpene compounds of biosourced origin, and thus in preparing new oligomeric materials of the resin type, by controlling the macrostructure, in particular by limiting the content of low molecular weight compounds, such as monomers, dimers and trimers, and high molecular weight compounds, i.e. those whose molecular weight is greater than 5000 g/mol, as well as the microstructure.
  • a dimer is understood to mean a compound comprising two monomers linked by a covalent bond.
  • a dimer may be a homodimer, i.e. the combination of two identical monomers, a heterodimer, i.e. the combination of two different monomers, or a mixture of homodimer and heterodimer.
  • a trimer means a compound comprising three monomers linked by a covalent bond.
  • a trimer may be a homotrimer, i.e. the combination of three identical monomers, a heterotrimer, i.e. the combination of at least two different monomers, or a mixture of homotrimer and heterotrimer.
  • terpene compounds of biosourced origin we mean compounds of the terpene family which are unsaturated hydrocarbons of plant origin.
  • the terpene compounds useful for the purposes of the invention are preferably chosen from terpenes comprising at most 20 carbon atoms, preferably chosen from the compounds limonene, alpha-pinene, beta-pinene, myrcene, farnesene and their mixtures, preferably chosen from the compounds limonene, alpha-pinene, beta-pinene and their mixtures and preferably are limonene.
  • Limonene is a terpene hydrocarbon that can be obtained, in particular, from citrus peels or by microbial fermentation.
  • the ratio of aromatic and aliphatic units in the resin produced can be controlled and thus the resin can be adapted to the polymer matrix in which this resin is intended to be incorporated. This allows a resin with excellent compatibility from renewable and/or recycled resources to be obtained.
  • the process allows the styrene-rich stream to be used according to the desired parameters for the resin produced, which allows for great versatility.
  • the styrene-rich stream is produced by distillation in step c)
  • no further treatment is required before using this stream for resin production.
  • the mass ratio of the flow from step c) to the flow of aliphatic compounds feeding step d) is adjusted to regulate the proportion of aliphatic and aromatic protons in the resin.
  • the polymerization section is also supplied with a solvent stream chosen from aliphatic, aromatic, halogenated solvents and their mixtures.
  • the solvent chosen from aliphatic, aromatic, halogenated solvents and their mixtures is chosen from C7-C10 aromatic solvents, C6 - C8 aliphatic solvents and CPC2 chlorinated solvents and their mixtures, preferentially from toluene, methylcyclohexane and dichloromethane.
  • a fraction of the pyrolysis oil from step b) is used as a solvent stream.
  • the process is fed only with the feedstock of styrenic compounds and the stream of aliphatic compounds comprising at least 5% by weight of terpene compounds of biosourced origin, the solvent required in step d) being provided by at least one stream from step c) and/or at least one fraction of the pyrolysis oil from step b), preferably at least one fraction of the pyrolysis oil from step b) feeding step d).
  • synthesis step d) is fed by the flow from step c) and by a flow of aliphatic compounds comprising at least 5% by weight of terpene compounds and by a flow of solvent such that the monomer content is between 50 and 75% by weight.
  • the solvent flow rate can be adapted so as to adjust the monomer content in step d). This content makes it possible to limit the exothermicity within step d), while making it possible to obtain a polymerized effluent whose viscosity allows conveyance to the downstream steps of the process.
  • the resin obtained by the process comprises less than 1% by weight of compounds whose molecular mass is greater than 5000 g/mol.
  • the resin obtained comprises at most 50% by weight of dimeric and trimeric compounds.
  • the polymerization section is carried out in the absence of a catalyst, or in the presence of an acid catalyst, such as a Bronsted acid, Lewis acid or Friedel-Crafts acid, said catalyst being able to be homogeneous or heterogeneous.
  • an acid catalyst such as a Bronsted acid or Lewis acid.
  • Said polymerization section can also be carried out in the presence of ligands, a cocatalyst, and/or a cationic polymerization initiator, for example of the proton or carbocation generator type.
  • the catalyst is a Lewis acid comprising ligands from the aluminum halide family.
  • these ligands are chosen from aluminum chlorides, for example aluminum trichloride, alkylaluminum chlorides, such as diethylaluminum chloride and ethylaluminum dichloride, and ... arylaluminium, such as phenylaluminium chloride.
  • the catalyst also comprises a co-ligand with Lewis base character, making it possible to modulate the acid character of the Lewis acid ligand, of the aliphatic ether type (for example diethyl ether, dibutyl ether), aromatic ether (diphenyl ether), or ester (ethyl acetate) or alkyl amines (triethylamine) or arylamines (diphenylamine, triphenylamine).
  • the polymerization section can also be operated with ligands containing phosphorus, sulfur or any other heteroatom.
  • the polymerization section is preferably operated at a temperature ranging from -60°C to +300°C, preferentially ranging from -60°C to +120°C, very preferentially ranging from -50°C to +100°C and preferably ranging from -40°C to +90°C and very preferably ranging from +20 to +90°C.
  • the average residence time in the polymerization section is preferably between 0.25 h and 7 h, preferably between 0.5 h and 4 h.
  • the average residence time in said section is the ratio of the reaction volume of said section to the volume flow rate of the feeds of the section.
  • the amount of catalyst is preferably within a range from 0.05% to 5% by weight relative to the weight of olefinic monomers entering the polymerization section, and preferably ranges from 0.1% to 2% by weight relative to the weight of olefinic monomers entering the polymerization section.
  • the stream from the polymerization section is then treated in a finishing section producing a polymerized effluent.
  • This finishing section makes it possible to stop the polymerization reaction by adding a compound that deactivates the catalyst and stops the chains still growing.
  • the finishing section is preferably implemented by contacting with a flow comprising a stopper compound chosen from water, a C1-C3 alcohol and their mixtures, preferably chosen from water, methanol, ethanol and their mixture, very preferably water at a temperature between 5 and 80°C, preferably at a temperature between 15 and 30°C (for example at room temperature), followed by separation by phase decantation of a polymerized effluent and an effluent mainly comprising the stopper compound.
  • the molar ratio of stopper compound to polymerization catalyst in the finishing section is at least 1.1, preferably at least 2.
  • the volume ratio of reaction medium to water in the finishing section is preferably between 20 : 1 and 10 : 1, preferably between 10 : 1 and 5 : 1 and more preferably between 5 : 1 and LL.
  • the flow from the polymerization section and the flow comprising the stopper compound are brought into contact with stirring for a period preferably ranging from 5 min to 2 h, preferably ranging from 15 min to 45 min, in order to promote contact between the stopper compound and the reaction medium.
  • a decantation phase is carried out in order to separate on the one hand an organic phase constituting the polymerized effluent containing mainly the resins, the solvent, the unconverted monomers, dimers, trimers and oligomers of low molecular weight and a phase containing mainly the stopper compound, the catalytic residues and organic residues soluble in the stopper compound.
  • the decantation phase is preferably carried out for a period ranging from 5 min to 4 h, preferably ranging from 15 min to 2 h.
  • the phase containing mainly the stopper compound can then be processed in order to recycle the stopper compound in the finishing section.
  • the polymerized effluent then feeds the treatment stage.
  • the process comprises a step of treating the polymerized effluent from step d) comprising a section for separating a solvent-rich effluent and a resin-rich effluent, and a drying section supplied with the resin-rich effluent in order to produce the resins.
  • the implementation of the polymerized effluent treatment step in the process makes it possible to adjust the characteristics of the resins, in particular by eliminating low molecular weight oligomers (e.g. dimers, trimers, tetramers) and by reducing the dispersity, in order to control the properties of the resins obtained (e.g. glass transition temperature).
  • the separation section of a solvent-rich effluent and a resin-rich effluent makes it possible on the one hand to recover a majority of the solvent and unconverted monomers for later use, preferably for recycling in the resin synthesis stage of the process, and on the other hand to concentrate the resins in the resin-rich effluent.
  • the separation section can be carried out by any method known to those skilled in the art, in particular and preferably by evaporation, distillation, coagulation of resins, liquid-liquid extraction or a combination of these methods.
  • the separation section is carried out by distillation in at least one distillation column so as to produce a solvent-rich effluent at the top and a resin-rich effluent at the bottom.
  • This section makes it possible to eliminate the residual monomers and oligomers at the top as well as the majority of the solvent used in the resin synthesis step and thus to adjust the macrostructure of the resins as well as its properties, for example the glass transition temperature noted Tg, in particular by reducing the dispersity by eliminating the low molecular weight compounds.
  • the resin-rich effluent comprises the majority of the resins feeding the separation section.
  • the resin recovery rate corresponding to the ratio of the flow rate of resins in the resin-rich effluent to the flow rate of resins in the feed of the separation section, is preferably greater than 80%, preferably greater than 90%. This recovery rate can be adjusted by increasing the number of separation stages in the separation section, or by adjusting the operating parameters of said section, for example the reflux rate.
  • the separation section is carried out by coagulation of the resins.
  • the polymerized effluent from step d) is brought into contact with a coagulation solvent in which the resins are not soluble in order to precipitate them.
  • the coagulation solvent solubilizes the residual monomers, the solvent used in the resin synthesis step and the low molecular weight oligomers.
  • the coagulation solvent is preferably chosen from polar protic or aprotic solvents with a low boiling point such as alcohols, for example methanol, ethanol and isopropanol, acetone, ethers, for example tetrahydrofuran (denoted THF) and dioxane.
  • polar protic or aprotic solvents with a low boiling point such as alcohols, for example methanol, ethanol and isopropanol, acetone, ethers, for example tetrahydrofuran (denoted THF) and dioxane.
  • the coagulation separation section is preferably operated with a coagulation solvent/medium to be coagulated volume ratio ranging from L1 to 10 : 1, preferably ranging from 2:1 to 5:1.
  • the coagulation separation section is preferably operated at a temperature ranging from 5°C to 40°C.
  • the flow comprising the coagulation solvent, constituting the solvent-rich effluent can then be recycled, for example to the resin synthesis stage, undergoing a purification treatment stage beforehand, if necessary.
  • the separation section is carried out by liquid-liquid extraction.
  • the polymerized effluent from step d) is washed with a flow comprising mainly water.
  • This extraction can be carried out in one or more stages, preferably in one to three stages.
  • Liquid-liquid extraction can also be implemented upstream of a separation by distillation or by coagulation of the resins as described previously.
  • the separation section is carried out by evaporation, for example by evaporation in a wiped film evaporator.
  • the viscosity of the resin-rich effluent depends on the resin content in this effluent and its temperature. These contents and temperatures are therefore adjusted so that this effluent can be transported to the drying section.
  • the resin-rich effluent then feeds a drying section in which it is filtered and then dried.
  • the dried resins have a residual solvent content (grouping together the solvent(s) used in the synthesis step as well as the solvent(s) optionally used in the separation section) of less than 3% by weight, preferably less than 1.5% by weight and more preferably less than 0.8% by weight relative to the mass of resins.
  • the dried resins have a residual content of free monomers of less than 5% by weight, preferably less than 2% by weight and more preferably less than 1% by weight relative to the mass of resins.
  • the content of the hydrocarbon resin in the rubber composition may be in a range of 15 phr to 150 phr, 25 phr to 120 phr, 40 phr to 115 phr, 50 phr to 110 phr, and 65 phr to 110 phr.
  • 15 phr of the present hydrocarbon resin the effect of the present hydrocarbon resin becomes insufficient and the rubber composition could present adhesion problems.
  • the composition could present manufacturing difficulties in terms of easy incorporation of the present hydrocarbon resin into the composition.
  • the present invention also relates to a rubber composition based on at least one elastomer and a hydrocarbon resin according to the invention.
  • Said rubber composition may further comprise various optional components, well known to those skilled in the art. Some of them are also described below.
  • the rubber composition according to the invention comprises at least one elastomer, preferably diene.
  • diene type elastomer it is recalled that an elastomer which is derived at least in part (i.e. a homopolymer or a copolymer) from oak monomers (monomers carrying two carbon-carbon double bonds, conjugated or not) should be understood.
  • diene elastomers can be classified into two categories: “essentially unsaturated” or “essentially saturated”.
  • "Essentially unsaturated” generally means a diene elastomer derived at least in part from conjugated oak monomers, having a content of diene units or patterns (conjugated dienes) that is greater than 15% (mol %); thus, diene elastomers such as butyl rubbers or copolymers of dienes and alpha-olefins such as EPDM do not fall within the preceding definition and can be described in particular as “essentially saturated” diene elastomers (low or very low content of diene units, always less than 15% (mol %)).
  • the diene elastomers included in the rubber composition according to the invention are preferably essentially unsaturated.
  • diene elastomer capable of being used in the rubber compositions in accordance with the invention is particularly understood to mean: ⁇ a) any homopolymer of a diene monomer, conjugated or not, having from 4 to 18 carbon atoms; b) any copolymer of a diene, conjugated or not, having from 4 to 18 carbon atoms and of at least one other monomer.
  • the other monomer can be ethylene, an olefin or a diene, conjugated or not.
  • Suitable conjugated dienes are conjugated dienes having 4 to 12 carbon atoms, in particular 1,3-dienes, such as 1,3-butadiene and isoprene.
  • Suitable olefins are vinylaromatic compounds with 8 to 20 carbon atoms and aliphatic chromoolefins with 3 to 12 carbon atoms.
  • Suitable vinyl aromatic compounds include, for example, styrene, ortho-, methyl-, para-methylstyrene, the commercial mixture "vinyl-toluene", para-tert-butylstyrene.
  • Suitable aliphatic chromoolefins are, in particular, acyclic aliphatic chromoolefins having 3 to 18 carbon atoms.
  • the diene elastomer is preferably a diene elastomer of the highly unsaturated type, in particular a diene elastomer selected from the group consisting of natural rubber (NR), synthetic polyisoprenes (IR), polybutadienes (BR), butadiene copolymers, isoprene copolymers and blends of these elastomers.
  • NR natural rubber
  • IR synthetic polyisoprenes
  • BR polybutadienes
  • butadiene copolymers butadiene copolymers
  • isoprene copolymers and blends of these elastomers.
  • Such copolymers are more preferably selected from the group consisting of butadiene-styrene copolymers (SBR), isoprene-butadiene copolymers (BIR), isoprene-styrene copolymers (SIR), isoprene-butadiene-styrene copolymers (SBIR), ethylene-butadiene copolymers (EBR) and blends of such copolymers.
  • SBR butadiene-styrene copolymers
  • BIR isoprene-butadiene copolymers
  • SIR isoprene-styrene copolymers
  • SBIR isoprene-butadiene-styrene copolymers
  • EBR ethylene-butadiene copolymers
  • the above diene elastomers can be, for example, block, random, sequenced, microsequenced, and can be prepared in dispersion or in solution; they can be coupled and/or star-shaped or even functionalized with a coupling and/or star-shaping or functionalizing agent, for example epoxidized.
  • isoprene elastomer a homopolymer or a copolymer of isoprene, in other words a diene elastomer selected from the group consisting of natural rubber (NR) which can be plasticized or peptized, synthetic polyisoprenes (IR), the various copolymers of isoprene, in particular copolymers of isoprene-styrene (SIR), isoprene-butadiene (BIR) or isoprene-butadiene-styrene (SBIR), and mixtures of these elastomers.
  • NR natural rubber
  • IR synthetic polyisoprenes
  • the elastomer is a diene elastomer having a glass transition temperature Tg of less than -20°C, preferably between -20°C and -110°C, more preferably between -60°C and -110°C, more preferably between -100°C and -100°C. preferably between -60°C and -90°C.
  • Tg glass transition temperature
  • the predominant diene elastomer is selected from the group consisting of polybutadiene, butadiene copolymers and blends of these elastomers, and more preferably from the group consisting of polybutadiene, butadiene-styrene copolymers and blends of these elastomers.
  • the butadiene copolymer is preferably a copolymer of butadiene and a vinylaromatic monomer.
  • Suitable vinylaromatic compounds are, for example, styrene, ortho-, meta-, para-methylstyrene, the commercial mixture "vinyl-toluene", para-tert-butylstyrene, methoxystyrenes, chlorostyrenes, vinylmesitylene, divinylbenzene, vinylnaphthalene.
  • the vinylaromatic monomer of the butadiene copolymer and vinylaromatic monomer is styrene.
  • the predominant elastomer, preferably diene, having a very low Tg is present in the composition at a content preferably greater than or equal to 60 phr, more preferably greater than or equal to 70 phr and even more preferably greater than or equal to 80 phr. More preferably, the composition comprises 100 phr of elastomer having a very low Tg as defined above.
  • the rubber composition according to the invention preferably comprises a reinforcing filler.
  • a reinforcing filler Any type of reinforcing filler known for its ability to reinforce an elastomeric composition usable for the manufacture of pneumatic tires may be used, for example an organic filler such as carbon black, a reinforcing inorganic filler such as silica, or a blend of these two types of filler, in particular a blend of carbon black and silica.
  • All carbon blacks are suitable as carbon blacks, in particular HAF, ISAF, SAF type blacks conventionally used in tires (so-called tire grade blacks).
  • HAF high-density polyethylene
  • SAF type blacks conventionally used in tires
  • the reinforcing carbon blacks of the 100, 200 or 300 series such as for example blacks NI 15, N134, N234, N326, N330, N339, N347, N375, or also, depending on the intended applications, blacks of higher series (for example N660, N683, N772).
  • the carbon blacks could for example already be incorporated into an isoprene elastomer in the form of a masterbatch (see for example applications WO 97/36724 or WO 99/16600).
  • the BET specific surface area of the carbon blacks carbon is measured according to standard D6556-10 [multipoint method (minimum 5 points) — gas: nitrogen - relative pressure range P/PO: 0.1 to 0.3].
  • any inorganic or mineral filler (whatever its color and its natural or synthetic origin), also called “white” filler, “light” filler or even “non-black filler” as opposed to carbon black, capable of reinforcing on its own, without any other means than an intermediate coupling agent, a rubber composition intended for the manufacture of pneumatic tires, in other words capable of replacing, in its reinforcing function, a conventional pneumatic grade carbon black; such a filler is generally characterized, in a known manner, by the presence of hydroxyl groups (-OH) on its surface.
  • -OH hydroxyl groups
  • Suitable inorganic reinforcing fillers are in particular mineral fillers of the siliceous type, in particular silica (SiOa), or of the aluminous type, in particular alumina (AI2O3).
  • the silica used may be any reinforcing silica known to those skilled in the art, in particular any precipitated or pyrogenic silica having a BET surface area and a CTAB specific surface area both of less than 450 m 2 /g, preferably from 30 to 400 m 2 /g.
  • Examples of highly dispersible precipitated silicas include the silicas “Ultrasil 7000" and “Ultrasil 7005" from Degussa, the silicas “Zeosil 1165MP", “1135MP” and “1115MP” from Rhodia, the silica “Hi-Sil EZ150G” from PPG, the silicas “Zeopol 8715", “8745” and “8755” from Huber, and the silicas with a high specific surface area as described in application WO 03/16837.
  • HDS highly dispersible precipitated silicas
  • reinforcing inorganic filler is present in the form of powder, microbeads, granules, beads or any other suitable densified form.
  • reinforcing inorganic filler also means mixtures of different reinforcing inorganic fillers, in particular highly dispersible siliceous and/or aluminous fillers.
  • the reinforcing inorganic filler used in particular if it is silica, preferably has a BET surface area of between 45 and 400 m 2 /g, more preferably between 60 and 300 m 2 /g.
  • the rubber composition according to the invention comprises from 1 to 100 phr, more preferably from 1 to 80 phr and more preferably from 1 to 60 phr of carbon black, the optimum being in a known manner different according to the particular applications.
  • the level of reinforcement expected on a bicycle tire for example, is of course lower than that required on a tire capable of rolling at high speed in a sustained manner, for example a motorcycle tire, a tire for a passenger vehicle or for a utility vehicle such as a heavy goods vehicle.
  • the reinforcing filler mainly comprises carbon black, and preferably consists of carbon black.
  • the rubber composition according to the invention comprises from 10 to 150 phr, preferably from 50 to 130 phr of silica.
  • the reinforcing filler mainly comprises silica and preferably consists of silica.
  • an at least bifunctional coupling agent intended to ensure a sufficient connection, of a chemical and/or physical nature, between the inorganic filler (surface of its particles) and the elastomer, in particular organosilanes, or bifunctional polyorganosiloxanes.
  • polysulfurized silanes called “symmetrical” or “asymmetrical” depending on their particular structure, may be used, as described for example in applications W003/002648 (or US 2005/016651) and W003/002649 (or US 2005/016650).
  • polysulfurized silanes include, in particular, bis-(Cl-C4)-alkoxyl(Cl_C4)-alkyl( Cl_C4 )silyl-alkyl( Cl_C4 ) polysulfides (in particular disulfides, trisulfides or tetrasulfides), such as, for example, bis( 3_trimethoxysilylpropyl ) or bis( 3_triethoxysilylpropyl ) polysulfides.
  • bis( 3_triethoxysilylpropyl ) tetrasulfide abbreviated to TESPT, of formula [(C2H5O)3Si(CH2)3S2]2 or bis-(triethoxysilylpropyl) disulfide, abbreviated to TESPD, of formula [(C2H5O)3Si(CH2)3S]2, are used in particular.
  • polysulfides in particular disulfides, trisulfides or tetrasulfides of bis-(monoalkoxyl(Cl-C4)-dialkyl(Cl _ C4)silylpropyl), more particularly bis-monoethoxydimethylsilylpropyl tetrasulfide as described in patent application US 2004/132880.
  • coupling agent other than polysulfurized alkoxysilane mention may be made in particular of bifunctional POS (polyorganosiloxanes) or hydroxysilane polysulfides as described in patent applications WO 02/30939 and WO 02/31041, or silanes or POS bearing azodicarbonyl functional groups, as described for example in patent applications WO 2006/125532, WO 2006/125533, WO 2006/125534.
  • the content of coupling agent is preferably in a range from 5 to 18% by weight relative to the quantity of silica, preferably in a range from 8 to 12% by weight relative to the quantity of silica.
  • a reinforcing filler of another nature, in particular organic could be used, provided that this reinforcing filler is covered with an inorganic layer such as silica, or else comprises functional sites on its surface, in particular hydroxyl sites, making it possible to establish the bond between the filler and the elastomer in the presence or absence of a covering or coupling agent.
  • the rubber composition according to the invention comprises a sulfur-based crosslinking system comprising a metal oxide, a stearic acid derivative and a vulcanization accelerator. This is then referred to as a vulcanization system.
  • the sulfur can be provided in any form, in particular in the form of molecular sulfur, or a sulfur donor agent.
  • Sulfur is used at a rate ranging from 1 to 20 pce, preferably ranging from 1 to 10 pce.
  • the vulcanization accelerator is used at a preferential rate such that the sulfur/vulcanization accelerator mass ratio is less than or equal to 4.
  • Any compound capable of acting as an accelerator for the vulcanization of diene elastomers in the presence of sulfur may be used as an accelerator, in particular accelerators of the thiazole type and their derivatives, accelerators of the sulfenamide, thiuram, dithiocarbamate, dithiophosphate, thiourea and xanthate types.
  • Examples of such accelerators include, but are not limited to, the following compounds: ⁇ 2-mercaptobenzothiazyl disulfide (abbreviated as "MBTS”), N-cyclohexyl-2-benzothiazyl sulfenamide (“CBS”), N,N-dicyclohexyl-2-benzothiazyl sulfenamide (“DCBS”), N-tert-butyl-2-benzothiazyl sulfenamide (“TBBS”), N-tert-butyl-2-benzothiazyl sulfenimide (“TBSI”), tetrabenzylthiuram disulfide (“TBZTD”), zinc dibenzyldithiocarbamate (“ZBEC”) and mixtures of these compounds.
  • MBTS 2-mercaptobenzothiazyl disulfide
  • CBS N-cyclohexyl-2-benzothiazyl sulfenamide
  • DCBS N,N-
  • the crosslinking system may also optionally include a vulcanization retarder.
  • the rubber compositions may preferably comprise additives commonly used in elastomeric compositions particularly intended for the manufacture of vehicle tires, such as, for example, pigments, protective agents, such as antiozonant waxes, chemical antiozonants or antioxidants, plasticizing agents other than those described above, antifatigue agents, reinforcing resins, or acceptors (for example, a phenolic novolac resin) or donors (for example HMT or H3M) of methylene.
  • additives commonly used in elastomeric compositions particularly intended for the manufacture of vehicle tires such as, for example, pigments, protective agents, such as antiozonant waxes, chemical antiozonants or antioxidants, plasticizing agents other than those described above, antifatigue agents, reinforcing resins, or acceptors (for example, a phenolic novolac resin) or donors (for example HMT or H3M) of methylene.
  • additives commonly used in elastomeric compositions particularly intended for the manufacture of vehicle tires, such as, for example,
  • the rubber compositions may further comprise a plasticizer system.
  • This plasticizer system may be composed of a hydrocarbon-based resin having a Tg greater than 20°C, in addition to the specific hydrocarbon resin described above, and/or a plasticizer oil.
  • thermomechanical working or kneading phase which can be carried out in a single thermomechanical step during which all the necessary constituents, in particular the elastomeric matrix, the hydrocarbon resin, the fillers, and any other various additives, are introduced into a suitable mixer such as a conventional internal mixer (for example of the 'Banbury' type).
  • a suitable mixer such as a conventional internal mixer (for example of the 'Banbury' type).
  • the filler can be incorporated into the elastomer in one or more stages by thermomechanical kneading.
  • the filler in particular carbon black or silica
  • the masterbatch which is directly mixed and where appropriate the other elastomers or fillers present in the composition which are not in the form of a masterbatch are incorporated, as well as any other miscellaneous additives.
  • the thermomechanical mixing is carried out at high temperature, up to a maximum temperature of between 110°C and 200°C, preferably between 130°C and 185°C, for a duration generally of between 2 and 10 minutes.
  • a second phase of mechanical work is then carried out in an external mixer such as a cylinder mixer, after cooling the mixture obtained during the first phase to a lower temperature, typically below 120°C, for example between 40°C and 100°C.
  • the possible crosslinking system will be added during the second phase.
  • a crosslinking system based on polyacids or polydienophiles will typically be added during the first phase.
  • a crosslinking system based on peroxides or sulfur will typically be added during the second phase.
  • the final composition thus obtained can then be calendered, for example in the form of a sheet or a plate, in particular for characterization in the laboratory, or even extruded in the form of a semi-finished (or profile) rubber.
  • the composition can be either in the raw state (before crosslinking or vulcanization) or in the cooked state (after crosslinking or vulcanization), can be a semi-finished product which can be used in a tire.
  • the cooking can be carried out, in a manner known to those skilled in the art, at a temperature generally between 130°C and 200°C, under pressure, for a sufficient time which can vary for example between 5 and 90 min depending in particular on the cooking temperature, the crosslinking system adopted, the crosslinking kinetics of the composition considered or even the size of the tire.
  • the present invention also relates to vehicle tires comprising a rubber composition based on at least one elastomer and a hydrocarbon resin according to the invention.
  • the vehicle tire may be a pneumatic or non-pneumatic tire.
  • non-pneumatic it is meant that this tire is capable of supporting the load of the vehicle by a means other than a pressurized inflation gas, for example by means of stays.
  • the vehicle tire according to the invention will be selected from, without limitation, tires intended to equip a two-wheeled vehicle, a passenger vehicle, a "heavy-duty" vehicle (i.e., a subway, a bus, off-road vehicles, heavy-duty transport vehicles, such as trucks, tractors or trailers), an aircraft, construction equipment, a heavy agricultural vehicle or a handling vehicle.
  • the pneumatic tire according to the invention comprises a tread comprising a rubber composition according to the invention or a hydrocarbon resin according to the invention.
  • the tread is the part of the pneumatic tire which circumferentially surrounds this tire and ensures contact with the rolling surface.
  • Figure 1 represents a schematic view of the method according to the invention.
  • a charge of styrenic compounds (1) feeds a step a) of preparing the charge of styrenic compounds so as to be able to feed (2) this charge in the step b) of pyrolysis.
  • the step b) of pyrolysis of the charge of styrenic compounds makes it possible to obtain at least one gaseous effluent (3) and one pyrolysis oil (4), said gaseous effluent (3) comprising at least 20% by weight of aromatic compounds.
  • the gaseous effluent (3) is then treated in a separation step c) in which it is separated into at least one styrene-rich stream (5) comprising at least 99% by weight of styrene.
  • the flow (5) feeds a step d) of resin synthesis comprising a polymerization section also fed at least by a flow (6) of aliphatic compounds comprising at least 5% by weight of terpene compounds of biosourced origin, and optionally by a flow of solvent (7), the polymerization section being followed by a finishing section producing a polymerized effluent (8).
  • the polymerized effluent (8) feeds a treatment step e) comprising a section for separating the polymerized effluent (8) from step d) into a solvent-rich effluent (9) and a resin-rich effluent, and a drying section fed by the resin-rich effluent in order to produce a stream of hydrocarbon resins (10).
  • the glass transition temperature Tg is measured in a known manner by differential scanning calorimetry, or DSC (Differential Scanning Calorimetry), for example and unless otherwise specified, according to the ISO 11357'2 standard of 2014.
  • the macrostructure (mass-average molar mass, number-average molar mass, and polydispersity index, respectively denoted Mw, Mn, Mz, and D) is determined by size exclusion chromatography (SEC) as shown below.
  • Mz reflects the thermodynamic equilibrium between sedimentation and diffusion and depends on its size. This higher-order average is used as an indication of the proportion of high molar masses present in the sample.
  • SEC analysis for example, consists of separating macromolecules in solution according to their size through columns filled with a porous gel; the molecules are separated according to their hydrodynamic volume, the largest being eluted first.
  • the sample to be analyzed is simply previously solubilized in an appropriate solvent, tetrahydrofuran at a concentration of 1.5 g/liter. Then the solution is filtered through a 0.45 pm porosity filter, before injection into the apparatus at a flow rate of 1 ml/min and a temperature of 35°C.
  • the apparatus used is, for example, a "Waters alliance" chromatographic chain.
  • the molar distribution of aliphatic, ethylenic and aromatic protons is measured using a spectrometer, here a Brucker AVANCE III 400 MHz spectrometer and is expressed in raw peak area ratios.
  • the solvent used is a CDC13 solvent (deuterated chloroform) at 25°C and 120 scans.
  • Hydrocarbon resin NMR data are measured by dissolving 20 ⁇ 1 mg of sample in 0.7 mL of solvents. Samples are dissolved in a NMR tube of 5 mm at 25 °C until the sample is dissolved. CDCl3 appears as a peak at 7.20 ppm and is used as a reference peak for the samples.
  • the 1H NMR signals of the aromatic protons are located between 8.5 ppm and 6.2 ppm.
  • the ethylenic protons lead to signals between 6.2 ppm and 4.5 ppm.
  • the signals corresponding to aliphatic protons are located between 4.5 ppm and 0 ppm.
  • the signals corresponding to the solvent, water and other possible impurities are subtracted when integrating the resin signals.
  • the areas of each category of protons are reported to the sum of these areas to give a distribution in % of area of each category of protons.
  • the dynamic properties of tan(5) at 23°C and 100°C are measured on a viscoanalyzer (Metravib VA4000), according to ASTM D 5992-96.
  • the response of a sample of crosslinked composition (cylindrical specimen 4 mm thick and 400 mm2 in section) is recorded, subjected to a sinusoidal stress in alternating simple shear, at a frequency of 10 Hz, under the defined temperature conditions, at 23°C and 100°C, according to ASTM D 1349-99.
  • a strain amplitude sweep is carried out from 0.1 to 50% (forward cycle), then from 50% to 1% (return cycle).
  • the results used are the loss factor tan(5).
  • the tan(5) value measured at 100°C is an indicator of dry grip. A high value denotes improved grip.
  • the tan(5) value measured at 23°C is an indicator of rolling resistance. A low value denotes lower rolling resistance.
  • the dynamic property tan(5) at 0°C is measured on a viscoanalyzer (Metravib V A4000), according to the ASTM D 5992 - 96 standard.
  • the response of a sample of crosslinked composition (cylindrical specimen 4 mm thick and 10 mm in diameter) is recorded, subjected to a sinusoidal stress in alternating simple shear, at a frequency of 10 Hz, during a temperature scan from -80°C to +100°C with a ramp of +1.5°C/min, under a maximum stress of 0.7 MPa.
  • the value of the tangent of the loss angle (Tan delta) is then recorded at 0°C.
  • the value of tan(5) measured at 0°C is an indicator of grip on wet ground. A high value denotes improved grip.
  • the breaking stresses (in MPa) and the breaking elongations (AR in %) are measured at 23°C ⁇ 2°C, according to standard NF T 46-002, on samples cooked for 40 minutes at 150°C.
  • the breaking energy is equal to the product of the breaking elongation and the breaking stress.
  • the liquid part of the charge (2) feeds a pyrolysis step b), here a microwave pyrolysis, carried out at a temperature of 340°C and at a pressure of 1.1 bar.
  • the gaseous effluent (3) from the pyrolysis step is separated by distillation in a separation step c) into a stream rich in light compounds (4), a stream rich in styrene (5) comprising 99.2% by weight of styrene and a stream rich in heavy compounds (6).
  • the styrene-rich stream (5) of 99% by weight styrene composition feeds a resin synthesis step. This step is also fed by a biosourced limonene stream comprising 99% by weight limonene and a toluene stream.
  • the toluene stream flow rate is such that the monomer concentration (styrene + limonene) is 30% by weight at the reactor inlet.
  • Aluminum chloride (1.5 mol% relative to the limonene and styrene monomer content) is introduced into the reactor under an inert atmosphere.
  • the reactor is then kept under an inert atmosphere throughout the reaction.
  • the medium is stirred and operated at a temperature of 25°C for 1 h.
  • the reaction is then stopped by adding water.
  • the reaction medium constituting the polymerized effluent, is separated into a solvent-rich effluent and a resin-rich effluent by coagulation of the resins with water.
  • the resin-rich effluent is then dried in an oven at 150°C for 48 h.
  • a resin is recovered in the form of an orange translucent solid.
  • Resin T1 is a bio-based resin resulting from the polymerization of limonene “Dercolyte L120” from the company DRT.
  • Resin T2 is a resin resulting from the polymerization of dicyclopentadiene (DCPD) of petro-based origin, whose commercial name is “Escorez 5600” from the company Exxon.
  • DCPD dicyclopentadiene
  • Rubber compositions are manufactured with the introduction of all the constituents on an internal mixer, with the exception of the vulcanization system.
  • the vulcanization agents (sulfur and accelerator) are introduced on an external mixer at low temperature (the rollers constituting the mixer being at 30 °C).
  • the compositions are cured under pressure at 150 °C for 40 minutes.
  • Table 3 shows different rubber compositions using the resins presented in Tables 1 and 2 as well as some of their properties.
  • compositions in accordance with the invention exhibit similar performances in terms of grip on dry and wet ground, similar rolling resistance and improved breaking energy.

