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'PROCÈDE POUR LA FABRICATION D'UN BAUME SYNTHETIQUE DE CONDENSATION
Les résines synthétiques de condensation se présentent généralement sous l'aspect d'une masse dure, vitreuse, cassante et friable. Pour obtenir une résine tendre, très claire, non cassante et non friable, on a recherché la mise au point de résines synthétiques balsa- miques, apparentées aux baumes naturels, produits de l'exsu dation des végétaux, constitués de substances résineuses aromatiques, CnH2n-8O2 ou CnH2n-10O2, contenant de l'acide benzoïque ou divers ethers, mélanges de benzoates et de cinnamates de benzyle et de cinnamyle .
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La composition exacte des baumes est d'ail- leurs assez complexe, car liquides lorsqu'ils exsudent de l'arbre, ils éprouvent bientôt sous l'influence de l'air, des modifications profondes, ils se colorent, s'épaissis- sent et finissent par se solidifier complètement; - l'ambre jaune, ou succin, en est un témoignage.
Parmi les baumes naturels, seul le Baume de Canada est utilisé par l'Industrie, principalement pour l'optique, les autres baumes, à l'exception du copahu, employé dans les vernis, ne trouvant d'utilisation que dans la Médecine, la Parfumerie, la Confiserie et les Produits Pharmaceutiques. Pour remplacer le travail d'oxydation du temps dans la solidification de ces baumes, on doit utiliser la chaleur et il faut alors atteindre une température relativement elevée qui, pour le Baume de Canada, est voisine de 3000 C.
Depuis de nombreuses années, le demandeur s'est attaché à résoudre ce problème des Baumes et leur Synthèse, Différents Brevets lui ont été délivrés, au fur et à mesure de ses recherches, - en France (1931), en Suisse (1933) avec application du bénéfice de la Conven- tion Internationale dans de nombreux Pays, et en Belgique (1934), mais, outre que les Procédés de fabrication ainsi protégés donnaient-un Baume Synthétique lent à se solidifier et ne possèdant qu'une rigidité moyenne, les matières premières qui le composaient étaient de prix élevés, d'appro- visionnement difficile, et le prix de revient de ce baume synthétique rendait délicate la mise à disposition de l'Industrie.
Pour toutes ces raisons, les dits Procédés n'ont pu conquérir la place mondiale qu'ils pouvaient espérer dans les différentes applications industrielles en vue desquelles ils avaient été étudiés.
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La présente Invention a pour objet'l'obtention . d'un baume synthétique s'apparentant au Baume de Canada, mais durcissant facilement-et repidement, à une température voisine de 100 0., sans modifier ni sa couleur ni sa limpidité et permettant des applications nouvelles grâce à un prix de revient très voisin de celui des produits de condensation ordinaires, qu'il peut d'ailleurs remplacer dans toutes leurs applications, tout en gardant ses qualités personnelles, et permettant, en outre, par son emploi pur , fluide et sans solvant, des applications jusqu'ici réservées aux vernis de toutes catégories, plus bu moins dilués, voire même d'exécution non encore possible avec les produits existants sur le marché mondial .
Elle diffère des procédés cités plus haut en- ce sens que pour parvenir à un durcissement plus rapide du baume de condensation, le demandeur a recherché la rigi- dité dans les produits initiaux, et a été amené, au lieu d'utiliser des phénols C6H6O, à employer des Borophénates C6H5OBO2H2,en réaction calorique avec des aldéhydes formi- . ques ou autres, la dite réaction activée par un catalyseur constitué par un Benzoate sodique C6H5COONa, disodique, trisodique ou par un Cinnamate sodique, disodique ou trisodique,-selon que l'on désire un Baume synthétique acide ou basique .
L'huile balsamique ainsi obtenue synthétiquement est complétée au cours des réactions complémentaires qui donneront le produit final, par de la glycérine C3H5(OH)3, incorporée sous différentes formes, chacune de celles-ci devant produire un effet bien déterminé : a/ stabilisant la réaction initiale, - b/ eclaircis.sant et rendant la matière transparente, - c/ plastifiant, pour eviter à la masse d'être cassante, - d/ fluidifiant, pour
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permettre à tout moment la liquéfaction, - e/ durcissant, pour transformer moins lentement l'état fluide en un état solide et augmenter la, rigidité, - f/ épaississant, pour modifier la composition du baume synthétique par l'intro- duction de gemmes naturelles, - g/ accélérant, pour obtenir rapidement un amorçage de polymérisation.
