BE478987A

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Publication number: BE478987A
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Description

"Procédé de préparation de compositions résistant à la lumière Il
La présente invention se rapporte à la protection des substances soumises à l'action des rayons ultra-violets.

Il est bien connu qu'un grand nombre de substances organiques 'telles que les peintures organiques, les vernis, les émaux, les laques, les matières plastiques,.les matières sous forme de pellicules, les pigments et autres substances ne sont pas aussi stables lorsqu'elles sont exposées à la lumière solaire directe qu'elles ne le sont autrement, et il est reconnu que la bande de lumière formant les rayons ultra-violets est en grande partie responsable de cette attaque. La présence de pigments dans ces compositions exerce fréquemment une influence

protectrice, mais les particules de pigments peuvent agir en partie comme réflecteurs des rayons ultra-violets, plutôt que comme éléments d'absorption.

L'un des buts de la présente invention est de réaliser un procédé par lequel les substances soumises à l'attaque des rayons ultra-violets puissent être protégées de toute attaque.

L'invention est matérialisée dans une composition renfer- mant une matière de base organique et un silicate de plomb finement divisé dispersé dans cette matière, ce silicate de plomb étant présent dans cette composition jusqu' à une quenti- té d'au moins 2% en poids des constituants solides de ladite composition. L'un des constituants de cette composition peut être soumis à l'attaque par les rayons ultra-violets. D'autre part, certaines de ces compositions renfermant un silicate de plomb peuvent être utilisées sous forme d'une pellicule ou sous une forme analogue pour former écran devant une substance ou une matière soumise à l'attaque par les rayons ultra-violets.

La présente invention est basée sur cette découverte que les silicates de plomb présentent une possibilité d'absorption élevée des rayons ultra-violets et une transparence à la lumiè- re formant le spectre visible et qu'ils peuvent être incorporés dans des compositions avec ou sans pigments et ne modifier que peu ou pas leur couleur, ou révéler leur présence. Des recher- ches ont permis de déterminer qu'un agent de ce type transmet la lumière visible de manière à ne pas affecter la couleur naturelle pour l'oeil, et absorbe les rayons ultra-violets pour empêcher leur pénétration profonde dans la composition.

Une autre caractéristique importante de 11 invention est la possibi- lité de variation du rapport des quantités d'oxyde de plomb, de silice et d'eau de l'agent. Il est bien connu qu'une parti- cule transparente intérieure à une gangue transparente est

visible lorsque les indices de réfraction sont différents et invisible lorsque les indices de réfraction sont les mêmes.

En faisant varier la composition du silicate de plomb, on peut obtenir pour celui-ci une gamme étendue d'indices de réfrac- tion. Ainsi, le silicate de plomb peut présenter et être utilisé avec un indice de réfraction spécifiée correspondant à l'indice de réfraction de la gangue le recevant. La coïncidence exacte des indices n'est pas nécessaire pour être sûr que le silicate de plomb ne peut être décelé, comme cela sera aisément compris par ceux versés dans la technique. On comprendra que, plus la correspondance est approchée, plus la quantité de silicate de plomb que l'on peut ajouter sera élevée sans que l'on puisse déceler celui-ci.

L'utilisation d'un agent solide insoluble pour le but décrit est particulièrement avantageuse. En effet, il peut être aisément incorporé de la même façon qu'un pigment et, quand on utilise également un pigment,.les deux agents peuvent être in- corporés ensemble. La matière est inorganique et fortement in- soluble dans l'eau et les solvants. Aucun solvant n'est néces- saire pour cette matière.

Par conséquent il ne se.-pose pas de nouveaux problèmes au moint de vue solvants pour une composi- tion quelconque destinée à former la gangue. 'Quand le silicate de plomb est dispersé dans une solution qui requiert une évapo- ration pour déposer la gangue, il peut donner à la solution une différence de couleur grise ou autre et y être très visible et, lorsque le solvant est évaporé, cette couleur grise ou dif- férence de couleur va disparaître. Ceci se produit parce que le silicate de plomb préféré est choisi pour avoir un indice de réfrac-tion proche de celui de la pellicule finalement dépo- sée, cet indice pouvant être aisément très différent de celui de la solution de la gangue dans le solvant volatil.

Les procédes de préparation de silicate de plomb sont bien

connus et ne font pas partie de l'invention. Toutefois, ces procédés nécessitent une certaine étude afin de permettre la compréhension parfaite de l'invention.

On peut préparer des silicates de plomb en faisant réagir l'un sur l'autre un sel de plomb soluble et un silicate égale- ment soluble, tels que ceux des métaux alcalins, de préférence du sodium. Il est bien connu que le silicate de sodium existe sous des formes nombreuses avec un rapport élevé et un rapport faible entre la silice et l'oxyde de sodium. Lorsqu'on désire obtenir pour le silicate de plomb un indice de réfraction élevé, il doit présenter une teneur importante en plomb et une faible teneur en silice. Par suite, on utilise pour la réaction un silicate de sodium à faible teneur en silice.