Landscapes

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Abstract

The invention relates to a hydrocarbon resin based on an aromatic distillation fraction obtained from the pyrolysis of a styrene feedstock, followed by its separation into a styrene-rich stream comprising at least 99% by weight of styrene, and on a bio-based aliphatic stream.

Description

RÉSINE HYDROCARBURE ISSUE DE MATÉRIAUX BIOSOURCÉS ET/OU RECYCLÉS ET COMPOSITION DE CAOUTCHOUC COMPRENANT CETTE RÉSINE HYDROCARBURE HYDROCARBON RESIN FROM BIOSOURCED AND/OR RECYCLED MATERIALS AND RUBBER COMPOSITION COMPRISING THIS HYDROCARBON RESIN

Domaine technique de l'invention Technical field of the invention

La présente invention est relative au domaine des résines hydrocarbures, des compositions de caoutchouc comprenant de telles résines, ainsi que des bandages pour véhicules comprenant de telles compositions de caoutchouc. The present invention relates to the field of hydrocarbon resins, rubber compositions comprising such resins, as well as vehicle tires comprising such rubber compositions.

Art antérieur Prior art

Il est connu de l’art antérieur que des élastomères ayant une température de transition vitreuse (« Tg ») basses permettent une amélioration en termes de performances d’abrasion (WO 2015/043902) et sont donc très utiles lorsque l’on cherche à obtenir le meilleur compromis entre des propriétés de performance difficiles à concilier simultanément, telles que résistance à l’usure et adhérence, qui doivent être élevées, et résistance au roulement, qui doit être faible afin de réduire au minimum la consommation de carburant. It is known from the prior art that elastomers having a low glass transition temperature ("Tg") allow an improvement in terms of abrasion performance (WO 2015/043902) and are therefore very useful when seeking to obtain the best compromise between performance properties that are difficult to reconcile simultaneously, such as wear resistance and grip, which must be high, and rolling resistance, which must be low in order to minimize fuel consumption.

Ces élastomères à basse Tg présentent une faible compatibilité avec les résines plastifiantes à base d’hydrocarbures typiquement utilisées dans les bandages pour véhicules. These low Tg elastomers exhibit poor compatibility with hydrocarbon-based plasticizing resins typically used in vehicle tires.

Or la compatibilité des résines avec la matrice élastomérique, et notamment leur capacité à se disperser correctement dans le mélange, est essentielle pour que celles-ci jouent correctement leur rôle. La compatibilité de la résine avec une matrice élastomérique dépend, entre autres, de propriétés telles que la température de transition vitreuse et le point de ramollissement de la résine, ces propriétés étant dépendantes de la masse molaire, de la nature et du ratio motifs aromatiques/motifs aliphatiques de la résine (voir par exemple J. Appl Polym. Sci 2022 139(15) 51950). Des résines comportant des motifs aliphatiques et aromatiques et présentant des Tg élevées permettent, en particulier, de modifier la Tg du mélange. However, the compatibility of resins with the elastomeric matrix, and in particular their ability to disperse correctly in the mixture, is essential for them to play their role correctly. The compatibility of the resin with an elastomeric matrix depends, among other things, on properties such as the glass transition temperature and the softening point of the resin, these properties being dependent on the molar mass, the nature and the ratio of aromatic units to aliphatic units of the resin (see for example J. Appl Polym. Sci 2022 139(15) 51950). Resins comprising aliphatic and aromatic units and having high Tg make it possible, in particular, to modify the Tg of the mixture.

De telles résines sont bien connues de l’état de la technique. Le document EP 0 936 229 enseigne par exemple la fabrication de résines hydrocarbonées à partir de monomères aliphatiques et aromatiques en polymérisation cationique, à partir de flux pétrosourcés. Les documents WO2016/043851, US9139721 ou encore FR2968006 décrivent des résines hydrocarbures présentant des Tg élevées. Le document FR 3 099 166 décrit un pneumatique comprenant une composition de caoutchouc comprenant une résine hydrocarbure spécifique issue de coupes pétrolières ayant un comportement sur la route amélioré à différentes températures. Si les performances des bandages pneumatiques telles que résistance au roulement, résistante à l’usure sont clés pour limiter leur impact environnemental, il est également important de limiter au maximum l’utilisation de ressources fossiles lors de la confection des articles de caoutchouc. Such resins are well known in the state of the art. Document EP 0 936 229 teaches, for example, the manufacture of hydrocarbon resins from aliphatic and aromatic monomers in cationic polymerization, from petroleum-based streams. Documents WO2016/043851, US9139721 or FR2968006 describe hydrocarbon resins having high Tgs. Document FR 3 099 166 describes a tire comprising a rubber composition comprising a specific hydrocarbon resin derived from petroleum fractions having improved road behavior at different temperatures. While the performance of tires such as rolling resistance and wear resistance are key to limiting their environmental impact, it is also important to limit as much as possible the use of fossil resources during the manufacture of rubber articles.

Les documents WO2022/101562 et WO2022/101563 décrivent la production de résines hydrocarbonés à partir de résidus de la pyrolyse de copeaux de caoutchouc. Ces documents n’adressent pas l’impact de ces résines sur les performances des compositions de caoutchouc. WO2022/101562 and WO2022/101563 describe the production of hydrocarbon resins from residues from the pyrolysis of rubber chips. These documents do not address the impact of these resins on the performance of rubber compositions.

Poursuivant ses recherches, la demanderesse a découvert qu’une résine issue de ressources biosourcées et/ou recyclées permettait de maintenir, voir améliorer, des performances clés de compositions de caoutchouc utilisables dans des bandages pour véhicules, pouvant ainsi remplacer avantageusement des résines hydrocarbures pétrosourcées. Continuing its research, the applicant discovered that a resin derived from bio-sourced and/or recycled resources made it possible to maintain, or even improve, key performances of rubber compositions usable in vehicle tires, thus being able to advantageously replace petroleum-sourced hydrocarbon resins.

Description détaillée de l’invention Detailed description of the invention

L’invention concerne une résine hydrocarbure à base d’une coupe de distillation aromatique provenant de la pyrolyse d’une charge styrénique puis de sa séparation en un flux riche en styrène comprenant au moins 99% en masse de styrène et d’un flux aliphatique d’origine biosourcée, ladite résine présentant les caractéristiques suivantes ■ The invention relates to a hydrocarbon resin based on an aromatic distillation cut originating from the pyrolysis of a styrenic feedstock and then its separation into a styrene-rich stream comprising at least 99% by mass of styrene and an aliphatic stream of biosourced origin, said resin having the following characteristics: ■

• une température de transition vitreuse (notée Tg) allant de 20°C à 140°C • a glass transition temperature (denoted Tg) ranging from 20°C to 140°C

• une masse molaire en nombre inférieure à 5000 g/mol • a molar mass in number less than 5000 g/mol

• une dispersité D inférieure à 3 • a dispersity D less than 3

• Un taux de protons aromatiques, déterminé par RMN 1H, compris entre 0.5%mol et 50%mol J • An aromatic proton rate, determined by 1H NMR, between 0.5%mol and 50%mol J

• Un taux de protons aliphatiques, déterminé par RMN 1H, compris entre 50%mol et 99.5%mol J • A rate of aliphatic protons, determined by 1H NMR, between 50%mol and 99.5%mol J

• Un taux de protons éthyléniques, déterminé par RMN 1H, inférieur ou égal à 10%mol La somme des taux de protons aromatiques, aliphatiques et éthyléniques étant égale à 100%. • A rate of ethylenic protons, determined by 1H NMR, less than or equal to 10%mol The sum of the rates of aromatic, aliphatic and ethylenic protons being equal to 100%.