Le Baume synthétique ainsi obtenu sera un fluide qui, par simple chauffage, prendra les états liquide, pâteux, souple, pulvérulent ou, enfin, solide .
A l'état fluide, et sans aucun solvant, il sera utilisé à froid ou à chaud comme colle, adhésif, revê- tements, recouvrements de matériaux divers en bois, liège, asbeste, métal, etc... ou en produit d'imprégnation des papiers, cartons, bois, tissus, fibres comprimées, etc... avec ou sans charge.
A l'état pâteux, soit pur, soit avec solvant, soit avec charges colorées ou non, (en vue notamment d'imi- ter les marbres ou pour applications phosphorescentes) il sera utilisé comme ciment, luth, ou pour des recouvrements de matériaux, plaques ou feuilles de ciment-asbeste, de fibres de bois, de liège aggloméré, verrage ou emaillage intérieur des corps creux, en bois, ciment, métalliques, etc....
A l'état souple, il permettra la confection de plaques ou feuilles, avec ou sans support en papier, tissu ou autre, destinées à fabriquer des adhésifs qui, placés en sandwich entre des feuillets de bois, pièces de bois de volume important, métal ou tous autres matériaux ou corps permettront, sous l'action de la chaleur ou du ramollissement par trempage dans un solvant alcoolique ou autre, d'être utilisés pour le collage de diverses pièces entre elles.
Les possibilités d'emploi seront augmentées si, lors de la fabrication des dites plaques, on a eu soin de noyer dans leur épaisseur une toile métallique en fils
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de cuivre ou de nickel-cuivre dans lequel on fera passer un courant electrique; - les fils par leur échauffement ramolliront le baume synthétique, au point de lui faire occuper toutes les inégalités des surfaces des pièces à coller, et le durciront, lui permettant de créer une adhési- vité complète des différentes pièces de l'assemblage .
A l'état pulvérulent, le baume transformé en poudre, grains, paillettes.ou cristaux de petites dimensions avec ou sans charges, par broyage ou concassage, sera utilisé comme poudres à mouler ou liants synthétiques .
A l'état solide, après avoir été mis en formes ou profils désirés quand il était encore liquide ou pâteux, il sera utilisé pur et transparent comme verre synthétique, ou comme matières plastiques, en plaques, blocs, etc..., transparentes, veinés ou opaques.
Dans la confection du dit verre organique il sera toujours aisé de coller entre elles, avec du baume synthé- tique, soit des plaques de baume de duretés différentes les unes des autres, soit,du verre ordinaire; soit des produits plastîques transparents, pour obtenir des feuilles transparentes et*incolores, présentant de,hautes résistan- ces au choc ou à la rupture et pouvant être utilisées comme verre de sécurité.
Dans la présente invention, on utilisera comme produits : a - Catalysant, des benzoates sodiques, disodi- ques, trisodiques, ou potassiques, - des cinnamates sodi- ques, disodiques, trisodiques, ou potassiques, - des benzo- caséinates, cinnamooaséinates, amylobenzoates, amylocinna- mates, obtenus en faisant réagir l'acide benzoïque ou cinnamique avec des caséinates sodiques ou potassiques,, ou
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avec des amylates sodiques ou potassiques.
b - Stabilisant, des gélactates, obtenus en liquéfiant des gélatines ou géloses dans la glycerine et en produisant une réaction à basse température avec un acide
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oxypropionique ou -propanoloique CH3CH(CH)COOH, ou des glycoxalates,.par réaction de la glycérine, avec ou sans gélatine, sur l'acide oxalique C2O4H2, 2H2O. c - Eclaircissant, des dichlorhydrines , CH2Cl. CH(OH).
