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EMI1.1
grocéfé¯àe¯péBration¯àe¯gmBosés¯c±ntenñt¯à@s esters
La présente invention se rapporte aux produits contenant des esters de silicium ou leurs polymères et plus particulièrement à un procédé de préparation d'émulsions des esters aliphatiques de silicium ou de leurs polymères. Elle est fondée sur la constatation qu'il est possible, malgré la rapidité de l'hydrolyse des silicates d'alcoyle, de préparer des émulsions aqueuses des esters de silicium qui restent stables pendant un laps de temps suffisant pour permettre d'exécuter les manipulations voulues. On peut par exemple se servir de ces émulsions comme liant ou comme revêtement dans la fabrication de produits moulés.
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Nous entendons dans ce brevet par les mots "esters de silicium" les orthosilicates alcoylés inférieurs et leurs polymères ainsi que les silicanes partiellement substitués par des groupes alcoyloxys. Les mots "orthosilicates alcoylés inférieurs" désignent ceux dont le groupe alcoyle ne contient pas plus de cinq atomes de carbone.
On sait que les gels provenant d'une émulsion aqueuse d'esters de silicium n'ont que peu ou pas de pouvoir liant et ne peuvent par conséquent servir comme liant ou comme revêtement dans la fabrication de produits moulés.
Nous avons récemment trouvé qu'il y a moyen de communiquer à ces gels le pouvoir liant nécessaire en ajoutant aux émul- sions une petite quantité d'un des agents de condensation indiqués dans les demandes de brevets déposées le 19 avr.1947 respectivement le lr juillet 1947, tels que la pipéridine ou la cyclohexylamine. Ces agents de condensation sont ajoutés en quantité ne dépassant pas environ 5% du poids des esters de silicium,
Selon la présente invention, des émulsions aqueu- ses d'esters de silicium ayant un pouvoir liant remarquable et une stabilité suffisante pour permettre l'emploi, sont préparées en agitant avec de l'eau, de préférence au moyen d'un émulseur, un ester de silicium tel que défini ci-des- sus, un agent de condensation comme décrit dans les deux de- mandes de brevets antérieures ainsi qu'un agent émulsionnant.
On a trouvé que l'alginate de sodium convient par- ticulièrement bien comme agent émulsionnant, mais que tout émulsionnant neutre peut remplacer l'alginate de sodium.
Ainsi, par exemple, on a préparé des émulsions à partir de
25 cm3 d'eau, 25 cm3 de silicate d'éthyle (tétraéthoxysili- ,cane) contenant 2% de pipéridine et 0,1 g d'acide stéarique
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ou 0,1 g de stéarate d'aluminium dans un autre cas. L'émul- sion faite avec l'acide stéarique est demeurée stable pen- dant 45 minutes et celle faite avec le stéarate d'aluminium pendant 25 minutes, de sorte que l'on peut disposer d'un laps de temps suffisant pour effectuer n'importe quelle ma- nipulation.
On a également trouvé que l'acide oléique et l'olé- ate de triéthanolamine, ainsi que le stéarate de triéthanol- amine conviennent comme agents émulsionnants. Une émulsion contenant 25 cm3 d'eau, 25 cm3 de silicate d'éthyle avec 2% de pipéridine et 5 cm3 d'acide oléique se maintient pendant
30 minutes et a un pH égal à 7,38 immédiatement après sa préparation.
Le stéarate de triéthanolamine et l'oléate de tri- éthanolamine produisent des émulsions du type ester dans l'eau. L'alginate de sodium forme des émulsions du type eau dans l'ester.
Les émulsions de la présente invention peuvent être préparées par n'importe quelle méthode connue par exem- ple aussi au moyen de l'émulseur HATSCHEK. Ce dernier permet de préparer des émulsions diluées avec des résultats très satisfaisants.
Les émulsions préparées selon la présente inven- tion trouvent de nombreux usages. Elles sont notamment em- ployées dans la plupart des cas pour lesquels on utilisait jusqu'à présent des solutions des esters de silicium dans des solvants organiques, comme par exemple pour le traitement des textiles dans le but de les rendre ignifuges et pour le délustrage de la rayonne. Les émulsions préparées avec de l'alginate de sodium conviennent pour la préparation de pro- @ anti-glissants utilisés dans l'industrie de certaines
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fibres synthétiques. La présente invention trouve une appli- cation lorsqu'il s'agit d'ajouter à un grand volume d'eau une petite quantité d'ester de silicium, comme par exemple dans les cas prévoyant son mélange avec des ciments hydrauliques.
La présente invention trouve également une applica- tion dans l'émulsionnage des produits huileux obtenus par chauffage prolongé d'esters de silicium hydrolysés avec moins d'une molécule d'eau par molécule d'ester, comme il a été décrit dans une demande de brevet déposée le 30 décembre 1947.