De manière préférée, le taux de protons aromatiques, déterminé par RMN 1H, est compris entre 2% mol et 30%mol et de manière préférée est compris entre 2% mol et 20%mol. Preferably, the rate of aromatic protons, determined by 1H NMR, is between 2 mol% and 30 mol% and preferably is between 2 mol% and 20 mol%.

De manière préférée, la charge de composés styréniques comprend au moins 90% en poids de polystyrène, de préférence au moins 93% en poids de polystyrène, et de manière préférée au moins 95% en poids de polystyrène. De manière préférée, la résine hydrocarbure selon l’invention est obtenue par un procédé comprenant au moins ■ a. Une étape de préparation de la charge de composés styréniques de manière à pouvoir alimenter cette charge dans l’étape de pyrolyse ; b. Une étape de pyrolyse de la charge de composés styréniques permettant d’obtenir au moins un effluent gazeux et une huile de pyrolyse, ledit effluent gazeux comprenant au moins 20% en poids de composés aromatiques c. Une étape de séparation de l’effluent gazeux en au moins un flux riche en styrène comprenant au moins 99% en masse de styrène d. Une étape de synthèse de résines comprenant une section de polymérisation alimentée par le flux riche en styrène issu de l’étape c) et par un flux de composés aliphatiques comprenant au moins 5% en poids de composés terpéniques d’origine biosourcée, suivie d’une section de finition et produisant un effluent polymérisé e. Une étape de traitement comprenant une section de séparation de l’effluent polymérisé issu de l’étape d) en un effluent riche en solvant et un effluent riche en résines, et une section de séchage alimentée par l’effluent riche en résines afin de produire un flux de résines hydrocarbures. Preferably, the charge of styrenic compounds comprises at least 90% by weight of polystyrene, preferably at least 93% by weight of polystyrene, and preferably at least 95% by weight of polystyrene. Preferably, the hydrocarbon resin according to the invention is obtained by a process comprising at least ■ a. A step of preparing the charge of styrenic compounds so as to be able to feed this charge into the pyrolysis step; b. A step of pyrolysis of the charge of styrenic compounds making it possible to obtain at least one gaseous effluent and one pyrolysis oil, said gaseous effluent comprising at least 20% by weight of aromatic compounds c. A step of separating the gaseous effluent into at least one styrene-rich stream comprising at least 99% by weight of styrene d. A step of synthesizing resins comprising a polymerization section fed by the styrene-rich stream from step c) and by a stream of aliphatic compounds comprising at least 5% by weight of terpene compounds of biosourced origin, followed by a finishing section and producing a polymerized effluent e. A treatment step comprising a section for separating the polymerized effluent from step d) into a solvent-rich effluent and a resin-rich effluent, and a drying section fed with the resin-rich effluent in order to produce a stream of hydrocarbon resins.

L’invention concerne également une composition de caoutchouc à base d’au moins un élastomère et une résine hydrocarbure selon l’invention. The invention also relates to a rubber composition based on at least one elastomer and one hydrocarbon resin according to the invention.

La composition de caoutchouc selon l’invention comprend préférentiellement une charge renforçante et un système de réticulation. The rubber composition according to the invention preferably comprises a reinforcing filler and a crosslinking system.

La composition de caoutchouc selon l’invention comprend préférentiellement de 10 à 150 pce, de préférence de 50 à 130 pce de silice. The rubber composition according to the invention preferably comprises from 10 to 150 pce, preferably from 50 to 130 pce of silica.

L’élastomère de la composition de caoutchouc selon l’invention est préférentiellement un élastomère diénique. The elastomer of the rubber composition according to the invention is preferably a diene elastomer.

La composition de caoutchouc selon l’invention comprend préférentiellement majoritairement un élastomère diénique ayant une température de transition vitreuse Tg inférieure à -20°C, de préférence comprise entre -20°C et -110°C. The rubber composition according to the invention preferably comprises mainly a diene elastomer having a glass transition temperature Tg of less than -20°C, preferably between -20°C and -110°C.

La composition de caoutchouc selon l’invention comprend au moins 60 pce, préférentiellement au moins 70 pce, de manière préférée au moins 80 pce d’au moins un élastomère diénique choisi dans le groupe constitué par le polybutadiène, les copolymères de butadiene et les mélanges de ces élastomères. The rubber composition according to the invention comprises at least 60 phr, preferably at least 70 phr, more preferably at least 80 phr of at least one diene elastomer. selected from the group consisting of polybutadiene, butadiene copolymers and blends of these elastomers.

De manière préférée, le copolymère de butadiène est un copolymère butadiène-styrène. Preferably, the butadiene copolymer is a butadiene-styrene copolymer.

L’invention concerne également un bandage pour véhicule comprenant une composition de caoutchouc selon l’invention ou une résine selon l’invention. The invention also relates to a vehicle tire comprising a rubber composition according to the invention or a resin according to the invention.

Le bandage pour véhicule selon l’invention comprend préférentiellement une bande de roulement comprenant une résine hydrocarbure selon l’invention ou une composition de caoutchouc selon l’invention. The vehicle bandage according to the invention preferably comprises a tread comprising a hydrocarbon resin according to the invention or a rubber composition according to the invention.

Définitions Definitions

Les composés comprenant du carbone mentionnés dans la description peuvent être d'origine fossile ou biosourcés. Dans ce dernier cas, ils peuvent être, partiellement ou totalement, issus de la biomasse ou obtenus à partir de matières premières renouvelables issues de la biomasse. Sont concernés notamment les polymères, les plastifiants, les charges, etc. The carbon-containing compounds mentioned in the description may be of fossil or bio-sourced origin. In the latter case, they may be, partially or totally, derived from biomass or obtained from renewable raw materials derived from biomass. This includes in particular polymers, plasticizers, fillers, etc.

Le terme « composition à base de » désigne une composition comprenant le mélange et/ou le produit de la réaction in situ des différents constituants de base utilisés, certains de ces constituants pouvant réagir et/ou étant destinés à réagir les uns avec les autres, au moins partiellement, pendant les différentes phases de fabrication de la composition ou pendant le durcissement consécutif, ce qui peut modifier la composition telle qu’elle est préparée au début. Par conséquent, les compositions décrites ci-dessous peuvent être différentes dans l’état non réticulé et dans l’état réticulé. The term "composition based on" means a composition comprising the mixture and/or the product of the in situ reaction of the different basic constituents used, some of these constituents being able to react and/or being intended to react with each other, at least partially, during the different phases of manufacture of the composition or during the subsequent hardening, which can modify the composition as it is initially prepared. Consequently, the compositions described below may be different in the uncrosslinked state and in the crosslinked state.

Sauf indication contraire expresse, tous les pourcentages (%) indiqués sont des pourcentages en poids (« % en poids »). De plus, une plage de valeurs quelconque désignée par l’expression « entre a et b » représente la plage de valeurs s’étendant de plus de a à moins de b (c’est-à-dire que les limites a et b sont exclues), tandis qu’une plage de valeurs quelconque désignée par l’expression « de a à b » désigne la plage de valeurs s’étendant de a jusqu’à b (c’est-à-dire, comprenant les limites strictes a et b). Par composé en Cn, on entend un composé comprenant n atomes de carbones. De même, par composés en Cn’Cm, on entend un ensemble de composés comprenant de n à m atomes de carbone. Unless otherwise expressly stated, all percentages (%) indicated are percentages by weight ("% by weight"). Furthermore, any range of values referred to as "between a and b" represents the range of values extending from more than a to less than b (i.e., excluding the limits a and b), while any range of values referred to as "from a to b" represents the range of values extending from a to b (i.e., including the strict limits a and b). By Cn compound is meant a compound comprising n carbon atoms. Similarly, by Cn'Cm compounds is meant a set of compounds comprising from n to m carbon atoms.

Par hétéroatome, on entend un atome autre que le carbone ou l’hydrogène, par exemple l’azote, le soufre, l’oxygène. A heteroatom means an atom other than carbon or hydrogen, for example nitrogen, sulfur, oxygen.

Un composé est dit majoritaire lorsqu’il représente plus de 50% en poids des composés de même nature. Ainsi, un élastomère majoritaire est un élastomère qui représente plus de 50% en poids par rapport au poids total des élastomères présents. A compound is said to be in the majority when it represents more than 50% by weight of compounds of the same nature. Thus, a majority elastomer is an elastomer which represents more than 50% by weight compared to the total weight of the elastomers present.

Résine hydrocarbure Hydrocarbon resin

La présente invention concerne une résine hydrocarbure obtenue à partir d’une charge de composés styréniques et d’un flux de composés aliphatiques d’origine biosourcée, ladite résine présentant les caractéristiques suivantes ■ The present invention relates to a hydrocarbon resin obtained from a charge of styrenic compounds and a flow of aliphatic compounds of biosourced origin, said resin having the following characteristics: ■

• une température de transition vitreuse (notée Tg) allant de 20°C à 140°C • a glass transition temperature (denoted Tg) ranging from 20°C to 140°C

• une masse molaire en nombre inférieure à 5000 g/mol, de préférence inférieure à 4000 g/mol et de manière préférée inférieure à 3000 g/mol • a number-average molar mass of less than 5000 g/mol, preferably less than 4000 g/mol and more preferably less than 3000 g/mol

• une dispersité D inférieure à 3, de préférence inférieure à 2,5 et de manière préférée inférieure à 2 ; • a dispersity D of less than 3, preferably less than 2.5 and more preferably less than 2;

• Un taux de protons aromatiques, déterminé par RMN 1H, compris entre 0.5%mol et 50%mol, de préférence compris entre 2% mol et 30%mol et de manière préférée compris entre 2% mol et 20%mol • An aromatic proton rate, determined by 1H NMR, of between 0.5 mol% and 50 mol%, preferably of between 2 mol% and 30 mol% and more preferably of between 2 mol% and 20 mol%

• Un taux de protons aliphatiques, déterminé par RMN 1H, compris entre 50%mol et 99.5%mol, de préférence compris entre 70%mol et 98%mol, de préférence compris entre 80%mol et 98%mol • A rate of aliphatic protons, determined by 1H NMR, between 50% mol and 99.5% mol, preferably between 70% mol and 98% mol, preferably between 80% mol and 98% mol

• Un taux de protons éthyléniques, déterminé par RMN 1H, inférieur ou égal à 10%mol, de préférence inférieur ou égal à 5%mol, de préférence inférieur ou égal à 4%mol, la somme des taux de protons aromatiques, aliphatiques et éthyléniques étant égale à 100%. De manière préférée, le taux de protons éthyléniques, déterminé par RMN 1H, est supérieur ou égal à 0,5%mol, de préférence supérieur ou égal à l%mol. • A level of ethylenic protons, determined by 1H NMR, less than or equal to 10 mol%, preferably less than or equal to 5 mol%, preferably less than or equal to 4 mol%, the sum of the levels of aromatic, aliphatic and ethylenic protons being equal to 100%. Preferably, the level of ethylenic protons, determined by 1H NMR, is greater than or equal to 0.5 mol%, preferably greater than or equal to 1 mol%.

La résine hydrocarbure selon l’invention est à base d’une coupe de distillation aromatique provenant de la pyrolyse d’une charge styrénique puis de sa séparation en un flux riche en styrène comprenant au moins 99% en masse de styrène et d’un flux aliphatique d’origine biosourcé. Par charge de composés styréniques, on entend une charge qui comprend des polymères à base de styrène, tels que les caoutchoucs styréniques et le polystyrène. The hydrocarbon resin according to the invention is based on an aromatic distillation cut originating from the pyrolysis of a styrenic charge and then its separation into a styrene-rich stream comprising at least 99% by mass of styrene and an aliphatic stream of biosourced origin. Styrenic compound filler means a filler that includes styrene-based polymers, such as styrenic rubbers and polystyrene.

De préférence, la charge de composés styréniques est une charge de composés styréniques issue de déchets plastiques. Une telle charge comprend préférentiellement au moins 90% en poids de polystyrène, de préférence au moins 93% en poids de polystyrène, et de manière préférée au moins 95% en poids de polystyrène. La charge de composés styréniques peut comprendre d’autres composés, en particulier si elle est issue de déchets plastiques. Ces autres composés peuvent être, de manière non limitative, des composés plastiques tels que du polyéthylène, du polypropylène, des élastomères, des matériaux organiques tels que du papier, de la nourriture, ou inorganiques tels que du verre, du métal, du sable. Preferably, the filler of styrenic compounds is a filler of styrenic compounds derived from plastic waste. Such a filler preferably comprises at least 90% by weight of polystyrene, preferably at least 93% by weight of polystyrene, and more preferably at least 95% by weight of polystyrene. The filler of styrenic compounds may comprise other compounds, in particular if it is derived from plastic waste. These other compounds may be, in a non-limiting manner, plastic compounds such as polyethylene, polypropylene, elastomers, organic materials such as paper, food, or inorganic materials such as glass, metal, sand.

Le flux de composés aliphatiques comprend au moins 5% en poids de composés terpéniques, d’origine biosourcée. The flow of aliphatic compounds comprises at least 5% by weight of terpenic compounds, of biosourced origin.

Le flux de composés aliphatiques est d’origine biosourcé. C’est-à-dire qu’il est issu de la biomasse ou dérivé de produits issus de la biomasse. The flow of aliphatic compounds is of bio-sourced origin. That is to say, it comes from biomass or is derived from products from biomass.

Par issu de la biomasse, on entend que les composés sont issus, après traitement éventuel, d’organismes végétaux, animaux, champignons ou microbes. De préférence, le flux de composés aliphatiques est issu d’organismes végétaux. Par dérivé de produits issus de la biomasse, on entend que la biomasse utilisée pour obtenir le flux de composés aliphatiques peut avoir subi un traitement tel qu’un traitement biologique, basé par exemple sur le fonctionnement des plantes, d’animaux, ou de micro-organismes, un traitement chimique, tel que par exemple un traitement en présence d’acide, un traitement alcalin, en présence ou non de catalyseur, et/ou un traitement physique tel que la mise en pression, un traitement thermique, un traitement électromagnétique ou un traitement micro-onde. By derived from biomass, it is meant that the compounds are derived, after possible treatment, from plant, animal, fungal or microbe organisms. Preferably, the stream of aliphatic compounds is derived from plant organisms. By derived from products derived from biomass, it is meant that the biomass used to obtain the stream of aliphatic compounds may have undergone a treatment such as a biological treatment, based for example on the functioning of plants, animals, or microorganisms, a chemical treatment, such as for example a treatment in the presence of acid, an alkaline treatment, in the presence or absence of a catalyst, and/or a physical treatment such as pressurization, a heat treatment, an electromagnetic treatment or a microwave treatment.

Obtention de la résine Obtaining the resin

La résine hydrocarbure selon l’invention est susceptible d’être obtenue par le procédé décrit ci- après. The hydrocarbon resin according to the invention can be obtained by the process described below.

Etape a) de préparation Step a) preparation

La charge de composés styréniques est conditionnée dans une étape a) de préparation pour pouvoir alimenter l’étape b) de pyrolyse. Cette étape de préparation peut comprendre des opérations de broyage, de dégazage, de mise en température afin de provoquer la fonte des composés plastiques par exemple dans un dispositif d’extrusion au cours duquel la température est graduellement augmentée, les effluents vapeurs (eau, composés légers générés par la décomposition partielle de la charge polystyrénique) et les effluents solides (débris non fusibles tels que les débris métalliques, verre) sont séparés. The charge of styrenic compounds is conditioned in a preparation step a) in order to be able to supply the pyrolysis step b). This preparation step may comprise grinding, degassing and temperature-setting operations in order to cause the plastic compounds to melt, for example in an extrusion device during which the temperature is gradually increased, the vapor effluents (water, light compounds generated by the partial decomposition of the polystyrene charge) and the solid effluents (non-fusible debris such as metal debris, glass) are separated.

De préférence, la charge de composés styréniques est progressivement chauffée à une température comprise entre 100°C et 300°C, de préférence entre 150°C et 300°C et de manière préférée entre 200°C et 300°C, cette température permettant d’obtenir la fusion du polystyrène, lorsqu’un tel composé est présent, en limitant sa décomposition thermique. Preferably, the charge of styrenic compounds is gradually heated to a temperature between 100°C and 300°C, preferably between 150°C and 300°C and more preferably between 200°C and 300°C, this temperature making it possible to obtain the melting of the polystyrene, when such a compound is present, by limiting its thermal decomposition.

Étape b) de pyrolyse Step b) of pyrolysis

La charge de composés styréniques alimente une étape de pyrolyse permettant d’obtenir au moins un effluent gazeux et une huile de pyrolyse, ladite huile de pyrolyse comprenant au moins 20% en poids de composés aromatiques. The charge of styrenic compounds feeds a pyrolysis step making it possible to obtain at least one gaseous effluent and a pyrolysis oil, said pyrolysis oil comprising at least 20% by weight of aromatic compounds.

Par pyrolyse, on entend la décomposition thermique de composés dans une atmosphère inerte. Pyrolysis means the thermal decomposition of compounds in an inert atmosphere.

La charge alimente une étape de pyrolyse, opérée à une température et une pression telles que la dépolymérisation des composés styréniques en oligomères de styrène et en monomère de styrène a lieu. De préférence, l’étape de pyrolyse est opérée à une température allant de 300 à 900°C, de préférence allant de 300°C à 800°C. The feedstock is fed to a pyrolysis step, operated at a temperature and pressure such that the depolymerization of the styrenic compounds into styrene oligomers and styrene monomer takes place. Preferably, the pyrolysis step is operated at a temperature ranging from 300 to 900°C, preferably ranging from 300°C to 800°C.

L’étape de pyrolyse est de préférence opérée à une pression allant de 0,8 bar à 7,5 bar, de préférence allant de 1 bar à 6 bar et de manière préférée allant de 1 bar à 4,5 bar. The pyrolysis step is preferably carried out at a pressure ranging from 0.8 bar to 7.5 bar, preferably ranging from 1 bar to 6 bar and more preferably ranging from 1 bar to 4.5 bar.

De préférence, l’étape de pyrolyse met en œuvre une étape de pyrolyse par micro-onde. Une telle pyrolyse par micro-onde utilisable pour la pyrolyse d’une charge de composés styréniques est par exemple décrite dans le document WO 2020/202089. Preferably, the pyrolysis step implements a microwave pyrolysis step. Such microwave pyrolysis usable for the pyrolysis of a charge of styrenic compounds is for example described in document WO 2020/202089.

L’utilisation d’une étape de pyrolyse assistée par micro-ondes permet d’atteindre des taux de transfert de chaleur et des températures de réaction plus élevés, qui favorisent les réactions de scission en fin de chaîne et minimisent la formation d’oligomères de styrène. Une étape de pyrolyse par micro-ondes se caractérise également par une température dans la masse réactionnelle inférieure à celle d’une section de pyrolyse conventionnelle. La baisse des températures dans la masse réactionnelle entraîne une baisse des taux d’évaporation des oligomères de styrène et permet d’éviter de « sur-craquer » le styrène produit. L’utilisation d’une étape de pyrolyse par micro-ondes réduira la formation d’oligomères de styrène par rapport à une étape de pyrolyse conventionnelle. L’étape de pyrolyse produit au moins un effluent gazeux et une huile de pyrolyse. L’effluent gazeux peut également contenir des gouttelettes de liquide entraînées. Outre des oligomères du styrène, l’effluent gazeux comprend la majorité du monomère styrène produit dans l’étape de pyrolyse, ainsi que des composés aromatiques légers gazeux dans les conditions opératoires tels que alpha-méthyLstyrène, éthylbenzène, cumène et toluène. The use of a microwave-assisted pyrolysis step allows for higher heat transfer rates and reaction temperatures, which promote end-of-chain scission reactions and minimize the formation of styrene oligomers. A microwave pyrolysis step is also characterized by a lower temperature in the reaction mass than a conventional pyrolysis section. The lower temperatures in the reaction mass result in lower evaporation rates of the styrene oligomers and help avoid “over-cracking” the styrene product. The use of a microwave pyrolysis step will reduce the formation of styrene oligomers compared to a conventional pyrolysis step. The pyrolysis step produces at least a gaseous effluent and a pyrolysis oil. The gaseous effluent may also contain entrained liquid droplets. In addition to styrene oligomers, the gaseous effluent includes the majority of the styrene monomer produced in the pyrolysis step, as well as gaseous light aromatic compounds under the operating conditions such as alpha-methylstyrene, ethylbenzene, cumene and toluene.

L’effluent gazeux comprend au moins 20% en poids de composés aromatiques, préférentiellement au moins 20% en poids de styrène. The gaseous effluent comprises at least 20% by weight of aromatic compounds, preferably at least 20% by weight of styrene.