Il est bien connu également que les silicates métalliques précipités peuvent ren- fermer une quantité importante d'eau d'hydratation, et que cel- le-ci est perdue graduellement lorsqu'on augmente l'action de la chaleur lors de la déshydratation ou de la calcination, et qu'elle est entièrement évacuée par fusion. Des variations de la quantité d'eau d'hydratation affectent également l'indice de réfraction. Ainsi, on peut chauffer un silicate de plomb précipité pour modifier l'indice de réfraction, le rapport entre l'oxyde de plomb et la silice demeurant stationnaire.

Les silicates de plomb sont tous sensiblement transpa- rents, et ne présentent aucune valeur de pigmentation ou de coloration dans le sens où des pigments sont caractérisés par une valeur de ce type. Ils présentent toutefois d'autres pro- priétés intéressantes des pigments. Ils peuvent être déplacés d'un véhicule aqueux dans un véhicule huileux ou autre non miscible à l'eau. On peut/aisément les filtrer, les laver, les sécher' et les broyer . Ils sont introduits aisément dans les compositions dans lesquelles on peut broyer ou disperser de toute autre manière des pigments. Ils donnent des dispersions

stables ne montrant qu'une faible tendance à se déposer.

En raison de ces analogies, avec les pigments, on peut apporter de nombreuses modifications au processus opératoire.

On peut précipiter le silicate de plomb en présence de pigments, de manière à en recouvrir les particules pigmenteuses. On peut précipiter ensemble les pigments ,et le silicate de plomb. Un sel de plomb soluble, par exemple le nitrate de plomb, peut être amené à réagir avec une solution renfermant du chromate de sodium ou du silicate de sodium.

Exemple 1:- On dissout 600 grammes de nitrate de plomb - Pb (NO3)2- dans 1500 grammes d'eau renfermant 3 cm3 d'acide .d'acide nitrique concentré pour empêcher l'hydrolyse. On dissout 348 g. de métasilicate de sodium hydraté - Na2SIO3.5H2O - dans 100 grammes d'eau. On fait réagir les solutions limpides en ajoutant la solution de nitrate de plomb à 8.000 grammes d'eau bouillante, en y ajoutant lentement la solution de silicate tout en agitant, et en répartissant cette addition sur une période de 15 minutes. On filtre le précipité et on le lave 3 ou 4 fois avec de l'eau puis on le sèche au four sous une chaleur modérée.

Exemple 2 :- Dans l'exemple 1, on change le silicate de sodium en 417 grammes de Na2Si2O5. 4H2O,et on obtient un silicate de plomb d'indice de réfraction plus faible.

Exemple 3 :- On disperse par broyage dans un broyeur à galet et pendant 24 heures un silicate de plomb anhydre, dans une masse de composition suivante :
Parties en poids Silicate de plomb 165 Diluant pour laque (toluène,60%,acétate de butyle,30%,alcool butyli que, 10%) 643 Phtalate de dibutyle 75 Résine dammar (non cireuse) 117
On obtient une pâte pouvant être ajoutée à des laques à

base de nitro-cellulose, les indices de réfraction, étant éta- blis de façon convenable comme décrits.

Exemple 4:: On mélange 1.068 grammes du précipité hydraté des exemples 1 et 2, renfermant 77,8% d'eau et 22,2 % de sili- cate de plomb ( composition déterminée à partir des cendres) avec 178 grammes d'huile de ricin oxydée, et l'on évacue l'eau par agitation et chauffage dans le vide. On ajoute du toluène pour faciliter la réaction. La composition finale est :
Pourcentages
EMI6.1

<tb> Silicate <SEP> de <SEP> plomb <SEP> 36
<tb>
<tb> Euile <SEP> de <SEP> ricin <SEP> 27
<tb>
<tb> Toluène <SEP> 37.
<tb>

On mélange la composition ci-dessus avec de la nitro- cellulose commerciale à 30 % d'humidité en alcool et d'une viscosité d'une demi-seconde dans la proportion de 528 parties de pâte à 550 parties de nitro-cellulose, et on broye pour obtenir la composition suivante :
Pour cents
EMI6.2

<tb> Silicate <SEP> de <SEP> plomb <SEP> 15,2
<tb>
<tb> Huile <SEP> de <SEP> ricin <SEP> oxydée <SEP> 11,4
<tb>
<tb> Nitrocellulose <SEP> 50
<tb>
<tb> Solvants <SEP> volatils <SEP> 43,4
<tb>

On dissout cette composition dans une quantité sensible- ment égale de solvant de laques donnant une pâte qui peut être utilisée dans une laque claire en une quantité fournissant 6% en poids de silicate de plomb par rapport aux éléments non volatils de l'ensemble.

Cette laque exposée aux conditions atmosphériques et à la lumière solaire montre par comparaison avec une laque analogue ne renfermant pas de silicate de plomb un assembrissement très réduit, et la transformation a été trouvée par comparaison retardée de façon appréciable. Au début, les deux laques comparées appliquées sur du métal ne pouvaient

être distinguées l'une de l'autre, le silicate de plomb utilisé ayant un indice de réfraction très voisin de celui de la partie non volatile de la laque.