CH2Cl, obtenues par l'action du gaz acide chlorhydrique sur un mélange de glycérine et d'acide acétique cristallisable, préalablement porté à ebullition et refroidi . d - Plastifiant, des aluminocétines ,
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(CH3C00)CH5(OH)(S0)3.1., en faisant réagir de la gly- cérine, préalablement condensée avec un sulfate double d'aluminium potassique, sur de l'acide acétique, soit pur, soit contenant une faible partie de camphre . e - Fluidifiant, des borabenzoïdes ou boracinnami- des, obtenus par réaction du benzoate ou cinnamate sur du borate de sodium dissout dans la glycérine . f - Durcissant, des boroglycérides BO3C3H5, obtenus par réaction de l'acide borique sur la glycérine .
g - Epaississant, des glycérocopalmes, obtenus par la dissolution de copals, de toutes espèces-, ou de toutes autres gemmes ou résines végétales, dans l'huile de ricin, ou tous autres solvants appropriés, puis incorporation de glycérine et réaction calorique avec l'acide acétique . h - .Accélérant, des glychloramides, obtenus en faisant dissoudre, à basse température, des chloramines
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fH ( CH3 ) ( SO1Q'Cl ) dans la glycérine
A titre d'exemple, on peut citer : - Premier exemple. - On mélange 100 kgs de borophé- nate avec 90 kgs de formol 40 % et on catalyse la masse
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en incorporant 5 kgs de benzoate sodique, - on chauffe au réfrigérant à reflux pendant 2 heures, - on stabilise la réaction catalytique avec 5 kgs de gélactates, et on deshydra te sous.vacuum.
Quand la température de la masse atteint 50 C. on incorpore 10 kgs de dichlorhydrine, en mélange avec 5 kgs d'aluminocétine, - à 60 C. on incorpore 5 kgs de boracinnamide, et à 70 C., 5 kgs de boroglycéride. A 80 C. on arrête l'opération qui a insi duré 4 heures et donne 150 kgs de baume synthétique transparent.
- Second exemple. - On mélange 100 kgs de borophénate avec 150 kgs de formaldéhyde 40 %, - on catalyse avec 7 kgs de benzocaséinate, et on stabilise après 2 heures, avec 5 kgs de glycoxalate, puis on déshydrate;-- quand la tempé- rature de la m,asse est voisine de 50 C. on incorpore 12 kgs de borabenzolde, et à 60 C. on ajoute 40 kgs de glycéroco- palme; - on malaxe, - puis à 70 C..on incorpore 1 kg de glychloramide. A 80 C. on cesse l'opération, - elle a dmré 4 heures et donne 200 kgs environ de baume synthétique translucide .
On peut, soit au cours de l'opération, soit après la dite opération, incorporer des produits à haut isolement (soufre, ardoise, amiante, mica, asbeste, etc...) des produits phosphorescents (sulfures de zinc, de calcium, de strontium, etc...), - des produits interceptant certains rayons du spectre solaire, (fluorescéines, sels de plomb, etc...), - des charges, (farines de bois, cotons, pâtes de cellulose, chiffons, papiers, etc...), - des matières colorantes, - des pigments, - des oxydes métalli- ques, - des produits à applications spéciales, (asbestines, saccharoses, hexobioses, etc...) - à efiets nacres, satinés, irisés, - des adjuvants, des huiles de bois ou autres, - des résinâtes, des solutions de
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caoutchouc spécialement traitées, plastifiants, etc...
Il est bien entendu que toutes les proportions énumérées plus haut ne sont citées qu'à titre indicatif et qu'elles peuvent varier suivant de larges mesures sans pour cela s'écarter de la présente invention ou en modifier ses caractéristiques, - de même que l'on pourra ajouter, soit au cours de la fabrication balsamique, soit à la fin de celle-ci, des produits jouant un rôle accessoire et susceptibles de conférer au produit fini, telles ou telles qualités spéciales .
Ces nouvelles combinaisons réactionnelles de par la composition de leurs constituants et des phénomènes chimiques ou physiques qu'ils créent ou entraînent permet- tent d'obtenir un produit industriel nouveau, appartenant par synthèse à le famille des baumes et ayant des applica- tions industrielles nouvelles.
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'' PROCESS FOR THE MANUFACTURE OF A SYNTHETIC CONDENSATION BALM
Synthetic condensation resins generally appear as a hard, glassy, brittle and crumbly mass. To obtain a soft, very clear, non-brittle and non-friable resin, attempts have been made to develop balsamic synthetic resins, related to natural balms, products of plant exfoliation, consisting of aromatic resinous substances, CnH2n -8O2 or CnH2n-10O2, containing benzoic acid or various ethers, mixtures of benzoates and benzyl and cinnamyl cinnamates.
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The exact composition of the balms is, moreover, quite complex, because when they are liquid when they exude from the tree, they soon experience under the influence of the air, profound modifications, they become colored, thicken. and eventually solidify completely; - yellow amber, or succin, is a testimony to this.