De manière préférée, l’effluent gazeux comprend au plus 10% poids d’éthylbenzène, de préférence au plus 5% poids d’éthylbenzène et de manière préférée au plus 3% poids d’éthylbenzène. Preferably, the gaseous effluent comprises at most 10% by weight of ethylbenzene, preferably at most 5% by weight of ethylbenzene and preferably at most 3% by weight of ethylbenzene.

Préférentiellement, l’effluent gazeux comprend au moins 10% poids de composés dont le point d’ébullition est supérieur à celui du styrène. Preferably, the gaseous effluent comprises at least 10% by weight of compounds whose boiling point is higher than that of styrene.

L’huile de pyrolyse peut également comprendre des éléments solides, polymères non fusionnés, produits lors de la pyrolyse, ou des débris non séparés dans l’étape de préparation de la charge. Ce flux alimente, de manière préférée, une section de séparation dans laquelle la fraction solide éventuelle est séparée de la fraction liquide, cette dernière pouvant être recyclée en mélange avec l’alimentation de l’étape de pyrolyse ou utilisée dans l’étape d) de synthèse de résines. The pyrolysis oil may also comprise solid elements, unfused polymers, produced during pyrolysis, or debris not separated in the feedstock preparation step. This flow preferably feeds a separation section in which the possible solid fraction is separated from the liquid fraction, the latter being able to be recycled in a mixture with the feedstock of the pyrolysis step or used in step d) of resin synthesis.

L’étape de pyrolyse peut être mise en œuvre dans un réacteur de pyrolyse, et être opérée en continu, semi-continu ou en traitement par lot (« batch » selon la terminologie anglo-saxonne). De tels réacteurs sont bien connus de l’Homme du métier. The pyrolysis step can be implemented in a pyrolysis reactor, and be operated continuously, semi-continuously or in batch processing. Such reactors are well known to those skilled in the art.

Étape c) de séparation Step c) separation

Une étape c) de séparation est alimentée au moins par l’effluent gazeux issu de l’étape b) et produit au moins un flux riche en composés légers, un flux riche en styrène et un flux riche en composés lourds. A separation step c) is fed at least by the gaseous effluent from step b) and produces at least one stream rich in light compounds, one stream rich in styrene and one stream rich in heavy compounds.

Le flux riche en composés légers comprend majoritairement des composés plus légers que le styrène, en particulier les composés toluène et éthylbenzène. Le flux riche en composés légers est une coupe T100°C-140°C, de préférence une coupe T110oC_140oC. Par « Coupe Ta°C-b°C », on entend que le point de bulle et le point de rosée de la coupe, mesurés à pression atmosphérique, sont compris dans l’intervalle de température allant de a°C à b°C. Le flux riche en composés légers présente donc un point de bulle et un point de rosée mesurés à pression atmosphérique compris dans l’intervalle de température allant de 100 à 140°C, de préférence allant de 110 à 140°C. The light-rich stream mainly comprises compounds lighter than styrene, particularly toluene and ethylbenzene compounds. The stream rich in light compounds is a T100°C-140°C cut, preferably a T110 o C _ 140 o C cut. By "Ta°Cb°C cut" is meant that the bubble point and the dew point of the cut, measured at atmospheric pressure, are in the temperature range from a°C to b°C. The stream rich in light compounds therefore has a bubble point and a dew point measured at atmospheric pressure in the temperature range from 100 to 140°C, preferably from 110 to 140°C.

De manière préférée, la teneur cumulée en toluène et éthylbenzène dans le flux riche en composés légers est au moins égale à 60% en masse, de préférence est au moins égale à 70% en masse, et de manière préférée est au moins égale à 75% en masse. Preferably, the cumulative content of toluene and ethylbenzene in the stream rich in light compounds is at least equal to 60% by mass, preferably is at least equal to 70% by mass, and preferably is at least equal to 75% by mass.

Le flux riche en styrène comprend majoritairement des composés aromatiques comprenant de 6 à 9 atomes de carbone. L’étape c) de séparation est opérée de manière à ce que le flux riche en styrène comprenne au moins 99% en masse de styrène et que le taux de récupération de styrène, c’est-à-dire le ratio du débit de styrène dans le flux riche en composés aromatiques sur le débit de styrène dans l’effluent gazeux issu de l’étape b) est au moins égal à 90%, de préférence au moins égal à 95% et de manière préférée au moins égal à 97%. The styrene-rich stream mainly comprises aromatic compounds comprising from 6 to 9 carbon atoms. The separation step c) is carried out in such a way that the styrene-rich stream comprises at least 99% by mass of styrene and that the styrene recovery rate, i.e. the ratio of the styrene flow rate in the aromatic-rich stream to the styrene flow rate in the gaseous effluent from step b) is at least equal to 90%, preferably at least equal to 95% and more preferably at least equal to 97%.

De manière préférée, le flux riche en composés aromatiques est une coupe T140°C-150°C, de préférence une coupe T144°C-146°C. Preferably, the flow rich in aromatic compounds is a T140°C-150°C cut, preferably a T144°C-146°C cut.

Le flux riche en composés lourds comprend majoritairement les composés plus lourds que le styrène, ainsi que les composés styréniques non dépolymérisés, et notamment les oligomères du styrène lorsque la charge comprend du polystyrène. The stream rich in heavy compounds mainly comprises compounds heavier than styrene, as well as non-depolymerized styrenic compounds, and in particular styrene oligomers when the feed comprises polystyrene.

Le flux riche en composés lourds est une coupe T150°C-220°C, de préférence une coupe T160°C-210°C. The flow rich in heavy compounds is a T150°C-220°C cut, preferably a T160°C-210°C cut.

De manière préférée, la teneur en alpha-méthylstyrène dans le flux riche en composés lourds est au moins égale à 60% en masse, de préférence est au moins égale à 70% en masse, de manière préférée est au moins égale à 80% en masse et très préférentiellement est au moins égale à 90% en masse. Preferably, the alpha-methylstyrene content in the stream rich in heavy compounds is at least equal to 60% by mass, preferably is at least equal to 70% by mass, preferably is at least equal to 80% by mass and very preferably is at least equal to 90% by mass.

De manière préférée, l’étape c) de séparation est mise en œuvre par distillation. Preferably, separation step c) is carried out by distillation.

Dans une première variante de cet arrangement préféré, une première colonne alimentée par l’effluent gazeux issu de l’étape b) sépare cet effluent en un flux riche en composés légers et en un raffinât, ce dernier étant séparé au moyen d’une deuxième colonne en un flux riche en styrène et un flux riche en composés lourds. In a first variant of this preferred arrangement, a first column fed with the gaseous effluent from step b) separates this effluent into a flow rich in light compounds and in a raffinate, the latter being separated by means of a second column into a stream rich in styrene and a stream rich in heavy compounds.

Dans une deuxième variante de cet arrangement préféré, la séparation est réalisée dans une seule colonne de distillation. Dans cette variante, en tête de colonne, l’effluent vapeur est refroidi à une température comprise entre 30°C et 50°C, de préférence comprise entre 35°C et 45°C. La fraction liquide condensée est renvoyée en tête de colonne en tant que reflux, tandis que la fraction vapeur est ensuite sous-refroidie à une température comprise entre -5°C et 10°C, préférentiellement entre -5°C et 5°C afin de condenser le styrène éventuellement entrainé avec les composés légers. Le flux condensé après sous-refroidissement est renvoyé en tête de colonne en tant que reflux. La fraction vapeur résiduelle constitue le flux riche en composés légers. Ce flux peut ensuite être valorisé, par exemple sous forme énergétique. Un premier refroidissement permet d’utiliser au maximum de l’eau de refroidissement à température ambiante en tant qu’ utilité froide et minimise l’utilisation d’utilité froide spécifique pour obtenir un sous-refroidissement, ce qui impacte favorablement l’analyse de cycle de vie du procédé. In a second variant of this preferred arrangement, the separation is carried out in a single distillation column. In this variant, at the top of the column, the vapor effluent is cooled to a temperature of between 30°C and 50°C, preferably between 35°C and 45°C. The condensed liquid fraction is returned to the top of the column as reflux, while the vapor fraction is then subcooled to a temperature of between -5°C and 10°C, preferably between -5°C and 5°C in order to condense the styrene possibly entrained with the light compounds. The condensed flow after subcooling is returned to the top of the column as reflux. The residual vapor fraction constitutes the flow rich in light compounds. This flow can then be recovered, for example in the form of energy. A first cooling allows to use as much of the cooling water at ambient temperature as cold utility and minimizes the use of specific cold utility to obtain subcooling, which favorably impacts the life cycle analysis of the process.

Dans cette variante, la colonne à distiller est opérée à une pression comprise entre 0, 1 et 2,0 bara, de préférence entre 0,5 et 1,5 bara et de manière préférée entre 0,5 et 1,1 bar, la pression d’opération étant entendue comme la pression mesurée en tête de colonne. Par « bara », on entend bar absolu, par opposition à une pression exprimée en bar relatif, communément noté « barg » selon la notation anglaise « bar gauge ». In this variant, the distillation column is operated at a pressure of between 0.1 and 2.0 bara, preferably between 0.5 and 1.5 bara and more preferably between 0.5 and 1.1 bar, the operating pressure being understood as the pressure measured at the top of the column. By “bara” is meant absolute bar, as opposed to a pressure expressed in relative bar, commonly noted “barg” according to the English notation “bar gauge”.

Dans cette variante et de manière préférée, la colonne à distiller est alimentée en fond de colonne par au moins l’effluent gazeux issu de l’étape b) et produit en tête de colonne un flux riche en composés légers, en fond un flux riche en composés lourds, et par un soutirage latéral un flux riche en styrène, ladite colonne ayant pour seul apport de chaleur ledit effluent gazeux issu de l’étape b). In this variant and preferably, the distillation column is supplied at the bottom of the column with at least the gaseous effluent from step b) and produces at the top of the column a flow rich in light compounds, at the bottom a flow rich in heavy compounds, and by a lateral draw-off a flow rich in styrene, said column having as its only heat input said gaseous effluent from step b).

L’effluent gazeux issu de l’étape b) est à température élevée, de préférence à une température supérieure à 300°C. Cette température est suffisante pour que la colonne ne nécessite pas d’autre apport de chaleur. The gaseous effluent from step b) is at a high temperature, preferably at a temperature above 300°C. This temperature is sufficient so that the column does not require any further heat input.

En alimentant la charge en fond de colonne, la charge est rapidement refroidie, permettant ainsi de limiter les réactions éventuelles de polymérisation du styrène. Cette alimentation permet en outre une meilleure gestion des composés dits lourds. En effet, l’absence de système de recirculation en fond de colonne, utilisé habituellement pour maintenir en température la colonne à distiller, limite grandement les risques d’encrassement par les composés dits lourds, particulièrement visqueux. By feeding the charge at the bottom of the column, the charge is rapidly cooled, thus limiting possible styrene polymerization reactions. This feed also allows for better management of so-called heavy compounds. Indeed, the absence of a recirculation system at the bottom of the column, usually used to maintain the temperature of the distillation column, greatly limits the risks of fouling by so-called heavy compounds, which are particularly viscous.

La colonne à distiller mise en œuvre dans cette variante de l’étape c) du procédé comprend de 5 à 20 étages théoriques, de préférence au plus 15 étages théoriques, de manière préférée de 8 à 12 étages théoriques. The distillation column implemented in this variant of step c) of the process comprises from 5 to 20 theoretical stages, preferably at most 15 theoretical stages, more preferably from 8 to 12 theoretical stages.

On soutire sur un plateau intermédiaire un flux riche en styrène. Ce plateau de soutirage est situé dans le tiers inférieur de la colonne à distiller, de préférence de 1 à 3 étages théoriques du plateau de fond. Ce soutirage à une position basse de la colonne, légèrement éloigné du plateau de fond, permet de limiter l’entrainement de composés lourds dans le flux riche en styrène et limite d’autant les risques d’encrassement des équipements ultérieurs. A styrene-rich stream is drawn off onto an intermediate tray. This draw-off tray is located in the lower third of the distillation column, preferably 1 to 3 theoretical stages from the bottom tray. This draw-off at a low position in the column, slightly away from the bottom tray, limits the entrainment of heavy compounds in the styrene-rich stream and limits the risk of fouling subsequent equipment.

De manière préférée, et afin de limiter encore plus le risque de polymérisation, un inhibiteur de polymérisation du styrène en polystyrène, tel que le 2,2,6,6_tetramethyl-4-oxopiperidinooxy, peut être alimenté dans la colonne à distiller de l’étape c), ou les colonnes à distiller de l’étape c) du procédé, de préférence au niveau de la tête de colonne. Preferably, and in order to further limit the risk of polymerization, a polymerization inhibitor of styrene into polystyrene, such as 2,2,6,6_tetramethyl -4-oxopiperidinooxy, may be fed into the distillation column of step c), or the distillation columns of step c) of the process, preferably at the column head.

Les composés de type toluène et éthylbenzène, ne réagissant pas dans l’étape d) de synthèse de résine, peuvent être utilisés comme solvant dans cette étape de synthèse, ce qui permet d’éviter l’ajout d’un solvant d’origine externe au procédé. Toluene and ethylbenzene type compounds, which do not react in step d) of resin synthesis, can be used as solvent in this synthesis step, which makes it possible to avoid the addition of a solvent of external origin to the process.

Étape d) de synthèse de résines Step d) resin synthesis

Une étape d) de synthèse de résines comprenant une section de polymérisation est alimentée par le flux riche en styrène issu de l’étape c) et par un flux de composés aliphatiques comprenant au moins 5% en poids de composés terpéniques d’origine biosourcée, suivie d’une section de finition et produisant un effluent polymérisé. A resin synthesis step d) comprising a polymerization section is supplied by the styrene-rich stream from step c) and by a stream of aliphatic compounds comprising at least 5% by weight of terpene compounds of biosourced origin, followed by a finishing section and producing a polymerized effluent.

L’étape de synthèse de résines consiste principalement à oligomériser les monomères compris dans le flux riche en styrène issu de l’étape c), notamment le styrène et l’alpha-methylstyrène, et le flux de composés aliphatiques comprenant au moins 5% en poids de composés terpéniques d’origine biosourcée, et ainsi de préparer de nouveaux matériaux oligomériques de type résines, en contrôlant la macrostructure, notamment en limitant la teneur en composés de basse masse moléculaire, tels que les monomères, les dimères et les trimères, et les composés de haute masse moléculaire, c’est-à-dire dont la masse moléculaire est supérieure à 5000 g/mol, ainsi que la microstructure. Par dimère, on entend un composé comprenant deux monomères liés par une liaison covalente. Un dimère peut être un homodimère, c’est-à-dire la combinaison de deux monomères identiques, un hétérodimère, c’est-à-dire la combinaison de deux monomères différents, ou un mélange d’homodimère et d’hétérodimère. Par trimère, on entend un composé comprenant trois monomères liés par une liaison covalente. Un trimère peut être un homotrimère, c’est-à-dire la combinaison de trois monomères identiques, un hétérotrimère, c’est-à-dire la combinaison d’au moins deux monomères différents, ou un mélange d’homotrimère et d’hétérotrimère. The resin synthesis step mainly consists in oligomerizing the monomers included in the styrene-rich stream from step c), in particular styrene and alpha-methylstyrene, and the stream of aliphatic compounds comprising at least 5% by weight of terpene compounds of biosourced origin, and thus in preparing new oligomeric materials of the resin type, by controlling the macrostructure, in particular by limiting the content of low molecular weight compounds, such as monomers, dimers and trimers, and high molecular weight compounds, i.e. those whose molecular weight is greater than 5000 g/mol, as well as the microstructure. A dimer is understood to mean a compound comprising two monomers linked by a covalent bond. A dimer may be a homodimer, i.e. the combination of two identical monomers, a heterodimer, i.e. the combination of two different monomers, or a mixture of homodimer and heterodimer. A trimer means a compound comprising three monomers linked by a covalent bond. A trimer may be a homotrimer, i.e. the combination of three identical monomers, a heterotrimer, i.e. the combination of at least two different monomers, or a mixture of homotrimer and heterotrimer.

Par composés terpéniques d’origine biosourcée, on entend des composés de la famille des terpènes qui sont des hydrocarbures insaturés d’origine végétale. Les composés terpéniques utiles aux besoins de l’invention sont préférentiellement choisis parmi les terpènes comprenant au plus 20 atomes de carbone, de préférence choisis parmi les composés limonène, alpha-pinène, béta-pinène, myrcène, farnésène et leurs mélanges, de préférence choisis parmi les composés limonène, alpha-pinène, béta-pinène et leurs mélanges et de manière préférée sont le limonène. By terpene compounds of biosourced origin, we mean compounds of the terpene family which are unsaturated hydrocarbons of plant origin. The terpene compounds useful for the purposes of the invention are preferably chosen from terpenes comprising at most 20 carbon atoms, preferably chosen from the compounds limonene, alpha-pinene, beta-pinene, myrcene, farnesene and their mixtures, preferably chosen from the compounds limonene, alpha-pinene, beta-pinene and their mixtures and preferably are limonene.

Le limonène est un hydrocarbure terpénique qui peut être obtenu, en particulier, à partir d’écorces d’agrumes ou par fermentation microbienne. Limonene is a terpene hydrocarbon that can be obtained, in particular, from citrus peels or by microbial fermentation.

En alimentant l’étape de synthèse de résines avec le flux riche en aromatique issu de l’étape c) et un flux de composés aliphatiques, on peut contrôler le ratio de motifs aromatiques et aliphatiques dans la résine produite et ainsi adapter la résine à la matrice polymérique dans laquelle cette résine est destinée à être incorporée. On peut ainsi obtenir une résine présentant une excellente compatibilité issue de ressources renouvelables et/ou recyclées. By feeding the resin synthesis step with the aromatic-rich stream from step c) and a stream of aliphatic compounds, the ratio of aromatic and aliphatic units in the resin produced can be controlled and thus the resin can be adapted to the polymer matrix in which this resin is intended to be incorporated. This allows a resin with excellent compatibility from renewable and/or recycled resources to be obtained.

Ainsi, le procédé permet d’utiliser le flux riche en styrène en fonction des paramètres recherchés pour la résine produite, ce qui permet une grande versatilité. De manière préférée, lorsque le flux riche en styrène est produit par distillation dans l’étape c), aucun autre traitement n'est requis avant l’utilisation de ce flux pour la production de résine. Thus, the process allows the styrene-rich stream to be used according to the desired parameters for the resin produced, which allows for great versatility. Preferably, when the styrene-rich stream is produced by distillation in step c), no further treatment is required before using this stream for resin production.

De manière préférée, le ratio massique du flux issu de l’étape c) sur le flux de composés aliphatiques alimentant l’étape d) est ajusté pour régler la proportion de protons aliphatiques et aromatiques dans la résine. Preferably, the mass ratio of the flow from step c) to the flow of aliphatic compounds feeding step d) is adjusted to regulate the proportion of aliphatic and aromatic protons in the resin.

De manière préférée, la section de polymérisation est également alimentée par un flux de solvant choisi parmi les solvants aliphatiques, aromatiques, halogénés et leurs mélanges. De manière préférée, le solvant choisi parmi les solvants aliphatiques, aromatiques, halogénés et leurs mélanges est choisi parmi les solvants aromatiques en C7-C10, les solvants aliphatiques en C6_C8 et les solvants chlorés en CPC2 et leurs mélanges, préférentiellement parmi le toluène, méthylcyclohexane et le dichlorométhane. Preferably, the polymerization section is also supplied with a solvent stream chosen from aliphatic, aromatic, halogenated solvents and their mixtures. Preferably, the solvent chosen from aliphatic, aromatic, halogenated solvents and their mixtures is chosen from C7-C10 aromatic solvents, C6 - C8 aliphatic solvents and CPC2 chlorinated solvents and their mixtures, preferentially from toluene, methylcyclohexane and dichloromethane.

Préférentiellement, une fraction de l’huile de pyrolyse issue de l’étape b) est utilisée comme flux de solvant. De manière préférée, le procédé est alimenté uniquement par la charge de composés styréniques et le flux de composés aliphatiques comprenant au moins 5% en poids de composés terpéniques d’origine biosourcée, le solvant nécessaire dans l’étape d) étant fourni par au moins un flux issu de l’étape c) et/ou au moins une fraction de l’huile de pyrolyse issue de l’étape b), préférentiellement au moins une fraction de l’huile de pyrolyse issue de l’étape b) alimentant l’étape d). Preferably, a fraction of the pyrolysis oil from step b) is used as a solvent stream. Preferably, the process is fed only with the feedstock of styrenic compounds and the stream of aliphatic compounds comprising at least 5% by weight of terpene compounds of biosourced origin, the solvent required in step d) being provided by at least one stream from step c) and/or at least one fraction of the pyrolysis oil from step b), preferably at least one fraction of the pyrolysis oil from step b) feeding step d).