Ces émulsions trouvent de nombreux emplois à cause du fait qu'elles n'utilisent comme solvant que de l'eau, ce qui permet de préparer économiquement des liants et revête- ments. On les emploie notamment pour l'imprégnation de mas- ses poreuses comme la pulpe de papier, pour fabriquer des objets moulés, laminés et plaques bon marché.
La présente invention comprend aussi la possibili- té de livrer à la place de l'émulsion une composition qui se conserve indéfiniment et qui, par mélange avec de l'eau, se transforme en émulsion au moment de l'emploi. Une pareille composition contient l'ester de silicium, les quantités né- cessaires de l'agent de condensation et de l'émulsionnant, ceux-ci étant choisis de telle façon qu'une réaction avec l'ester de silicium pendant la conservation soit exclue.
Les exemples suivants décrivent des préparations d'émulsions des esters de silicium contenant de la pipéridi- ne et d'autres agents de condensation. exemple L 100 cm3 de silicate d'éthyle préparé à partir d'alcool in- dustriel anglais contenant 57 d'eau et contenant 2% de pipé- ridine comme agent de condensation sont mélangés avec 0,3 g
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d'alginate de sodium dans 100 cm3 d'eau.
On agite pendant 5 minutes dans un flacon bouché. On obtient une émulsion qui ne se brise pas au repos. On prépare de même façon d'autres émulsions dans lesquelles les proportions d'eau et d'ester de silicium sont modifiées. Le tableau ci- dessous donne les quantités employées avec 0,3 g d'alginate de sodium, ainsi que la durée de stabilité des émulsions pré- parées.
Stabilité des émulsions d'ester de silicium et d'eau.
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Ester <SEP> de <SEP> Si <SEP> 180 <SEP> cm3 <SEP> 120 <SEP> cm3 <SEP> 100 <SEP> cm3 <SEP> 80 <SEP> cm3 <SEP> 20 <SEP> cm3
<tb>
<tb> Eau <SEP> 20 <SEP> cm3 <SEP> 80 <SEP> cm3 <SEP> 100 <SEP> cm3 <SEP> 120 <SEP> cm3 <SEP> 180 <SEP> cm3
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<tb>
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<tb> Stabilité <SEP> de <SEP> 10 <SEP> min, <SEP> 30 <SEP> min, <SEP> 2 <SEP> heures <SEP> 3 <SEP> 1/2 <SEP> h.
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1 émulsion
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La dernière émulsion n'a pas déposé de solide, il s'est formé une suspension siliceuse.
Il résulte de ce tableau que les émulsions conte- nant le plus d'eau sont les plus stables. Cependant, si l'on traite l'ester de silicium avec de l'eau pure, d'après une autre méthode que selon celle de la présente invention, on obtient une émulsion qui se brise immédiatement.
Exemple II.
30 cm3 de silicate d'éthyle contenant 4% de dicyclohexylami- ne comme agent de condensation sont mélangés avec 30 cm3 d'eau contenant 0,3 g d'alginate de sodium. On agite comme indiqué dans l'exemple I. On obtient une émulsion qui résis- te pendant 83 minutes.
Les émulsions préparées en agitant une solution d'alginate de sodium avec du silicate d'éthyle contenant un agent de condensation, peuvent supporter le mélange avec un 1 volume égal de latex de polymères à base d'éthylène.
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Exemple III.
Pour préparer un mélange pouvant être conservé et donnant une émulsion par simple agitation avec de l'eau, on mélange
25 mc3 de silicate d'éthyle préparé comme il est dit dans l'exemple I et 1 mc3 de monoéthanolamine. On y dissout 0,5 g d'oléate de triéthanolamine en chauffant légèrement. Cette préparation s'est montrée stable lorsqu'elle est conservée dans un récipient fermé hermétiquement.
On provoque l'émulsion en ajoutant 1 volume d'eau à 2 volumes de la préparation, L'émulsion se solidifie en
15 minutes.
On a trouvé que les émulsions préparées selon la présente invention servent avantageusement comme liant des aggrégats réfractaires. Ainsi, on a moulé un cylindre en sillimanite en utilisant comme liant un mélange en volumes égaux d'eau et d'émulsion préparée selon la méthode de l'exemple I. La durée de prise de la suspension de sillima- nite était de 90 minutes environ.
On a démoulé le lendemain et constaté que l'exactitude des dimensions était satisfai- sante Le cylindre, séché à 60 C pendant 24 heures, avait une résistance à l'écrasement de 12 kg/cm. Deux autres cy- lindres ont été cuits à 1000 C et ont montré une résistance de 47 kg/cm2. Tout comme pour la sillimanite, on a trouvé qu'il y avait moyen de mouler de l'alumine avec une émulsion d'eau et de silicate d'éthyle contenant de la pipéridine comme agent de condensation et d'alginate de sodium comme émulsionnant,