Lorsque des pigments sont présents dans ces laques utili- sées pour la comparaison, le silicate de plomb donne une longé- vité accrue, des fendillements réduits, une tendance réduite au bronzage, et une stabilisation améliorée de la couleur.

On a utilisé jusqu'à 8% en poids de silicate de plomb, mais au-dessus de cette proportion on doit prendre grand soin de faire cotncider les indices de réfraction. Au- dessous de 22 % en poids, les effets de cette différence ne peuvent pas être aisément remarqués.

Des avantages de même type sont obtenus pour d'autres compositions. Les décompositions des pigments sont également réduites. On obtient un retard à la fois dans le bronzage et dans l'assombrissement des bleus de Prusse et des marrons organiques, dans la décoloration et l'assombrissement des vermillons, dans la décoloration des blancs au bioxyde de titane, et en général de la décoloration et de l'endommagement de la pellicule des couleurs organiques.

On peut utiliser le silicate de plomb dans des composi- tions renfermant des éthers ou des esters de cellulose avec ou sans leurs produits de modification, telles que les résines et les plastifiants. Plus la résistance du véhicule est faible, plus grand est l'avantage apparent du silicate de plomb dans ce véhicule. On peut ainsi accroître la qualité des composi- tions bon marché en les rapprochant des compositions les plus coûteuses.

Des véhicules synthétiques à base de résines synthéti- ques et les vernis, les émaux et les peintures basés sur des combinaisons d'huiles siccatives et de résines synthétiques ou naturelles sont également améliorés par introduction de silicate de plomb.

L'invention n'est pas limitée aux particularités men- tionnées ci-dessus. Le silicate de plomb peut être également présent dans la cellophane ou dans d'autres matières sous forme de pellicule, afin de protéger non seulement la pelli- cule mais encore les objets qui sont protégés des rayons ultra- violets par cette pellicule. On peut l'incorporer à la rayonne ou à d'autres fibres synthétiques, particulièrement pour aug- menter leur stabilité à la lumière. On peut l'incorporer aux encres pour améliorer la stabilité à la lumière. Le caoutchouc, les dérivés du caoutchouc et les matières plastiques le ren- fermant sont protégés de toute décomposition par des rayons ultra-violets, et leur couleur est préservée.

On peut égale- ment rendre de cette façon les pellicules photographiques plus opaques qu'il n'est normal aux rayons ultra-violetspour l'ob- tention d'effets particuliers lors de l'utilisation de cette pellicule. Lorsqu'on utilise des pigments, on peut précipiter lesilicate de plomb en présence de particules de pigments suspendues pour y former un revêtement qui protège la particule de pigment elle-même des rayons ultra-violets.

L'expression Il silicate de plomb" doit être entendue comme comprenant les formes hydratées et anhydres.

REVENDICATIONS
1. Composition renfermant une matière de base organique et, dispersé dans celle-ci, un silicate de plomb sous une forme finement divisée, ce silicate de plomb étant présent dans cette composition en une quantité d'au moins 2% en poids des matières solides qu'elle renferme.

Claims

2. Composition suivant la revendication 1, caractérisée en ce que l'un des constituants de cette composition est atta- quable par les rayons ultra-violets.

3. Composition suivant l'une des revendications 1 ou 2, caractérisée en ce que l'indice de réfraction du silicate de <Desc/Clms Page number 9> plomb est sensiblement égal à l'indice de réfraction de la matière de base organique.

4. Composition suivant l'une des revendications précé- dentes, caractérisée en ce que cette composition renferme un solvant volatil.

5. Composition suivant l'une des revendications précé- dentes, caractérisée en ce qu'elle renfermer pigment.

6. Composition suivant l'une des revendications précé- dentes, caractérisée en ce qu'elle renferme des particules de pigment sous une forme finement divisée, un revêtement de sili- cate de plomb étant déposé sur ces particules.

7. Composition de revêtement renfermant une matière organique servant à former une pellicule, et un silicate de plomb à l'état finement divisé uniformément dispersé dans cette composition, en une quantité allant de 2 à 8 % en/poids de la matière formant une pellicule.

8. Composition de revêtement transparente et protectrice renfermant une matière de base organique formant une pellicule et un silicate de plomb, à l'état finement dispersé dans cette matière, en une quantité allant de 2 à 8 % en poids de cette matière de base, l'indice de réfraction de ce silicate de plomb étant sensiblement le même que celui de la pellicule formée à partir de la composition de revêtement.

9. Procédé de réduction de l'action des rayons ultra- violets sur des matières organiques soumises à leur attaque, consistant à protéger ces matières en les revêtant de silicate de plomb ou d'une composition renfermant un silicate de plomb à l'état dispersé, la quantité de silicate de plomb étant d'au moins 2 % en poids de la matière organique ou de cette compo- sition.