De manière préférée, l’étape d) de synthèse est alimentée par le flux issu de l’étape c) et par un flux de composés aliphatiques comprenant au moins 5% en poids de composés terpéniques et par un flux de solvant de telle sorte que la teneur en monomères soit comprise entre 50 et 75% poids. Ainsi, on peut adapter le débit de solvant de manière à ajuster la teneur en monomères dans l’étape d). Cette teneur permet de limiter l’exothermie au sein de l’étape d), tout en permettant d’obtenir un effluent polymérisé dont la viscosité permet le convoyage vers les étapes aval du procédé. Preferably, synthesis step d) is fed by the flow from step c) and by a flow of aliphatic compounds comprising at least 5% by weight of terpene compounds and by a flow of solvent such that the monomer content is between 50 and 75% by weight. Thus, the solvent flow rate can be adapted so as to adjust the monomer content in step d). This content makes it possible to limit the exothermicity within step d), while making it possible to obtain a polymerized effluent whose viscosity allows conveyance to the downstream steps of the process.

De manière préférée, la résine obtenue par le procédé comprend moins de 1% poids de composés dont la masse moléculaire est supérieure à 5000 g/mol. Préférentiellement, la résine obtenue comprend au plus 50% poids de composés dimères et trimères. Preferably, the resin obtained by the process comprises less than 1% by weight of compounds whose molecular mass is greater than 5000 g/mol. Preferably, the resin obtained comprises at most 50% by weight of dimeric and trimeric compounds.

La section de polymérisation est opérée en l’absence de catalyseur, ou en présence d’un catalyseur acide, de type acide de Bronsted, acide de Lewis ou Friedel-Crafts, ledit catalyseur pouvant être homogène ou hétérogène. Préférentiellement, ladite section de polymérisation est opérée en présence d’un catalyseur acide, de type acide de Bronsted ou acide de Lewis. Ladite section de polymérisation peut également être opérée en présence de ligands, d’un cocatalyseur, et/ou d’un amorceur de polymérisation cationique, par exemple de type générateur de protons ou de carbocations. The polymerization section is carried out in the absence of a catalyst, or in the presence of an acid catalyst, such as a Bronsted acid, Lewis acid or Friedel-Crafts acid, said catalyst being able to be homogeneous or heterogeneous. Preferably, said polymerization section is carried out in the presence of an acid catalyst, such as a Bronsted acid or Lewis acid. Said polymerization section can also be carried out in the presence of ligands, a cocatalyst, and/or a cationic polymerization initiator, for example of the proton or carbocation generator type.

De préférence, le catalyseur est un acide de Lewis comprenant des ligands de la famille des halogénures d’aluminium. De manière préférée, ces ligands sont choisis parmi les chlorures d’aluminium, par exemple le trichlorure d’aluminium, les chlorures d’ alkylaluminium, tels que le chlorure de diéthylaluminium et le dichlorure d’éthylaluminium, et les chlorures d’arylaluminium, tels que le chlorure de phenylaluminium. Préférentiellement, le catalyseur comprend également un co-ligand à caractère base de Lewis, permettant de moduler le caractère acide du ligand acide de Lewis, de type éther aliphatique (par exemple diéthyl éther, dibutyl éther), éther aromatique (diphényl éther), ou ester (acétate d’éthyle) ou encore alkyl amines (triéthylamine) ou arylamines (diphénylamine, triphénylamine). La section de polymérisation peut également être opérée avec des ligands contenant du phosphore, du soufre ou tout autre hétéroatome. Preferably, the catalyst is a Lewis acid comprising ligands from the aluminum halide family. Preferably, these ligands are chosen from aluminum chlorides, for example aluminum trichloride, alkylaluminum chlorides, such as diethylaluminum chloride and ethylaluminum dichloride, and ... arylaluminium, such as phenylaluminium chloride. Preferably, the catalyst also comprises a co-ligand with Lewis base character, making it possible to modulate the acid character of the Lewis acid ligand, of the aliphatic ether type (for example diethyl ether, dibutyl ether), aromatic ether (diphenyl ether), or ester (ethyl acetate) or alkyl amines (triethylamine) or arylamines (diphenylamine, triphenylamine). The polymerization section can also be operated with ligands containing phosphorus, sulfur or any other heteroatom.

La section de polymérisation est opérée de préférence à une température allant de -60°C à +300°C, préférentiellement allant de -60°C à + 120°C, très préférentiellement allant de -50°C à + 100°C et de manière préférée allant de -40°C à +90°C et de manière très préférée allant de +20 à +90°C. The polymerization section is preferably operated at a temperature ranging from -60°C to +300°C, preferentially ranging from -60°C to +120°C, very preferentially ranging from -50°C to +100°C and preferably ranging from -40°C to +90°C and very preferably ranging from +20 to +90°C.

Le temps de séjour moyen dans la section de polymérisation est préférentiellement compris entre 0,25 h et 7 h, de manière préférée compris entre 0,5 h et 4 h. Lorsque la section de polymérisation est opérée en continu, le temps de séjour moyen dans ladite section est le rapport du volume réactionnel de ladite section sur le débit volumique des alimentations de la section. The average residence time in the polymerization section is preferably between 0.25 h and 7 h, preferably between 0.5 h and 4 h. When the polymerization section is operated continuously, the average residence time in said section is the ratio of the reaction volume of said section to the volume flow rate of the feeds of the section.

La quantité de catalyseur, incluant les ligands et co-ligands éventuels, est préférentiellement comprise dans un intervalle allant de 0,05% à 5% en poids par rapport au poids de monomères oléfiniques en entrée de section de polymérisation, et de manière préférée va de 0, 1% à 2% en poids par rapport au poids de monomères oléfiniques en entrée de section de polymérisation. The amount of catalyst, including possible ligands and co-ligands, is preferably within a range from 0.05% to 5% by weight relative to the weight of olefinic monomers entering the polymerization section, and preferably ranges from 0.1% to 2% by weight relative to the weight of olefinic monomers entering the polymerization section.

Le flux issu de la section de polymérisation est ensuite traité dans une section de finition produisant un effluent polymérisé. The stream from the polymerization section is then treated in a finishing section producing a polymerized effluent.

Cette section de finition permet de stopper la réaction de polymérisation par l’addition d’un composé qui désactive le catalyseur et stoppe les chaînes encore en croissance. La section de finition est préférentiellement mise en œuvre par mise en contact avec un flux comprenant un composé stoppeur choisi parmi l’eau, un alcool en C1-C3 et leurs mélanges, préférentiellement choisi parmi l’eau, le méthanol, l’éthanol et leur mélange, très préférentiellement l’eau à une température comprise entre 5 et 80°C, préférentiellement à une température comprise entre 15 et 30°C (par exemple à température ambiante), suivie de la séparation par décantation de phase d’un effluent polymérisé et d’un effluent comprenant majoritairement le composé stoppeur. Le rapport molaire composé stoppeur sur catalyseur de polymérisation dans la section de finition est au moins égal à 1,1, de préférence au moins égal à 2. This finishing section makes it possible to stop the polymerization reaction by adding a compound that deactivates the catalyst and stops the chains still growing. The finishing section is preferably implemented by contacting with a flow comprising a stopper compound chosen from water, a C1-C3 alcohol and their mixtures, preferably chosen from water, methanol, ethanol and their mixture, very preferably water at a temperature between 5 and 80°C, preferably at a temperature between 15 and 30°C (for example at room temperature), followed by separation by phase decantation of a polymerized effluent and an effluent mainly comprising the stopper compound. The molar ratio of stopper compound to polymerization catalyst in the finishing section is at least 1.1, preferably at least 2.

Lorsque le composé stoppeur est l’eau, le rapport volumique milieu réactionnel sur eau dans la section de finition est préférentiellement compris entre 20:l et 10:l, de préférence compris entre 10:l et 5:1 et de manière préférée compris entre 5:1 et LL When the stopper compound is water, the volume ratio of reaction medium to water in the finishing section is preferably between 20 : 1 and 10 : 1, preferably between 10 : 1 and 5 : 1 and more preferably between 5 : 1 and LL.

Le flux issu de la section de polymérisation et le flux comprenant le composé stoppeur sont mis en contact sous agitation pendant une durée allant préférentiellement de 5 min à 2 h, de manière préférée allant de 15 min à 45 min, afin de favoriser la mise en contact du composé stoppeur avec le milieu réactionnel. The flow from the polymerization section and the flow comprising the stopper compound are brought into contact with stirring for a period preferably ranging from 5 min to 2 h, preferably ranging from 15 min to 45 min, in order to promote contact between the stopper compound and the reaction medium.

À l’issue de cette phase d’agitation, une phase de décantation est réalisée afin de séparer d’une part une phase organique constituant l’effluent polymérisé contenant principalement les résines, le solvant, les monomères non convertis, des dimères, trimères et oligomères de bas poids moléculaires et une phase contenant principalement le composé stoppeur, les résidus catalytiques et des résidus organiques solubles dans le composé stoppeur. At the end of this agitation phase, a decantation phase is carried out in order to separate on the one hand an organic phase constituting the polymerized effluent containing mainly the resins, the solvent, the unconverted monomers, dimers, trimers and oligomers of low molecular weight and a phase containing mainly the stopper compound, the catalytic residues and organic residues soluble in the stopper compound.

La phase de décantation est préférentiellement réalisée pendant une durée allant de 5 min à 4 h, de manière préférée allant de 15 min à 2 h. The decantation phase is preferably carried out for a period ranging from 5 min to 4 h, preferably ranging from 15 min to 2 h.

La phase contenant principalement le composé stoppeur peut ensuite être traitée afin de recycler le composé stoppeur dans la section de finition. The phase containing mainly the stopper compound can then be processed in order to recycle the stopper compound in the finishing section.

L’effluent polymérisé, alimente ensuite l’étape de traitement. The polymerized effluent then feeds the treatment stage.

Étape e) de traitement de l’effluent polymérisé Step e) treatment of polymerized effluent

Le procédé comprend une étape de traitement de l’effluent polymérisé issu de l’étape d) comprenant une section de séparation d’un effluent riche en solvant et d’un effluent riche en résines, et une section de séchage alimentée par l’effluent riche en résines afin de produire les résines. The process comprises a step of treating the polymerized effluent from step d) comprising a section for separating a solvent-rich effluent and a resin-rich effluent, and a drying section supplied with the resin-rich effluent in order to produce the resins.

La mise en œuvre de l’étape de traitement de l’effluent polymérisé dans le procédé permet d’ajuster les caractéristiques des résines, notamment en éliminant les oligomères de faible masse moléculaire (dimères, trimères, tétramères par exemple) et en réduisant la dispersité, afin de contrôler les propriétés des résines obtenues (température de transition vitreuse par exemple). La section de séparation d’un effluent riche en solvant et d’un effluent riche en résines permet d’une part de récupérer une majorité du solvant et des monomères non convertis en vue d’une utilisation ultérieure, préférentiellement en vue de leur recyclage dans l’étape de synthèse de résines du procédé, et d’autre part de concentrer les résines dans l’effluent riche en résines. The implementation of the polymerized effluent treatment step in the process makes it possible to adjust the characteristics of the resins, in particular by eliminating low molecular weight oligomers (e.g. dimers, trimers, tetramers) and by reducing the dispersity, in order to control the properties of the resins obtained (e.g. glass transition temperature). The separation section of a solvent-rich effluent and a resin-rich effluent makes it possible on the one hand to recover a majority of the solvent and unconverted monomers for later use, preferably for recycling in the resin synthesis stage of the process, and on the other hand to concentrate the resins in the resin-rich effluent.

La section de séparation peut être réalisée par toute méthode connue de l’Homme du métier, en particulier et préférentiellement par évaporation, distillation, coagulation des résines, extraction liquide-liquide ou une association de ces méthodes. The separation section can be carried out by any method known to those skilled in the art, in particular and preferably by evaporation, distillation, coagulation of resins, liquid-liquid extraction or a combination of these methods.

Dans un arrangement préféré, la section de séparation est réalisée par distillation dans au moins une colonne à distiller de manière à produire en tête un effluent riche en solvant et en fond un effluent riche en résines. Cette section permet d’éliminer les monomères et oligomères résiduels en tête ainsi que la majorité du solvant utilisé dans l’étape de synthèse de résines et ainsi d’ajuster la macrostructure des résines ainsi que ses propriétés, par exemple la température de transition vitreuse notée Tg, notamment par réduction de la dispersité en éliminant les composés de basses masses moléculaires. L’effluent riche en résines comprend la majorité des résines alimentant la section de séparation. Le taux de récupération de résines, correspondant au rapport du débit de résines dans l’effluent riche en résines sur le débit de résines dans l’alimentation de la section de séparation, est préférentiellement supérieur à 80%, de manière préférée supérieur à 90%. Ce taux de récupération peut être ajusté en augmentant le nombre d’étages de séparation de la section de séparation, ou bien en ajustant les paramètres opératoires de ladite section, par exemple le taux de reflux. In a preferred arrangement, the separation section is carried out by distillation in at least one distillation column so as to produce a solvent-rich effluent at the top and a resin-rich effluent at the bottom. This section makes it possible to eliminate the residual monomers and oligomers at the top as well as the majority of the solvent used in the resin synthesis step and thus to adjust the macrostructure of the resins as well as its properties, for example the glass transition temperature noted Tg, in particular by reducing the dispersity by eliminating the low molecular weight compounds. The resin-rich effluent comprises the majority of the resins feeding the separation section. The resin recovery rate, corresponding to the ratio of the flow rate of resins in the resin-rich effluent to the flow rate of resins in the feed of the separation section, is preferably greater than 80%, preferably greater than 90%. This recovery rate can be adjusted by increasing the number of separation stages in the separation section, or by adjusting the operating parameters of said section, for example the reflux rate.

Dans un autre arrangement préféré, la section de séparation est réalisée par coagulation des résines. Dans cet arrangement, l’effluent polymérisé issu de l’étape d) est mis en contact avec un solvant de coagulation dans lequel les résines ne sont pas solubles afin de faire précipiter celles-ci. Le solvant de coagulation solubilise les monomères résiduels, le solvant utilisé dans l’étape de synthèse de résines et les oligomères de bas poids moléculaire. In another preferred arrangement, the separation section is carried out by coagulation of the resins. In this arrangement, the polymerized effluent from step d) is brought into contact with a coagulation solvent in which the resins are not soluble in order to precipitate them. The coagulation solvent solubilizes the residual monomers, the solvent used in the resin synthesis step and the low molecular weight oligomers.

Le solvant de coagulation est préférentiellement choisi parmi les solvants polaires protiques ou aprotiques de faible température d’ébullition tels que les alcools, par exemple le méthanol, l’éthanol et l’isopropanol, l’acétone, les éthers, par exemple le tétrahydrofurane (noté THF) et le dioxane. The coagulation solvent is preferably chosen from polar protic or aprotic solvents with a low boiling point such as alcohols, for example methanol, ethanol and isopropanol, acetone, ethers, for example tetrahydrofuran (denoted THF) and dioxane.

La section de séparation par coagulation est préférentiellement opérée avec un ratio volumique solvant de coagulation / milieu à coaguler allant de L1 à 10:l, de préférence allant de 2:1 à 5:1. La section de séparation par coagulation est préférentiellement opérée à une température allant de 5°C à 40°C. The coagulation separation section is preferably operated with a coagulation solvent/medium to be coagulated volume ratio ranging from L1 to 10 : 1, preferably ranging from 2:1 to 5:1. The coagulation separation section is preferably operated at a temperature ranging from 5°C to 40°C.

Le flux comprenant le solvant de coagulation, constituant l’effluent riche en solvant peut ensuite être recyclé, par exemple vers l’étape de synthèse de résines, en subissant au préalable, si nécessaire, une étape de traitement de purification. The flow comprising the coagulation solvent, constituting the solvent-rich effluent, can then be recycled, for example to the resin synthesis stage, undergoing a purification treatment stage beforehand, if necessary.

Dans un autre arrangement préféré, la section de séparation est réalisée par extraction liquidediquide. Dans cet arrangement, l’effluent polymérisé issu de l’étape d) est lavé avec un flux comprenant majoritairement de l’eau. Cette extraction peut être réalisée en une ou plusieurs étapes, préférentiellement en une à trois étapes. In another preferred arrangement, the separation section is carried out by liquid-liquid extraction. In this arrangement, the polymerized effluent from step d) is washed with a flow comprising mainly water. This extraction can be carried out in one or more stages, preferably in one to three stages.

L’extraction liquide-liquide peut également être mise en œuvre en amont d’une séparation par distillation ou par coagulation des résines telles que décrites précédemment. Liquid-liquid extraction can also be implemented upstream of a separation by distillation or by coagulation of the resins as described previously.

Dans un autre arrangement préféré, la section de séparation est réalisée par évaporation, par exemple par évaporation dans un évaporateur à film raclé. In another preferred arrangement, the separation section is carried out by evaporation, for example by evaporation in a wiped film evaporator.

La viscosité de l’effluent riche en résines dépend de la teneur en résines dans cet effluent et de sa température. Ces teneur et température sont donc ajustées de telle sorte que cet effluent puisse être transporté jusqu’à la section de séchage. On peut chercher à maintenir une température élevée pour avoir une teneur élevée en résines tout en conservant une viscosité de l’effluent permettant son transport, en veillant à rester en deçà des températures auxquelles les résines se dégradent thermiquement. The viscosity of the resin-rich effluent depends on the resin content in this effluent and its temperature. These contents and temperatures are therefore adjusted so that this effluent can be transported to the drying section. One can seek to maintain a high temperature to have a high resin content while maintaining a viscosity of the effluent allowing its transport, taking care to remain below the temperatures at which the resins degrade thermally.

L’effluent riche en résines alimente ensuite une section de séchage dans laquelle il est filtré puis séché. À l’issue de l’étape de séchage, les résines séchées présentent une teneur résiduelle en solvant (regroupant le ou les solvants utilisés dans l’étape de synthèse ainsi que le ou les solvants éventuellement utilisés dans la section de séparation) inférieure à 3% poids, préférentiellement inférieure à 1,5% poids et de manière préférée inférieure à 0,8%poids par rapport à la masse de résines. Les résines séchées présentent une teneur résiduelle en monomères libres inférieure à 5% poids, préférentiellement inférieure à 2% poids et de manière préférée inférieure à 1% poids par rapport à la masse de résines. The resin-rich effluent then feeds a drying section in which it is filtered and then dried. At the end of the drying step, the dried resins have a residual solvent content (grouping together the solvent(s) used in the synthesis step as well as the solvent(s) optionally used in the separation section) of less than 3% by weight, preferably less than 1.5% by weight and more preferably less than 0.8% by weight relative to the mass of resins. The dried resins have a residual content of free monomers of less than 5% by weight, preferably less than 2% by weight and more preferably less than 1% by weight relative to the mass of resins.

La teneur de la résine hydrocarbure dans la composition de caoutchouc peut être dans une plage s’étendant de 15 pce à 150 pce, de 25 pce à 120 pce, de 40 pce à 115 pce, de 50 pce à 110 pce, et de 65 pce à 110 pce. Au-dessous de 15 pce de la présente résine hydrocarbure, l’effet de la présente résine hydrocarbure devient insuffisant et la composition de caoutchouc pourrait présenter des problèmes d’adhérence. Au-dessus de 150 pce, la composition pourrait présenter des difficultés de fabrication en termes d’incorporation aisée de la présente résine hydrocarbure dans la composition. The content of the hydrocarbon resin in the rubber composition may be in a range of 15 phr to 150 phr, 25 phr to 120 phr, 40 phr to 115 phr, 50 phr to 110 phr, and 65 phr to 110 phr. Below 15 phr of the present hydrocarbon resin, the effect of the present hydrocarbon resin becomes insufficient and the rubber composition could present adhesion problems. Above 150 pce, the composition could present manufacturing difficulties in terms of easy incorporation of the present hydrocarbon resin into the composition.

Composition de caoutchouc Rubber composition

La présente invention concerne également une composition de caoutchouc à base d’au moins un élastomère et une résine hydrocarbure selon l’invention. Ladite composition de caoutchouc peut comprendre en outre différents composants facultatifs, bien connus de l’homme du métier. Certains d’entre eux sont également décrits ci-dessous. The present invention also relates to a rubber composition based on at least one elastomer and a hydrocarbon resin according to the invention. Said rubber composition may further comprise various optional components, well known to those skilled in the art. Some of them are also described below.

Élastomère Elastomer

La composition de caoutchouc selon l’invention comprend au moins un élastomère, de préférence diénique. Par élastomère du type diénique, on rappelle que doit être entendu un élastomère qui est issu au moins en partie (i.e. un homopolymère ou un copolymère) de monomères chênes (monomères porteurs de deux doubles liaisons carbone-carbone, conjuguées ou non). The rubber composition according to the invention comprises at least one elastomer, preferably diene. By diene type elastomer, it is recalled that an elastomer which is derived at least in part (i.e. a homopolymer or a copolymer) from oak monomers (monomers carrying two carbon-carbon double bonds, conjugated or not) should be understood.