Among the natural balms, only Balsam of Canada is used by Industry, mainly for optics, the other balms, with the exception of copahu, used in varnishes, finding use only in Medicine, Perfumery, Confectionery and Pharmaceuticals. To replace the oxidative work of time in the solidification of these balms, we must use heat and we must then reach a relatively high temperature which, for Canada Balsam, is close to 3000 C.
For many years, the applicant has endeavored to solve this problem of balms and their Synthesis, Various Patents have been issued to him, as his research progresses, - in France (1931), in Switzerland (1933) with application of the benefit of the International Conven- tion in many countries, and in Belgium (1934), but, in addition to the manufacturing processes thus protected, they gave a Synthetic Balm that was slow to solidify and possessed only moderate rigidity, The raw materials which composed it were of high prices, difficult to supply, and the cost price of this synthetic balm made it difficult to make available to Industry.
For all these reasons, the said Processes could not conquer the world place that they could hope for in the various industrial applications for which they had been studied.
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The object of the present invention is to obtain. of a synthetic balm similar to Baume de Canada, but hardening easily and quickly, at a temperature close to 100 ° C., without modifying either its color or its clarity and allowing new applications thanks to a very similar cost price that of ordinary condensation products, which it can also replace in all their applications, while keeping its personal qualities, and allowing, moreover, by its pure, fluid and solvent-free use, applications hitherto reserved varnishes of all categories, more or less diluted, or even execution not yet possible with existing products on the world market.
It differs from the processes cited above in that in order to achieve a faster hardening of the condensation balm, the applicant sought rigidity in the initial products, and was brought in, instead of using C6H6O phenols. , to use borophenates C6H5OBO2H2, in caloric reaction with formi- aldehydes. ques or others, the said reaction activated by a catalyst consisting of a sodium benzoate C6H5COONa, disodium, trisodium or by a sodium cinnamate, disodium or trisodium, -depending on whether one wishes an acidic or basic synthetic balm.
The balsamic oil thus obtained synthetically is completed during the additional reactions which will give the final product, by glycerin C3H5 (OH) 3, incorporated in different forms, each of which must produce a well-defined effect: a / stabilizer the initial reaction, - b / clearing and making the material transparent, - c / plasticizer, to prevent the mass from being brittle, - d / thinner, to
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allow liquefaction at any time, - e / hardening, to transform the fluid state less slowly into a solid state and increase the rigidity, - f / thickener, to modify the composition of the synthetic balm by the introduction of gems natural, - g / accelerant, to quickly obtain a polymerization initiation.
The synthetic balm thus obtained will be a fluid which, by simple heating, will take on the liquid, pasty, flexible, pulverulent or, finally, solid states.
In the fluid state, and without any solvent, it will be used cold or hot as a glue, adhesive, coverings, coverings of various materials in wood, cork, asbestos, metal, etc ... or as a product. impregnation of paper, cardboard, wood, fabrics, compressed fibers, etc ... with or without load.
In the pasty state, either pure, or with solvent, or with colored fillers or not, (in particular with a view to imitating marbles or for phosphorescent applications) it will be used as cement, lute, or for covering materials. , plates or sheets of cement-asbestos, of wood fibers, of agglomerated cork, interior glass or enamelling of hollow bodies, in wood, cement, metal, etc ....
In the flexible state, it will make it possible to make plates or sheets, with or without a paper, fabric or other support, intended to manufacture adhesives which, sandwiched between sheets of wood, pieces of wood of large volume, metal or any other materials or body will allow, under the action of heat or softening by soaking in an alcoholic or other solvent, to be used for bonding various parts together.
The possibilities of use will be increased if, during the manufacture of the said plates, care has been taken to embed in their thickness a wire mesh
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copper or nickel-copper in which an electric current will be passed; - the wires, by heating them, will soften the synthetic balm, to the point of making it occupy all the unevenness of the surfaces of the parts to be bonded, and will harden it, allowing it to create complete adhesion of the various parts of the assembly.
In the pulverulent state, the balm transformed into powder, grains, flakes or crystals of small dimensions with or without fillers, by grinding or crushing, will be used as molding powders or synthetic binders.
In the solid state, after having been formed into the desired shapes or profiles when it was still liquid or pasty, it will be used pure and transparent as synthetic glass, or as plastic materials, in plates, blocks, etc., transparent, veined or opaque.