Ces élastomères diéniques peuvent être classés dans deux catégories ■ "essentiellement insaturés" ou "essentiellement saturés". On entend en général par "essentiellement insaturé", un élastomère diénique issu au moins en partie de monomères chênes conjugués, ayant un taux de motifs ou unités d'origine diénique (diènes conjugués) qui est supérieur à 15% (% en moles) ; c'est ainsi que des élastomères diéniques tels que les caoutchoucs butyle ou les copolymères de diènes et d'alpha-oléfines type EPDM n'entrent pas dans la définition précédente et peuvent être notamment qualifiés d'élastomères diéniques "essentiellement saturés" (taux de motifs d'origine diénique faible ou très faible, toujours inférieur à 15% (% en moles)). Les élastomères diéniques compris dans la composition de caoutchouc selon l’invention sont préférentiellement essentiellement insaturés. These diene elastomers can be classified into two categories: "essentially unsaturated" or "essentially saturated". "Essentially unsaturated" generally means a diene elastomer derived at least in part from conjugated oak monomers, having a content of diene units or patterns (conjugated dienes) that is greater than 15% (mol %); thus, diene elastomers such as butyl rubbers or copolymers of dienes and alpha-olefins such as EPDM do not fall within the preceding definition and can be described in particular as "essentially saturated" diene elastomers (low or very low content of diene units, always less than 15% (mol %)). The diene elastomers included in the rubber composition according to the invention are preferably essentially unsaturated.

On entend particulièrement par élastomère diénique susceptible d'être utilisé dans les compositions de caoutchouc conformes à l'invention ■ a) tout homopolymère d’un monomère diène, conjugué ou non, ayant de 4 à 18 atomes de carbone ; b) tout copolymère d'un diène, conjugué ou non, ayant de 4 à 18 atomes de carbone et d’au moins un autre monomère. The term diene elastomer capable of being used in the rubber compositions in accordance with the invention is particularly understood to mean: ■ a) any homopolymer of a diene monomer, conjugated or not, having from 4 to 18 carbon atoms; b) any copolymer of a diene, conjugated or not, having from 4 to 18 carbon atoms and of at least one other monomer.

L’autre monomère peut être l’éthylène, une oléfine ou un diène, conjugué ou non. À titre de diènes conjugués conviennent les diènes conjugués ayant de 4 à 12 atomes de carbone, en particulier les 1,3-diènes, tels que notamment le 1,3-butadiène et l’isoprène. The other monomer can be ethylene, an olefin or a diene, conjugated or not. Suitable conjugated dienes are conjugated dienes having 4 to 12 carbon atoms, in particular 1,3-dienes, such as 1,3-butadiene and isoprene.

À titre d’oléfines conviennent les composés vinylaromatiques ayant de 8 à 20 atomes de carbone et les crmonooléfines aliphatiques ayant de 3 à 12 atomes de carbone. Suitable olefins are vinylaromatic compounds with 8 to 20 carbon atoms and aliphatic chromoolefins with 3 to 12 carbon atoms.

À titre de composés vinylaromatiques conviennent par exemple le styrène, l'ortho-, mêla-, para-méthylstyrène, le mélange commercial "vinyle-toluène", le para-tertiobutylstyrène. Suitable vinyl aromatic compounds include, for example, styrene, ortho-, methyl-, para-methylstyrene, the commercial mixture "vinyl-toluene", para-tert-butylstyrene.

À titre d’ crmonooléfines aliphatiques conviennent notamment les crmonooléfines aliphatiques acycliques ayant de 3 à 18 atomes de carbone. Suitable aliphatic chromoolefins are, in particular, acyclic aliphatic chromoolefins having 3 to 18 carbon atoms.

L’élastomère diénique est de préférence un élastomère diénique du type fortement insaturé, en particulier un élastomère diénique choisi dans le groupe constitué par le caoutchouc naturel (NR), les polyisoprènes de synthèse (IR), les polybutadiènes (BR), les copolymères de butadiène, les copolymères d'isoprène et les mélanges de ces élastomères. De tels copolymères sont plus préférentiellement choisis dans le groupe constitué par les copolymères de butadiène-styrène (SBR), les copolymères d’isoprène-butadiène (BIR), les copolymères d'isoprène-styrène (SIR), les copolymères d’isoprène-butadiène-styrène (SBIR), les copolymères d’éthylène-butadiène (EBR) et les mélanges de tels copolymères. The diene elastomer is preferably a diene elastomer of the highly unsaturated type, in particular a diene elastomer selected from the group consisting of natural rubber (NR), synthetic polyisoprenes (IR), polybutadienes (BR), butadiene copolymers, isoprene copolymers and blends of these elastomers. Such copolymers are more preferably selected from the group consisting of butadiene-styrene copolymers (SBR), isoprene-butadiene copolymers (BIR), isoprene-styrene copolymers (SIR), isoprene-butadiene-styrene copolymers (SBIR), ethylene-butadiene copolymers (EBR) and blends of such copolymers.

Les élastomères diéniques ci-dessus peuvent être par exemple à blocs, statistiques, séquencés, microséquencés, et être préparés en dispersion ou en solution ; ils peuvent être couplés et/ou étoilés ou encore fonctionnalisés avec un agent de couplage et/ou d'étoilage ou de fonctionnalisation, par exemple époxydés. The above diene elastomers can be, for example, block, random, sequenced, microsequenced, and can be prepared in dispersion or in solution; they can be coupled and/or star-shaped or even functionalized with a coupling and/or star-shaping or functionalizing agent, for example epoxidized.

Par "élastomère isoprénique", on entend un homopolymère ou un copolymère d'isoprène, en d'autres termes un élastomère diénique choisi dans le groupe constitué par le caoutchouc naturel (NR) qui peut être plastifié ou peptisé, les polyisoprènes de synthèse (IR), les différents copolymères d'isoprène, en particulier les copolymères d'isoprène-styrène (SIR), d’isoprène- butadiène (BIR) ou d’isoprène-butadiène-styrène (SBIR), et les mélanges de ces élastomères. By "isoprene elastomer" is meant a homopolymer or a copolymer of isoprene, in other words a diene elastomer selected from the group consisting of natural rubber (NR) which can be plasticized or peptized, synthetic polyisoprenes (IR), the various copolymers of isoprene, in particular copolymers of isoprene-styrene (SIR), isoprene-butadiene (BIR) or isoprene-butadiene-styrene (SBIR), and mixtures of these elastomers.

Selon un mode de réalisation particulièrement préféré de l’invention, l’élastomère est un élastomère diénique ayant une température de transition vitreuse Tg inférieure à -20 °C, de préférence comprise entre -20 °C et -110 °C, plus préférablement entre -60 °C et -110 °C, plus préférablement entre -60 °C et -90 °C. De tels élastomères sont connus de l’Homme du métier et décrits par exemple dans les documents WO2015/185394 et WO2017/168099. According to a particularly preferred embodiment of the invention, the elastomer is a diene elastomer having a glass transition temperature Tg of less than -20°C, preferably between -20°C and -110°C, more preferably between -60°C and -110°C, more preferably between -100°C and -100°C. preferably between -60°C and -90°C. Such elastomers are known to those skilled in the art and described for example in documents WO2015/185394 and WO2017/168099.

De préférence, l’élastomère diénique prédominant est choisi dans le groupe constitué par le polybutadiène, les copolymères de butadiene et les mélanges de ces élastomères, et plus préférablement dans le groupe constitué par le polybutadiène, les copolymères de butadiène et de styrène et les mélanges de ces élastomères. Preferably, the predominant diene elastomer is selected from the group consisting of polybutadiene, butadiene copolymers and blends of these elastomers, and more preferably from the group consisting of polybutadiene, butadiene-styrene copolymers and blends of these elastomers.

Le copolymère de butadiène est de préférence un copolymère de butadiène et d’un monomère vinylaromatique. À titre de composés vinylaromatiques conviennent par exemple le styrène, l'ortho-, méta-, para-méthylstyrène, le mélange commercial "vinyle-toluène", le para- tertiobutylstyrène, les méthoxystyrènes, les chlorostyrènes, le vinylmésitylène, le divinylbenzène, le vinylnaphtalène. De préférence le monomère vinylaromatique du copolymère de butadiène et de monomère vinylaromatique est le styrène. The butadiene copolymer is preferably a copolymer of butadiene and a vinylaromatic monomer. Suitable vinylaromatic compounds are, for example, styrene, ortho-, meta-, para-methylstyrene, the commercial mixture "vinyl-toluene", para-tert-butylstyrene, methoxystyrenes, chlorostyrenes, vinylmesitylene, divinylbenzene, vinylnaphthalene. Preferably, the vinylaromatic monomer of the butadiene copolymer and vinylaromatic monomer is styrene.

Selon ce mode de réalisation, l’élastomère prédominant, de préférence diénique, ayant une Tg très basse, est présent dans la composition à une teneur de préférence supérieure ou égale à 60 pce, plus préférablement supérieure ou égale à 70 pce et encore plus préférentiellement supérieure ou égale à 80 pce. Plus préférablement, la composition comprend 100 pce d’élastomère ayant un Tg très bas comme défini ci-dessus. According to this embodiment, the predominant elastomer, preferably diene, having a very low Tg, is present in the composition at a content preferably greater than or equal to 60 phr, more preferably greater than or equal to 70 phr and even more preferably greater than or equal to 80 phr. More preferably, the composition comprises 100 phr of elastomer having a very low Tg as defined above.

Charge renforçante Reinforcing charge

La composition de caoutchouc selon l’invention comprend de manière préférée une charge renforçante. On peut utiliser tout type de charge renforçante connue pour ses capacités à renforcer une composition élastomérique utilisable pour la fabrication de bandages pneumatiques, par exemple une charge organique telle que du noir de carbone, une charge inorganique renforçante telle que de la silice, ou encore un coupage de ces deux types de charge, notamment un coupage de noir de carbone et de silice. The rubber composition according to the invention preferably comprises a reinforcing filler. Any type of reinforcing filler known for its ability to reinforce an elastomeric composition usable for the manufacture of pneumatic tires may be used, for example an organic filler such as carbon black, a reinforcing inorganic filler such as silica, or a blend of these two types of filler, in particular a blend of carbon black and silica.

Comme noirs de carbone conviennent tous les noirs de carbone, notamment les noirs du type HAF, ISAF, SAF conventionnellement utilisés dans les pneumatiques (noirs dits de grade pneumatique). Parmi ces derniers, on citera plus particulièrement les noirs de carbone renforçant des séries 100, 200 ou 300 (grades ASTM), comme par exemple les noirs NI 15, N134, N234, N326, N330, N339, N347, N375, ou encore, selon les applications visées, les noirs de séries plus élevées (par exemple N660, N683, N772). Les noirs de carbone pourraient être par exemple déjà incorporés à un élastomère isoprénique sous la forme d'un masterbatch (voir par exemple demandes WO 97/36724 ou WO 99/16600). La surface spécifique BET des noirs de carbone est mesurée selon la norme D6556-10 [méthode multipoints (au minimum 5 points) — gaz : azote - domaine de pression relative P/PO : 0,1 à 0,3]. All carbon blacks are suitable as carbon blacks, in particular HAF, ISAF, SAF type blacks conventionally used in tires (so-called tire grade blacks). Among the latter, mention will be made more particularly of the reinforcing carbon blacks of the 100, 200 or 300 series (ASTM grades), such as for example blacks NI 15, N134, N234, N326, N330, N339, N347, N375, or also, depending on the intended applications, blacks of higher series (for example N660, N683, N772). The carbon blacks could for example already be incorporated into an isoprene elastomer in the form of a masterbatch (see for example applications WO 97/36724 or WO 99/16600). The BET specific surface area of the carbon blacks carbon is measured according to standard D6556-10 [multipoint method (minimum 5 points) — gas: nitrogen - relative pressure range P/PO: 0.1 to 0.3].

Par "charge inorganique renforçante", doit être entendu dans la présente demande, par définition, toute charge inorganique ou minérale (quelle que soit sa couleur et son origine naturelle ou de synthèse), encore appelée charge "blanche", charge "claire" voire "charge non noire" ("non-black filler") par opposition au noir de carbone, capable de renforcer à elle seule, sans autre moyen qu’un agent de couplage intermédiaire, une composition de caoutchouc destinée à la fabrication de bandages pneumatiques, en d’autres termes apte à remplacer, dans sa fonction de renforcement, un noir de carbone conventionnel de grade pneumatique une telle charge se caractérise généralement, de manière connue, par la présence de groupes hydroxyle (-OH) à sa surface. By "reinforcing inorganic filler" is meant in the present application, by definition, any inorganic or mineral filler (whatever its color and its natural or synthetic origin), also called "white" filler, "light" filler or even "non-black filler" as opposed to carbon black, capable of reinforcing on its own, without any other means than an intermediate coupling agent, a rubber composition intended for the manufacture of pneumatic tires, in other words capable of replacing, in its reinforcing function, a conventional pneumatic grade carbon black; such a filler is generally characterized, in a known manner, by the presence of hydroxyl groups (-OH) on its surface.

Comme charges inorganiques renforçantes conviennent notamment des charges minérales du type siliceux, en particulier de la silice (SiOa), ou du type alumineux, en particulier de l'alumine (AI2O3). La silice utilisée peut être toute silice renforçante connue de l'homme du métier, notamment toute silice précipitée ou pyrogénée présentant une surface BET ainsi qu'une surface spécifique CTAB toutes deux inférieures à 450 m2/g, de préférence de 30 à 400 m2/g. À titre de silices précipitées hautement dispersibles (dites "HDS"), on citera par exemple les silices « Ultrasil 7000 » et « Ultrasil 7005 » de la société Degussa, les silices « Zeosil 1165MP », « 1135MP » et « 1115MP » de la société Rhodia, la silice « Hi-Sil EZ150G » de la société PPG, les silices « Zeopol 8715 », « 8745 » et « 8755 » de la Société Huber, les silices à haute surface spécifique telles que décrites dans la demande WO 03/16837. Suitable inorganic reinforcing fillers are in particular mineral fillers of the siliceous type, in particular silica (SiOa), or of the aluminous type, in particular alumina (AI2O3). The silica used may be any reinforcing silica known to those skilled in the art, in particular any precipitated or pyrogenic silica having a BET surface area and a CTAB specific surface area both of less than 450 m 2 /g, preferably from 30 to 400 m 2 /g. Examples of highly dispersible precipitated silicas (known as "HDS") include the silicas "Ultrasil 7000" and "Ultrasil 7005" from Degussa, the silicas "Zeosil 1165MP", "1135MP" and "1115MP" from Rhodia, the silica "Hi-Sil EZ150G" from PPG, the silicas "Zeopol 8715", "8745" and "8755" from Huber, and the silicas with a high specific surface area as described in application WO 03/16837.

L'état physique sous lequel se présente la charge inorganique renforçante est indifférent, que ce soit sous forme de poudre, de microperles, de granulés, de billes ou toute autre forme densifiée appropriée. Bien entendu on entend également par charge inorganique renforçante des mélanges de différentes charges inorganiques renforçantes, en particulier de charges siliceuses et/ou alumineuses hautement dispersibles. The physical state in which the reinforcing inorganic filler is present is immaterial, whether in the form of powder, microbeads, granules, beads or any other suitable densified form. Of course, the term reinforcing inorganic filler also means mixtures of different reinforcing inorganic fillers, in particular highly dispersible siliceous and/or aluminous fillers.

La charge inorganique renforçante utilisée, en particulier s'il s'agit de silice, a de préférence une surface BET comprise entre 45 et 400 m2/g, plus préférentiellement comprise entre 60 et 300 m2/g. The reinforcing inorganic filler used, in particular if it is silica, preferably has a BET surface area of between 45 and 400 m 2 /g, more preferably between 60 and 300 m 2 /g.

De manière préférentielle, la composition de caoutchouc selon l’invention comprend de 1 à 100 pce, plus préférentiellement de 1 à 80 pce et de manière préférée de 1 à 60 pce de noir de carbone, l'optimum étant de manière connue différent selon les applications particulières visées ■ le niveau de renforcement attendu sur un bandage pneumatique vélo, par exemple, est bien sûr inférieur à celui exigé sur un bandage pneumatique apte à rouler à grande vitesse de manière soutenue, par exemple un pneu moto, un pneu pour véhicule de tourisme ou pour véhicule utilitaire tel que Poids lourd. Dans un arrangement préféré, la charge renforçante comprend majoritairement du noir de carbone, et de préférence est constituée de noir de carbone. Preferably, the rubber composition according to the invention comprises from 1 to 100 phr, more preferably from 1 to 80 phr and more preferably from 1 to 60 phr of carbon black, the optimum being in a known manner different according to the particular applications. ■ the level of reinforcement expected on a bicycle tire, for example, is of course lower than that required on a tire capable of rolling at high speed in a sustained manner, for example a motorcycle tire, a tire for a passenger vehicle or for a utility vehicle such as a heavy goods vehicle. In a preferred arrangement, the reinforcing filler mainly comprises carbon black, and preferably consists of carbon black.

De manière préférentielle, la composition de caoutchouc selon l’invention comprend de 10 à 150 pce, de préférence de 50 à 130 pce de silice. Dans un arrangement préféré, la charge renforçante comprend majoritairement de la silice et de préférence est constituée de silice. Preferably, the rubber composition according to the invention comprises from 10 to 150 phr, preferably from 50 to 130 phr of silica. In a preferred arrangement, the reinforcing filler mainly comprises silica and preferably consists of silica.

Pour coupler la charge inorganique renforçante à l'élastomère, on peut de manière optionnelle utiliser de manière connue un agent de couplage (ou agent de liaison) au moins bifonctionnel destiné à assurer une connexion suffisante, de nature chimique et/ou physique, entre la charge inorganique (surface de ses particules) et l'élastomère, en particulier des organosilanes, ou des polyorganosiloxanes bifonctionnels . To couple the reinforcing inorganic filler to the elastomer, it is possible optionally to use in a known manner an at least bifunctional coupling agent (or bonding agent) intended to ensure a sufficient connection, of a chemical and/or physical nature, between the inorganic filler (surface of its particles) and the elastomer, in particular organosilanes, or bifunctional polyorganosiloxanes.

On peut utiliser notamment des silanes polysulfurés, dits "symétriques" ou "asymétriques" selon leur structure particulière, tels que décrits par exemple dans les demandes W003/002648 (ou US 2005/016651) et W003/002649 (ou US 2005/016650). In particular, polysulfurized silanes, called "symmetrical" or "asymmetrical" depending on their particular structure, may be used, as described for example in applications W003/002648 (or US 2005/016651) and W003/002649 (or US 2005/016650).

A titre d'exemples de silanes polysulfurés, on citera plus particulièrement les polysulfurés (notamment disulfures, trisulfures ou tétrasulfures) de bis-(alkoxyl(Cl-C4)-alkyl(Cl_C4)silyl- alkyl(Cl_C4)), comme par exemple les polysulfurés de bis(3_triméthoxysilylpropyl) ou de bis(3_ triéthoxysilylpropyl). Parmi ces composés, on utilise en particulier le tétrasulfure de bis(3_ triéthoxysilylpropyl), en abrégé TESPT, de formule [(C2H5O)3Si(CH2)3S2]2 ou le disulfure de bis-(triéthoxysilylpropyle), en abrégé TESPD, de formule [(C2H5O)3Si(CH2)3S]2. On citera également à titre d'exemples préférentiels les polysulfurés (notamment disulfures, trisulfures ou tétrasulfures) de bis-(monoalkoxyl(Cl-C4)-dialkyl(Cl_C4)silylpropyl), plus particulièrement le tétrasulfure de bis-monoéthoxydiméthylsilylpropyl tel que décrit dans la demande de brevet US 2004/132880. Examples of polysulfurized silanes include, in particular, bis-(Cl-C4)-alkoxyl(Cl_C4)-alkyl( Cl_C4 )silyl-alkyl( Cl_C4 ) polysulfides (in particular disulfides, trisulfides or tetrasulfides), such as, for example, bis( 3_trimethoxysilylpropyl ) or bis( 3_triethoxysilylpropyl ) polysulfides. Among these compounds, bis( 3_triethoxysilylpropyl ) tetrasulfide, abbreviated to TESPT, of formula [(C2H5O)3Si(CH2)3S2]2 or bis-(triethoxysilylpropyl) disulfide, abbreviated to TESPD, of formula [(C2H5O)3Si(CH2)3S]2, are used in particular. Also to be mentioned as preferred examples are polysulfides (in particular disulfides, trisulfides or tetrasulfides) of bis-(monoalkoxyl(Cl-C4)-dialkyl(Cl _ C4)silylpropyl), more particularly bis-monoethoxydimethylsilylpropyl tetrasulfide as described in patent application US 2004/132880.

A titre d'agent de couplage autre qu'alkoxysilane polysulfuré, on citera notamment des POS (polyorganosiloxanes) bifonctionnels ou encore des polysulfurés d'hydroxysilane tels que décrits dans les demandes de brevet WO 02/30939 et WO 02/31041, ou encore des silanes ou POS porteurs de groupements fonctionnels azo’dicarbonyle, tels que décrits par exemple dans les demandes de brevet WO 2006/125532, WO 2006/125533, WO 2006/125534. Dans les compositions de caoutchouc conformes à l'invention, la teneur en agent de couplage est préférentiellement dans un domaine allant de 5 à 18% en poids par rapport à la quantité de silice, préférentiellement dans un domaine allant de 8 à 12% en poids par rapport à la quantité de silice. As coupling agent other than polysulfurized alkoxysilane, mention may be made in particular of bifunctional POS (polyorganosiloxanes) or hydroxysilane polysulfides as described in patent applications WO 02/30939 and WO 02/31041, or silanes or POS bearing azodicarbonyl functional groups, as described for example in patent applications WO 2006/125532, WO 2006/125533, WO 2006/125534. In the rubber compositions in accordance with the invention, the content of coupling agent is preferably in a range from 5 to 18% by weight relative to the quantity of silica, preferably in a range from 8 to 12% by weight relative to the quantity of silica.

L'homme du métier comprendra qu'à titre de charge équivalente de la charge inorganique renforçante décrite dans le présent paragraphe, pourrait être utilisée une charge renforçante d'une autre nature, notamment organique, dès lors que cette charge renforçante serait recouverte d'une couche inorganique telle que silice, ou bien comporterait à sa surface des sites fonctionnels, notamment hydroxyles, permettant d’établir la liaison entre la charge et l'élastomère en présence ou non d’un agent de recouvrement ou de couplage. A person skilled in the art will understand that, as a filler equivalent to the reinforcing inorganic filler described in this paragraph, a reinforcing filler of another nature, in particular organic, could be used, provided that this reinforcing filler is covered with an inorganic layer such as silica, or else comprises functional sites on its surface, in particular hydroxyl sites, making it possible to establish the bond between the filler and the elastomer in the presence or absence of a covering or coupling agent.

Système de réticulation Crosslinking system

La composition de caoutchouc selon l’invention comprend un système de réticulation à base de soufre comprenant un oxyde métallique, un dérivé de l’acide stéarique et un accélérateur de vulcanisation. On parle alors d’un système de vulcanisation. Le soufre peut être apporté sous toute forme, notamment sous forme de soufre moléculaire, ou d'un agent donneur de soufre. The rubber composition according to the invention comprises a sulfur-based crosslinking system comprising a metal oxide, a stearic acid derivative and a vulcanization accelerator. This is then referred to as a vulcanization system. The sulfur can be provided in any form, in particular in the form of molecular sulfur, or a sulfur donor agent.

Le soufre est utilisé à un taux allant de 1 à 20 pce, préférentiellement allant de 1 à 10 pce. Sulfur is used at a rate ranging from 1 to 20 pce, preferably ranging from 1 to 10 pce.

L'accélérateur de vulcanisation est utilisé à un taux préférentiel tel que le ratio massique soufre/accélérateur de vulcanisation est inférieur ou égal à 4. The vulcanization accelerator is used at a preferential rate such that the sulfur/vulcanization accelerator mass ratio is less than or equal to 4.

On peut utiliser comme accélérateur tout composé susceptible d'agir comme accélérateur de vulcanisation des élastomères diéniques en présence de soufre, notamment des accélérateurs du type thiazoles ainsi que leurs dérivés, des accélérateurs de types sulfénamides, thiurames, dithiocarbamates, dithiophosphates, thiourées et xanthates. A titre d'exemples de tels accélérateurs, on peut citer notamment les composés suivants ■ disulfure de 2- mercaptobenzothiazyle (en abrégé "MBTS"), N-cyclohexyl-2-benzothiazyle sulfénamide ("CBS"), N,N-dicyclohexyl-2-benzothiazyle sulfénamide ("DCBS"), N-ter-butyl-2-benzothiazyle sulfénamide ("TBBS"), N-ter-butyl-2-benzothiazyle sulfénimide ("TBSI"), disulfure de tetrabenzylthiurame ("TBZTD"), dibenzyldithiocarbamate de zinc ("ZBEC") et les mélanges de ces composés. Le ratio massique oxyde métallique sur dérivé de l’acide stéarique dans le système de réticulation est inférieur à 4, et de préférence inférieur à 3. L’oxyde métallique est préférentiellement l’oxyde de zinc. Any compound capable of acting as an accelerator for the vulcanization of diene elastomers in the presence of sulfur may be used as an accelerator, in particular accelerators of the thiazole type and their derivatives, accelerators of the sulfenamide, thiuram, dithiocarbamate, dithiophosphate, thiourea and xanthate types. Examples of such accelerators include, but are not limited to, the following compounds: ■ 2-mercaptobenzothiazyl disulfide (abbreviated as "MBTS"), N-cyclohexyl-2-benzothiazyl sulfenamide ("CBS"), N,N-dicyclohexyl-2-benzothiazyl sulfenamide ("DCBS"), N-tert-butyl-2-benzothiazyl sulfenamide ("TBBS"), N-tert-butyl-2-benzothiazyl sulfenimide ("TBSI"), tetrabenzylthiuram disulfide ("TBZTD"), zinc dibenzyldithiocarbamate ("ZBEC") and mixtures of these compounds. The mass ratio of metal oxide to stearic acid derivative in the crosslinking system is less than 4, and preferably less than 3. The metal oxide is preferably zinc oxide.

Le système de réticulation peut également éventuellement comprendre un retardateur de vulcanisation. The crosslinking system may also optionally include a vulcanization retarder.

Les compositions de caoutchouc peuvent de manière préférée comprendre des additifs couramment utilisés dans des compositions élastomériques particulièrement destinées à la fabrication de bandages pour véhicules, tels que, par exemple, des pigments, des agents protecteurs, tels que des cires antiozone, des antiozonants ou antioxydants chimiques, des agents plastifiants autres que ceux décrits ci-dessus, des agents antifatigue, des résines de renforcement, ou des accepteurs (par exemple, une résine phénolique novolaque) ou des donneurs (par exemple HMT ou H3M) de méthylène. The rubber compositions may preferably comprise additives commonly used in elastomeric compositions particularly intended for the manufacture of vehicle tires, such as, for example, pigments, protective agents, such as antiozonant waxes, chemical antiozonants or antioxidants, plasticizing agents other than those described above, antifatigue agents, reinforcing resins, or acceptors (for example, a phenolic novolac resin) or donors (for example HMT or H3M) of methylene.

Les compositions de caoutchouc peuvent comprendre en outre un système plastifiant. Ce système plastifiant peut être composé d’une résine à base d’hydrocarbure ayant une Tg supérieure à 20 °C, en plus de la résine hydrocarbure spécifique décrite ci-dessus, et/ou une huile plastifiante. The rubber compositions may further comprise a plasticizer system. This plasticizer system may be composed of a hydrocarbon-based resin having a Tg greater than 20°C, in addition to the specific hydrocarbon resin described above, and/or a plasticizer oil.

Préparation des compositions de caoutchouc Preparation of rubber compositions

La composition de caoutchouc conforme à l’invention est fabriquée dans des mélangeurs appropriés, en utilisant des phases de préparation bien connues de l'homme du métier ■ une phase de travail ou malaxage thermomécanique, qui peut être conduite en une seule étape thermomécanique au cours de laquelle on introduit, dans un mélangeur approprié tel qu'un mélangeur interne usuel (par exemple de type 'Banbury'), tous les constituants nécessaires, notamment la matrice élastomérique, la résine hydrocarbure, les charges, les éventuels autres additifs divers. L’incorporation de la charge à l’élastomère peut être réalisée en une ou plusieurs fois en malaxant thermomécaniquement. Dans le cas où la charge, en particulier le noir de carbone ou la silice, est déjà incorporée en totalité ou en partie à l’élastomère sous la forme d’un mélange-maître (« masterbatch » en anglais) comme cela est décrit par exemple dans les demandes WO 97/36724 ou WO 99/16600, c’est le mélange-maître qui est directement malaxé et le cas échéant on incorpore les autres élastomères ou charges présents dans la composition qui ne sont pas sous la forme de mélange-maître, ainsi que les éventuels autres additifs divers. Le malaxage thermomécanique est réalisé à haute température, jusqu'à une température maximale comprise entre 110°C et 200°C, de préférence entre 130°C et 185°C, pendant une durée généralement comprise entre 2 et 10 minutes. une seconde phase de travail mécanique est ensuite réalisée dans un mélangeur externe tel qu'un mélangeur à cylindres, après refroidissement du mélange obtenu au cours de la première phase jusqu'à une plus basse température, typiquement inférieure à 120°C, par exemple entre 40°C et 100°C. The rubber composition according to the invention is manufactured in suitable mixers, using preparation phases well known to those skilled in the art: a thermomechanical working or kneading phase, which can be carried out in a single thermomechanical step during which all the necessary constituents, in particular the elastomeric matrix, the hydrocarbon resin, the fillers, and any other various additives, are introduced into a suitable mixer such as a conventional internal mixer (for example of the 'Banbury' type). The filler can be incorporated into the elastomer in one or more stages by thermomechanical kneading. In the case where the filler, in particular carbon black or silica, is already incorporated in whole or in part into the elastomer in the form of a masterbatch as described for example in applications WO 97/36724 or WO 99/16600, it is the masterbatch which is directly mixed and where appropriate the other elastomers or fillers present in the composition which are not in the form of a masterbatch are incorporated, as well as any other miscellaneous additives. The thermomechanical mixing is carried out at high temperature, up to a maximum temperature of between 110°C and 200°C, preferably between 130°C and 185°C, for a duration generally of between 2 and 10 minutes. A second phase of mechanical work is then carried out in an external mixer such as a cylinder mixer, after cooling the mixture obtained during the first phase to a lower temperature, typically below 120°C, for example between 40°C and 100°C.

Le système de réticulation éventuel sera ajouté lors de la seconde phase. Par exemple, un système de réticulation à base de polyacides ou de polydiénophiles sera typiquement ajouté lors de la première phase. Un système de réticulation à base de péroxydes ou de soufre sera typiquement ajouté lors de la seconde phase. The possible crosslinking system will be added during the second phase. For example, a crosslinking system based on polyacids or polydienophiles will typically be added during the first phase. A crosslinking system based on peroxides or sulfur will typically be added during the second phase.

La composition finale ainsi obtenue peut être ensuite calandrée, par exemple sous la forme d'une feuille ou d'une plaque, notamment pour une caractérisation au laboratoire, ou encore extrudée sous la forme d'un semi-fini (ou profilé) de caoutchouc. The final composition thus obtained can then be calendered, for example in the form of a sheet or a plate, in particular for characterization in the laboratory, or even extruded in the form of a semi-finished (or profile) rubber.

La composition peut être soit à l’état cru (avant réticulation ou vulcanisation), soit à l’état cuit (après réticulation ou vulcanisation), peut être un produit semi-fini qui peut être utilisé dans un pneumatique. The composition can be either in the raw state (before crosslinking or vulcanization) or in the cooked state (after crosslinking or vulcanization), can be a semi-finished product which can be used in a tire.

La cuisson peut être conduite, de manière connue de l’Homme du métier, à une température généralement comprise entre 130°C et 200°C, sous pression, pendant un temps suffisant qui peut varier par exemple entre 5 et 90 min en fonction notamment de la température de cuisson, du système de réticulation adopté, de la cinétique de réticulation de la composition considérée ou encore de la taille du pneumatique. The cooking can be carried out, in a manner known to those skilled in the art, at a temperature generally between 130°C and 200°C, under pressure, for a sufficient time which can vary for example between 5 and 90 min depending in particular on the cooking temperature, the crosslinking system adopted, the crosslinking kinetics of the composition considered or even the size of the tire.

Bandage pour véhicule Vehicle bandage

La présente invention concerne également des bandages pour véhicules comprenant une composition de caoutchouc à base d’au moins un élastomère et une résine hydrocarbure selon l’invention. The present invention also relates to vehicle tires comprising a rubber composition based on at least one elastomer and a hydrocarbon resin according to the invention.

Le bandage pour véhicules peut être un bandage pneumatique ou non pneumatique. Par non pneumatique, on entend que ce bandage est capable de supporter la charge du véhicule par un moyen autre qu’un gaz de gonflage sous pressions, par exemple au moyen de haubans. Le bandage pour véhicule selon l’invention sera choisi parmi, sans limitation, les bandages destinés à équiper un véhicule à deux roues, un véhicule pour passagers, un véhicule à « charge lourde » (c’est-à-dire, un métro, un bus, des véhicules tout-terrain, des véhicules de transport à charge lourde, tels que des camions, des tracteurs ou des remorques), un aéronef, un équipement de construction, un véhicule agricole lourd ou un véhicule de manutention. The vehicle tire may be a pneumatic or non-pneumatic tire. By non-pneumatic, it is meant that this tire is capable of supporting the load of the vehicle by a means other than a pressurized inflation gas, for example by means of stays. The vehicle tire according to the invention will be selected from, without limitation, tires intended to equip a two-wheeled vehicle, a passenger vehicle, a "heavy-duty" vehicle (i.e., a subway, a bus, off-road vehicles, heavy-duty transport vehicles, such as trucks, tractors or trailers), an aircraft, construction equipment, a heavy agricultural vehicle or a handling vehicle.

De manière préférée, le bandage pneumatique selon l’invention comprend une bande de roulement comprenant une composition de caoutchouc selon l’invention ou une résine hydrocarbure selon l’invention. De manière connue de l’Homme du métier, la bande de roulement est la partie du bandage pneumatique qui entoure circonférentiellement ce bandage et assure le contact avec la surface de roulement. Preferably, the pneumatic tire according to the invention comprises a tread comprising a rubber composition according to the invention or a hydrocarbon resin according to the invention. In a manner known to those skilled in the art, the tread is the part of the pneumatic tire which circumferentially surrounds this tire and ensures contact with the rolling surface.

Description des figures Description of figures

[Fig 1] La figure 1 représente une vue schématique du procédé selon l’invention. [Fig 1] Figure 1 represents a schematic view of the method according to the invention.

Une charge de composés styréniques (1) alimente une étape a) de préparation de la charge de composés styréniques de manière à pouvoir alimenter (2) cette charge dans l’étape b) de pyrolyse. L’étape b) de pyrolyse de la charge de composés styréniques permet d’obtenir au moins un effluent gazeux (3) et une huile de pyrolyse (4), ledit effluent gazeux (3) comprenant au moins 20% en poids de composés aromatiques. A charge of styrenic compounds (1) feeds a step a) of preparing the charge of styrenic compounds so as to be able to feed (2) this charge in the step b) of pyrolysis. The step b) of pyrolysis of the charge of styrenic compounds makes it possible to obtain at least one gaseous effluent (3) and one pyrolysis oil (4), said gaseous effluent (3) comprising at least 20% by weight of aromatic compounds.

L’effluent gazeux (3) est ensuite traité dans une étape c) de séparation dans laquelle il est séparé en au moins un flux riche en styrène (5) comprenant au moins 99% en poids de styrène. The gaseous effluent (3) is then treated in a separation step c) in which it is separated into at least one styrene-rich stream (5) comprising at least 99% by weight of styrene.

Le flux (5) alimente une étape d) de synthèse de résines comprenant une section de polymérisation alimentée également au moins par un flux (6) de composés aliphatiques comprenant au moins 5% en poids de composés terpéniques d’origine biosourcée, et éventuellement par un flux de solvant (7), la section de polymérisation étant suivie d’une section de finition produisant un effluent polymérisé (8). The flow (5) feeds a step d) of resin synthesis comprising a polymerization section also fed at least by a flow (6) of aliphatic compounds comprising at least 5% by weight of terpene compounds of biosourced origin, and optionally by a flow of solvent (7), the polymerization section being followed by a finishing section producing a polymerized effluent (8).

L’effluent polymérisé (8) alimente une étape e) de traitement comprenant une section de séparation de l’effluent polymérisé (8) issu de l’étape d) en un effluent riche en solvant (9) et un effluent riche en résines, et une section de séchage alimentée par l’effluent riche en résines afin de produire un flux de résines hydrocarbonées (10). The polymerized effluent (8) feeds a treatment step e) comprising a section for separating the polymerized effluent (8) from step d) into a solvent-rich effluent (9) and a resin-rich effluent, and a drying section fed by the resin-rich effluent in order to produce a stream of hydrocarbon resins (10).

Méthodes de mesures Measurement methods

Température de transition vitreuse La température de transition vitreuse Tg est mesurée de manière connue par calorimétrie différentielle, ou DSC (Differential Scanning Calorimetry), par exemple et sauf indications différentes spécifiées, selon la norme ISO 11357’2 de 2014. Glass transition temperature The glass transition temperature Tg is measured in a known manner by differential scanning calorimetry, or DSC (Differential Scanning Calorimetry), for example and unless otherwise specified, according to the ISO 11357'2 standard of 2014.

Macrostructure (Mw, Mn, Mz et D) Macrostructure (Mw, Mn, Mz and D)

La macrostructure (masse molaire moyenne en masse, en nombre, de centrifugation et indice de polydispersité, respectivement notés Mw, Mn, Mz et D) est déterminée par chromatographie d'exclusion stérique (SEC) comme indiqué ci-après. La Mz traduit l’équilibre thermodynamique entre la sédimentation et la diffusion et dépend de sa taille. Cette moyenne d’ordre supérieur est utilisée comme indication de la part des hautes masses molaires présentes dans l’échantillon. The macrostructure (mass-average molar mass, number-average molar mass, and polydispersity index, respectively denoted Mw, Mn, Mz, and D) is determined by size exclusion chromatography (SEC) as shown below. Mz reflects the thermodynamic equilibrium between sedimentation and diffusion and depends on its size. This higher-order average is used as an indication of the proportion of high molar masses present in the sample.

Pour rappel, l'analyse SEC, par exemple, consiste à séparer les macromolécules en solution suivant leur taille à travers des colonnes remplies d'un gel poreux ; les molécules sont séparées selon leur volume hydrodynamique, les plus volumineuses étant éluées en premier. As a reminder, SEC analysis, for example, consists of separating macromolecules in solution according to their size through columns filled with a porous gel; the molecules are separated according to their hydrodynamic volume, the largest being eluted first.

L'échantillon à analyser est simplement préalablement solubilisé dans un solvant approprié, le tétrahydrofurane à une concentration de 1,5 g/litre. Puis la solution est filtrée sur un filtre de porosité 0,45 pm, avant injection dans l'appareillage à un débit de 1 ml/min et une température de 35°C. L'appareillage utilisé est par exemple une chaîne chromatographique "Waters alliance". The sample to be analyzed is simply previously solubilized in an appropriate solvent, tetrahydrofuran at a concentration of 1.5 g/liter. Then the solution is filtered through a 0.45 pm porosity filter, before injection into the apparatus at a flow rate of 1 ml/min and a temperature of 35°C. The apparatus used is, for example, a "Waters alliance" chromatographic chain.

Un étalonnage de Moore est conduit avec une série d'étalons commerciaux de polystyrène à faible D (inférieur à 1,2), de masses molaires connues, couvrant le domaine de masses à analyser. On déduit des données enregistrées (courbe de distribution massique des masses molaires) Mw, Mn, ainsi que D = Mw/Mn. A Moore calibration is conducted with a series of commercial standards of low-D polystyrene (less than 1.2), of known molar masses, covering the mass range to be analyzed. From the recorded data (molar mass distribution curve) Mw, Mn, as well as D = Mw/Mn, are deduced.

Toutes les valeurs de masses molaires indiquées dans la présente demande sont donc relatives à des courbes d'étalonnages réalisées avec des étalons de polystyrène.

Figure imgf000028_0001
All molar mass values indicated in this application therefore relate to calibration curves produced with polystyrene standards.
Figure imgf000028_0001

La répartition molaire des protons aliphatiques, éthyléniques et aromatiques est mesurée au moyen d’un spectromètre, ici un spectromètre Brucker AVANCE III 400 Mhz et est exprimée en rapports d’aires de pics brutes. Le solvant utilisé est un solvant CDC13 (chloroforme deutéré) à 25°C et 120 balayages. The molar distribution of aliphatic, ethylenic and aromatic protons is measured using a spectrometer, here a Brucker AVANCE III 400 MHz spectrometer and is expressed in raw peak area ratios. The solvent used is a CDC13 solvent (deuterated chloroform) at 25°C and 120 scans.

Les données RMN de la résine hydrocarbure sont mesurées par dissolution de 20 ± 1 mg d’échantillon dans 0,7 ml de solvants. Les échantillons sont dissous dans un tube de RMN de 5 mm à 25 °C jusqu’à ce que l’échantillon soit dissous. Le CDC13 se présente sous la forme d’un pic à 7,20 ppm et est utilisé en tant que pic de référence pour les échantillons. Les signaux RMN 1H des protons aromatiques sont situés entre 8,5 ppm et 6,2 ppm. Les protons éthyléniques conduisent à des signaux compris entre 6,2 ppm et 4,5 ppm. Enfin, les signaux correspondant à des protons aliphatiques sont situés entre 4,5 ppm et 0 ppm. Les signaux correspondant au solvant, à l’eau et autres impuretés éventuelles sont retranchés lors de l’intégration des signaux de la résine. Hydrocarbon resin NMR data are measured by dissolving 20 ± 1 mg of sample in 0.7 mL of solvents. Samples are dissolved in a NMR tube of 5 mm at 25 °C until the sample is dissolved. CDCl3 appears as a peak at 7.20 ppm and is used as a reference peak for the samples. The 1H NMR signals of the aromatic protons are located between 8.5 ppm and 6.2 ppm. The ethylenic protons lead to signals between 6.2 ppm and 4.5 ppm. Finally, the signals corresponding to aliphatic protons are located between 4.5 ppm and 0 ppm. The signals corresponding to the solvent, water and other possible impurities are subtracted when integrating the resin signals.