In making said organic glass, it will always be easy to bond together, with synthetic balm, either plates of balm of different hardnesses from one another, or ordinary glass; or transparent plastic products, in order to obtain transparent and colorless sheets, having high resistance to impact or breakage and which can be used as safety glass.
In the present invention, the following products will be used: a - Catalyst, sodium, disodium, trisodium or potassium benzoates, - sodium, disodium, trisodium or potassium cinnamates, - benzocaseinates, cinnamooaseinates, amylobenzoates , amylokinna- mates, obtained by reacting benzoic or cinnamic acid with sodium or potassium caseinates, or
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with sodium or potassium amylates.
b - Stabilizer, gelactates, obtained by liquefying gelatins or agars in glycerin and by producing a reaction at low temperature with an acid
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oxypropionic or -propanoloic CH3CH (CH) COOH, or glycoxalates, .by reaction of glycerin, with or without gelatin, with oxalic acid C2O4H2, 2H2O. c - Brightening, dichlorohydrins, CH2Cl. CH (OH).
CH2Cl, obtained by the action of hydrochloric acid gas on a mixture of glycerin and crystallizable acetic acid, previously brought to the boil and cooled. d - Plasticizer, aluminoketins,
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(CH3C00) CH5 (OH) (S0) 3.1., By reacting glycerin, previously condensed with a double potassium aluminum sulfate, with acetic acid, either pure or containing a small part of camphor . e - Fluidifier, borabenzoids or boracinnamides, obtained by reaction of benzoate or cinnamate with sodium borate dissolved in glycerin. f - Hardener, boroglycerides BO3C3H5, obtained by reaction of boric acid with glycerin.
g - Thickener, glyceropalms, obtained by dissolving copals, of all species, or of any other gems or vegetable resins, in castor oil, or any other suitable solvents, then incorporation of glycerin and caloric reaction with l 'acetic acid . h - Accelerating agent, glychloramides, obtained by dissolving chloramines at low temperature
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fH (CH3) (SO1Q'Cl) in glycerin
By way of example, we can cite: - First example. - 100 kgs of borophenate are mixed with 90 kgs of 40% formalin and the mass is catalysed
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by incorporating 5 kg of sodium benzoate, - the mixture is heated in a reflux condenser for 2 hours, - the catalytic reaction is stabilized with 5 kgs of gelactates, and it is dehydrated under vacuum.
When the temperature of the mass reaches 50 C., 10 kgs of dichlorohydrin are incorporated, mixed with 5 kgs of aluminoketin, - at 60 C. 5 kgs of boracinnamide are incorporated, and at 70 C., 5 kgs of boroglyceride. At 80 C. we stop the operation which lasted 4 hours and gives 150 kgs of transparent synthetic balm.
- Second example. - 100 kgs of borophenate are mixed with 150 kgs of 40% formaldehyde, - they are catalyzed with 7 kgs of benzocaseinate, and stabilized after 2 hours, with 5 kgs of glycoxalate, then dehydrated; - when the temperature of the m, asse is close to 50 C. 12 kgs of borabenzolde are incorporated, and at 60 C. 40 kgs of glycerocarbon are added; - kneaded, - then at 70 C. 1 kg of glychloramide is incorporated. At 80 C. the operation is stopped, - it has started for 4 hours and gives approximately 200 kgs of translucent synthetic balm.
It is possible, either during the operation or after the said operation, to incorporate products with high isolation (sulfur, slate, asbestos, mica, asbestos, etc ...) phosphorescent products (zinc sulphides, calcium, strontium, etc ...), - products intercepting certain rays of the solar spectrum, (fluoresceins, lead salts, etc ...), - fillers, (wood flour, cottons, cellulose pulp, rags, paper , etc ...), - coloring matters, - pigments, - metal oxides, - products with special applications, (asbestins, sucrose, hexobioses, etc ...) - with pearly, satin, iridescent effects , - adjuvants, wood or other oils, - resinates, solutions of
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specially treated rubber, plasticizers, etc ...
It is understood that all the proportions listed above are cited only as an indication and that they can vary according to large measures without departing from the present invention or modifying its characteristics, - as well as 'we can add, either during the balsamic manufacture or at the end of the latter, products playing an accessory role and capable of giving the finished product such or such special qualities.
These new reaction combinations, by virtue of the composition of their constituents and the chemical or physical phenomena that they create or cause, make it possible to obtain a new industrial product, belonging by synthesis to the family of balms and having new industrial applications. .
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