Les aires de chaque catégorie de protons sont rapportées à la somme de ces aires pour ainsi donner une répartition en % d’aire de chaque catégorie de protons. The areas of each category of protons are reported to the sum of these areas to give a distribution in % of area of each category of protons.

Propriétés dynamiques Dynamic Properties

Les propriétés dynamiques de tan(5) à 23°C et 100°C sont mesurées sur un viscoanalyseur (Metravib VA4000), selon la norme ASTM D 5992-96. On enregistre la réponse d’un échantillon de composition réticulée (éprouvette cylindrique de 4 mm d’épaisseur et de 400 mm2 de section), soumis à une sollicitation sinusoïdale en cisaillement simple alterné, à la fréquence de 10Hz, dans les conditions définies de température, à 23°C et à 100°C, selon la norme ASTM D 1349-99. On effectue un balayage en amplitude de déformation de 0,1 à 50% (cycle aller), puis de 50% à 1% (cycle retour). Les résultats exploités sont le facteur de perte tan(5). Pour le cycle retour, on indique la valeur maximale de tan(5) observée. La valeur de tan(5) mesurée à 100°C est indicateur d’adhérence sur sol sec. Une valeur élevée dénote une adhérence améliorée. La valeur de tan(5) mesurée à 23°C est indicateur de résistance au roulement. Une valeur faible dénote une plus faible résistance au roulement. The dynamic properties of tan(5) at 23°C and 100°C are measured on a viscoanalyzer (Metravib VA4000), according to ASTM D 5992-96. The response of a sample of crosslinked composition (cylindrical specimen 4 mm thick and 400 mm2 in section) is recorded, subjected to a sinusoidal stress in alternating simple shear, at a frequency of 10 Hz, under the defined temperature conditions, at 23°C and 100°C, according to ASTM D 1349-99. A strain amplitude sweep is carried out from 0.1 to 50% (forward cycle), then from 50% to 1% (return cycle). The results used are the loss factor tan(5). For the return cycle, the maximum value of tan(5) observed is indicated. The tan(5) value measured at 100°C is an indicator of dry grip. A high value denotes improved grip. The tan(5) value measured at 23°C is an indicator of rolling resistance. A low value denotes lower rolling resistance.

La propriété dynamique tan(5) à 0°C est mesurée sur un viscoanalyseur (Metravib V A4000), selon la norme ASTM D 5992 - 96. On enregistre la réponse d’un échantillon de composition réticulée (éprouvette cylindrique de 4 mm d’épaisseur et de 10 mm de diamètre), soumis à une sollicitation sinusoïdale en cisaillement simple alterné, à une fréquence de 10 Hz, lors d’un balayage en température de -80°C à +100°C avec une rampe de +1.5°C/min, sous une contrainte maximale de 0,7 MPa. La valeur de la tangente de l’angle de perte (Tan delta) est ensuite relevée à 0°C. La valeur de tan(5) mesurée à 0°C est indicateur d’adhérence sur sol mouillé. Une valeur élevée dénote une adhérence améliorée. The dynamic property tan(5) at 0°C is measured on a viscoanalyzer (Metravib V A4000), according to the ASTM D 5992 - 96 standard. The response of a sample of crosslinked composition (cylindrical specimen 4 mm thick and 10 mm in diameter) is recorded, subjected to a sinusoidal stress in alternating simple shear, at a frequency of 10 Hz, during a temperature scan from -80°C to +100°C with a ramp of +1.5°C/min, under a maximum stress of 0.7 MPa. The value of the tangent of the loss angle (Tan delta) is then recorded at 0°C. The value of tan(5) measured at 0°C is an indicator of grip on wet ground. A high value denotes improved grip.

Essais de traction Tensile tests

Les essais ont été effectués conformément à la norme française NF T 46-002 de septembre 1988. Toutes les mesures de traction ont été effectuées dans les conditions normales de température (23±2°C) et d'hygrométrie (50±5% d'humidité relative), selon la norme française NF T 40-101 (décembre 1979). The tests were carried out in accordance with French standard NF T 46-002 of September 1988. All tensile measurements were carried out under normal conditions. temperature (23±2°C) and humidity (50±5% relative humidity), according to French standard NF T 40-101 (December 1979).

On mesure les contraintes à la rupture (en MPa) et les allongements à la rupture (AR en %), à 23°C ± 2°C, selon la norme NF T 46-002, sur des échantillons cuits 40 minutes à 150°C. L’énergie rupture est égale au produit de l’allongement rupture par la contrainte rupture. The breaking stresses (in MPa) and the breaking elongations (AR in %) are measured at 23°C ± 2°C, according to standard NF T 46-002, on samples cooked for 40 minutes at 150°C. The breaking energy is equal to the product of the breaking elongation and the breaking stress.

Exemples de résines Examples of resins

Une charge de composés styréniques (1), ici du polystyrène, alimente une étape de préparation a), ici une extrudeuse, dans laquelle elle est chauffée à une température de 250°C. La partie liquide de la charge (2) alimente une étape de pyrolyse b), ici une pyrolyse par micro-onde, opérée à une température de 340°C et à une pression de 1,1 bar. L’effluent gazeux (3) de l’étape de pyrolyse est séparé par distillation dans une étape de séparation c) en un flux riche en composés légers (4), un flux riche en styrène (5) comprenant 99,2% en poids de styrène et un flux riche en composés lourds (6). A charge of styrenic compounds (1), here polystyrene, feeds a preparation step a), here an extruder, in which it is heated to a temperature of 250°C. The liquid part of the charge (2) feeds a pyrolysis step b), here a microwave pyrolysis, carried out at a temperature of 340°C and at a pressure of 1.1 bar. The gaseous effluent (3) from the pyrolysis step is separated by distillation in a separation step c) into a stream rich in light compounds (4), a stream rich in styrene (5) comprising 99.2% by weight of styrene and a stream rich in heavy compounds (6).

Le flux riche en styrène (5) de composition 99% en poids de styrène, alimente une étape de synthèse de résines. Cette étape est également alimentée par un flux de limonène biosourcé comprenant 99% en poids de limonène et un flux de toluène. Le débit de flux de toluène est tel que la concentration en monomères (styrène + limonène) est de 30% en poids en entrée de réacteur. The styrene-rich stream (5) of 99% by weight styrene composition, feeds a resin synthesis step. This step is also fed by a biosourced limonene stream comprising 99% by weight limonene and a toluene stream. The toluene stream flow rate is such that the monomer concentration (styrene + limonene) is 30% by weight at the reactor inlet.

Du chlorure d’aluminium (l,5mol% par rapport à la teneur en monomères limonène et styrène) est introduit dans le réacteur sous atmosphère inerte. Le réacteur est alors conservé sous atmosphère inerte tout au long de la réaction. Le milieu est agité et opéré à une température de 25°C pendant Ih. La réaction est ensuite stoppée par ajout d’eau. Aluminum chloride (1.5 mol% relative to the limonene and styrene monomer content) is introduced into the reactor under an inert atmosphere. The reactor is then kept under an inert atmosphere throughout the reaction. The medium is stirred and operated at a temperature of 25°C for 1 h. The reaction is then stopped by adding water.

Le milieu réactionnel, constituant l’effluent polymérisé, est séparé en un effluent riche en solvant et un effluent riche en résines par coagulation des résines à l’eau. L’effluent riche en résines est ensuite séché en étuve à 150°C pendant 48 h. Une résine est récupérée sous forme d’un solide translucide orangé. The reaction medium, constituting the polymerized effluent, is separated into a solvent-rich effluent and a resin-rich effluent by coagulation of the resins with water. The resin-rich effluent is then dried in an oven at 150°C for 48 h. A resin is recovered in the form of an orange translucent solid.

Ces étapes sont reproduites en faisant varier le ratio massique du flux de limonène sur le flux riche en styrène en entrée de l’étape de synthèse de résines, les autres paramètres restant inchangés. Les résines obtenues présentent les caractéristiques présentées ci-dessous ■ These steps are reproduced by varying the mass ratio of the limonene stream to the styrene-rich stream at the inlet of the resin synthesis step, the other parameters remaining unchanged. The resins obtained have the characteristics presented below ■

[Tableau 1]

Figure imgf000031_0001
[Table 1]
Figure imgf000031_0001

On présente dans le tableau 2 des résines hydrocarbures commerciales. La résine Tl est une résine biosourcée issue de la polymérisation de limonène « Dercolyte L120 » de la société DRT. La résine T2 est une résine issue de la polymérisation de dicyclopentadiène (DCPD) d’origine pétrosourcée, dont le nom commercial est « Escorez 5600 » de la société Exxon. Table 2 presents commercial hydrocarbon resins. Resin T1 is a bio-based resin resulting from the polymerization of limonene “Dercolyte L120” from the company DRT. Resin T2 is a resin resulting from the polymerization of dicyclopentadiene (DCPD) of petro-based origin, whose commercial name is “Escorez 5600” from the company Exxon.

[Tableau 2]

Figure imgf000031_0002
[Table 2]
Figure imgf000031_0002

Exemples de compositions de caoutchouc Des compositions de caoutchouc sont fabriquées avec introduction de l’ensemble des constituants sur un mélangeur interne, à l’exception du système de vulcanisation. Les agents de vulcanisation (soufre et accélérateur) sont introduits sur un mélangeur externe à basse température (les rouleaux constitutifs du mélangeur étant à 30 °C). Les compositions sont cuites sous presse à 150°C pendant 40 minutes. Examples of rubber compositions Rubber compositions are manufactured with the introduction of all the constituents on an internal mixer, with the exception of the vulcanization system. The vulcanization agents (sulfur and accelerator) are introduced on an external mixer at low temperature (the rollers constituting the mixer being at 30 °C). The compositions are cured under pressure at 150 °C for 40 minutes.

On montre dans le tableau 3 différentes compositions de caoutchouc mettant en œuvre les résines présentées dans les tableaux 1 et 2 ainsi que certaines de leurs propriétés. Table 3 shows different rubber compositions using the resins presented in Tables 1 and 2 as well as some of their properties.

[Tableau 3]

Figure imgf000031_0003
Figure imgf000032_0001
[Table 3]
Figure imgf000031_0003
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Références du tableau 3 Table 3 References

(1) SBR de Tg = -88 °C comme décrit dans les exemples de WO2017/168099 (1) SBR of Tg = -88 °C as described in the examples of WO2017/168099

(2) Noir de carbone, grade ASTM N234 (3) Silice, « Zeosil 1165 MP » de Solvay, type HDS (2) Carbon black, grade ASTM N234 (3) Silica, “Zeosil 1165 MP” from Solvay, type HDS

(4) N-(l,3-Diméthylbutyl)-N’-phényl-p-phénylènediamine (« Santoflex 6_PPD ») de Flexsys et 2,2,4-triméthyl- 1,2-dihydroquinoléine (TMQ) (4) N-(l,3-Dimethylbutyl)-N'-phenyl-p-phenylenediamine ("Santoflex 6 _ PPD") from Flexsys and 2,2,4-trimethyl- 1,2-dihydroquinoline (TMQ)

(5) Agent de couplage ■ « Si69 » d’Evonik — Degussa (5) Coupling agent ■ “Si69” from Evonik — Degussa

(6) Diphénylguanidine, « Perkacit DPG » de Flexsys (7) Stéarine, « Pristerene 4931 » d’Uniqema (6) Diphenylguanidine, “Perkacit DPG” from Flexsys (7) Stearin, “Pristerene 4931” from Uniqema

(8) Oxyde de zinc, grade industriel — Umicore (8) Zinc oxide, industrial grade — Umicore

(9) N-Cyclohexyl-2-benzothiazolesulfénamide (« Santocure CBS » de Flexsys) (9) N-Cyclohexyl-2-benzothiazolesulfenamide (“Santocure CBS” from Flexsys)

Les résultats sont exprimés en base 100, la valeur de 100 étant attribuée au témoin CTI. Une valeur supérieure à 100 indique que la valeur de la propriété correspondante est supérieure à celle du témoin. Une valeur inférieure à 100 indique que la valeur de la propriété correspondante est inférieure à celle du témoin. Par rapport aux compositions à base d’une résine hydrocarbure pétrosourcée ou à base d’une résine polylimonène biosourcée, il est observé que les compositions conformes à l’invention présentent des performances similaires en termes d’adhérence sur sol sec et sol mouillé, une résistance au roulement similaire et une énergie de rupture améliorée. The results are expressed in base 100, with the value of 100 being assigned to the CTI witness. A value greater than 100 indicates that the value of the corresponding property is greater than that of the witness. A value less than 100 indicates that the value of the corresponding property is less than that of the witness. Compared to compositions based on a petro-sourced hydrocarbon resin or based on a bio-sourced polylimonene resin, it is observed that the compositions in accordance with the invention exhibit similar performances in terms of grip on dry and wet ground, similar rolling resistance and improved breaking energy.

Claims

REVENDICATIONS [Revendication 1] Résine hydrocarbure à base d’une coupe de distillation aromatique provenant de la pyrolyse d’une charge styrénique puis de sa séparation en un flux riche en styrène comprenant au moins 99% en masse de styrène et d’un flux aliphatique d’origine biosourcée, ladite résine présentant les caractéristiques suivantes ■ [Claim 1] Hydrocarbon resin based on an aromatic distillation cut originating from the pyrolysis of a styrenic feedstock and then its separation into a styrene-rich stream comprising at least 99% by mass of styrene and an aliphatic stream of biosourced origin, said resin having the following characteristics: ■ • une température de transition vitreuse (notée Tg) allant de 20°C à 14O°C ; • a glass transition temperature (denoted Tg) ranging from 20°C to 140°C; • une masse molaire en nombre inférieure à 5000 g/mol• a molar mass in number less than 5000 g/mol • une dispersité D inférieure à 3 • a dispersity D less than 3 • Un taux de protons aromatiques, déterminé par RMN 1H, compris entre 0.5%mol et 50%mol • An aromatic proton rate, determined by 1H NMR, between 0.5%mol and 50%mol • Un taux de protons aliphatiques, déterminé par RMN 1H, compris entre 50%mol et 99.5%mol • A rate of aliphatic protons, determined by 1H NMR, between 50%mol and 99.5%mol • Un taux de protons éthyléniques, déterminé par RMN 1H, inférieur ou égal à 10%mol • A rate of ethylenic protons, determined by 1H NMR, less than or equal to 10%mol La somme des taux de protons aromatiques, aliphatiques et éthyléniques étant égale à 100%. The sum of the aromatic, aliphatic and ethylenic proton rates being equal to 100%. [Revendication 2] Résine hydrocarbure selon la revendication précédente dans laquelle le taux de protons aromatiques, déterminé par RMN 1H, est compris entre 2% mol et 30%mol et de manière préférée est compris entre 2% mol et 20%mol. [Claim 2] Hydrocarbon resin according to the preceding claim in which the level of aromatic protons, determined by 1H NMR, is between 2 mol% and 30 mol% and preferably is between 2 mol% and 20 mol%. [Revendication 3] Résine hydrocarbure selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans laquelle la charge de composés styréniques comprend au moins 90% en poids de polystyrène, de préférence au moins 93% en poids de polystyrène, et de manière préférée au moins 95% en poids de polystyrène. [Claim 3] A hydrocarbon resin according to any preceding claim, wherein the styrenic compound filler comprises at least 90% by weight of polystyrene, preferably at least 93% by weight of polystyrene, and more preferably at least 95% by weight of polystyrene. [Revendication 4] Résine hydrocarbure selon l’une quelconque des revendications précédentes obtenue par un procédé comprenant au moins ■ a. Une étape de préparation de la charge de composés styréniques de manière à pouvoir alimenter cette charge dans l’étape de pyrolyse ; b. Une étape de pyrolyse de la charge de composés styréniques permettant d’obtenir au moins un effluent gazeux et une huile de pyrolyse, ledit effluent gazeux comprenant au moins 20% en poids de composés aromatiques c. Une étape de séparation de l’effluent gazeux en au moins un flux riche en styrène comprenant au moins 99% en masse de styrène d. Une étape de synthèse de résines comprenant une section de polymérisation alimentée par le flux riche en styrène issu de l’étape c) et par un flux de composés aliphatiques comprenant au moins 5% en poids de composés terpéniques d’origine biosourcée, suivie d’une section de finition et produisant un effluent polymérisé e. Une étape de traitement comprenant une section de séparation de l’effluent polymérisé issu de l’étape d) en un effluent riche en solvant et un effluent riche en résines, et une section de séchage alimentée par l’effluent riche en résines afin de produire un flux de résines hydrocarbures. [Claim 4] Hydrocarbon resin according to any one of the preceding claims obtained by a process comprising at least ■ a. A step of preparing the charge of styrenic compounds so as to be able to feed this charge into the pyrolysis step; b. A step of pyrolysis of the styrenic compound feedstock to obtain at least one gaseous effluent and one pyrolysis oil, said gaseous effluent comprising at least 20% by weight of aromatic compounds c. A step of separation of the gaseous effluent into at least one styrene-rich stream comprising at least 99% by weight of styrene d. A step of synthesis of resins comprising a polymerization section supplied with the styrene-rich stream from step c) and with a stream of aliphatic compounds comprising at least 5% by weight of terpenic compounds of biosourced origin, followed by a finishing section and producing a polymerized effluent e. A treatment step comprising a section for separation of the polymerized effluent from step d) into a solvent-rich effluent and a resin-rich effluent, and a drying section supplied with the resin-rich effluent in order to produce a stream of hydrocarbon resins. [Revendication 5] Composition de caoutchouc à base d’au moins un élastomère et une résine hydrocarbure selon l’une quelconque des revendications précédentes.[Claim 5] Rubber composition based on at least one elastomer and a hydrocarbon resin according to any one of the preceding claims. [Revendication 6] Composition de caoutchouc selon la revendication précédente comprenant une charge renforçante et un système de réticulation. [Claim 6] Rubber composition according to the preceding claim comprising a reinforcing filler and a crosslinking system. [Revendication 7] Composition de caoutchouc selon l’une quelconque des revendications 5 à 6 comprenant de 10 à 150 pce, de préférence de 50 à 130 pce de silice. [Claim 7] Rubber composition according to any one of claims 5 to 6 comprising from 10 to 150 phr, preferably from 50 to 130 phr of silica. [Revendication 8] Composition de caoutchouc selon l’une quelconque des revendications 5 à 7 dans laquelle l’élastomère est un élastomère diénique. [Claim 8] A rubber composition according to any one of claims 5 to 7 wherein the elastomer is a diene elastomer. [Revendication 9] Composition de caoutchouc selon l’une quelconque des revendications 5 à 8 dans laquelle l’élastomère comprend majoritairement un élastomère diénique ayant une température de transition vitreuse Tg inférieure à - 20°C, de préférence comprise entre -20°C et -110°C. [Claim 9] Rubber composition according to any one of claims 5 to 8 in which the elastomer mainly comprises a diene elastomer having a glass transition temperature Tg of less than -20°C, preferably between -20°C and -110°C. [Revendication 10] Composition de caoutchouc selon l’une quelconque des revendications 5 à 9 comprenant au moins 60 pce, préférentiellement au moins 70 pce, de manière préférée au moins 80 pce d’au moins un élastomère diénique choisi dans le groupe constitué par le polybutadiène, les copolymères de butadiène et les mélanges de ces élastomères. [Claim 10] Rubber composition according to any one of claims 5 to 9 comprising at least 60 phr, preferably at least 70 phr, more preferably at least 80 phr of at least one diene elastomer chosen from the group consisting of polybutadiene, butadiene copolymers and mixtures of these elastomers. [Revendication 11] Composition de caoutchouc selon la revendication précédente dans laquelle le copolymère de butadiene est un copolymère butadiène-styrène. [Claim 11] A rubber composition according to the preceding claim wherein the butadiene copolymer is a butadiene-styrene copolymer. [Revendication 12] Bandage pour véhicule comprenant une composition de caoutchouc selon l’une quelconque des revendications 5 à 11 ou une résine selon l’une quelconque des revendications 1 à 4. [Claim 12] A vehicle tire comprising a rubber composition according to any one of claims 5 to 11 or a resin according to any one of claims 1 to 4. [Revendication 13] Bandage pour véhicule selon la revendication précédente, dans lequel la bande de roulement comprend une résine hydrocarbure selon l’une quelconque des revendications 1 à 4 ou une composition de caoutchouc selon l’une quelconque des revendications 5 à 11. [Claim 13] A vehicle tire according to the preceding claim, wherein the tread comprises a hydrocarbon resin according to any one of claims 1 to 4 or a rubber composition according to any one of claims 5 to 11.
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