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SUBSTANCES THIXOTROPIQUES.
La présente invention est relative à des perfectionnements, change- ments et additions à celle faisant l'objet du brevet principal et concerne les substances thixotropiques, et, plus particulièrement, les substances thixotro- piques de revêtement et de remplissage, polymérisables, comprenant un liquide polymérisable et un élément d'adjonction.
Rappelons;, en bref que le brevet principal utilise la découverte
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du fait qu'en combinant, avec les vernis "sans solvants'l, des quantités conve- nables de certains éléments d'adjonction bien choisis on obtient des substan- ces qui sont fluides aussi longtemps qu'elles sont maintenues en agitation, mais qui se solidifient rapidement dès que l'agitation cesse, ces substances
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ne coulant ni à la température ambiar3.ve,, ni à des températures plus élevées allant jusque 150 Co, à moins qu'elles ne soient agitées mécaniquement avant qu'elles ne se soient durcies par polymérisation,
La Société demanderesse a trouvé qu'une nouvelle classe de vernis
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"sans solvants" thixotropiques.,
peut être produite par utilisation avec les composés du type alkyd mentionnés dans le brevet principal, d'une substance comprenant les esters gly--.-,s de l'acide métacrylique. De telles substances sont:, par exemple, les mono-. di- tri# et têtraéthyléne glycol dimétacrylates.
La Société demanderesse a également trouvé que les oxydes métalli-
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ques tels que l'oxyde de fer rouge (Fe23)9 l'oxyde de nickel (Ni203), l'oxyde de titane rutile et anatase (Ti02).\> le silex ou la silice (Si02) et l'oxyde de zinc (ZnO), sont très utiles pour donner naissance à des vernis "sans sol- vants" thixotropiques contenant des résines du type alkyd et des esters dimé- tacrylates tels que mentionnés ci=desst1so En général, ces éléments d'adjonc- tion sont utilisés en proportion variant de 45 % & 70 % en poids du poids total de la substance.
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Un autre groupe d'éléments d'adjonction peut également être utili- sé pour donner des propriétés thixotropiques à des combinaisons alkyd-esters de l'acide métacrylique. Ce sont les silicates minéraux tels que l'argile ca- talpo, l'argile bucca, l'argile figuline du Kentucky, le kaolin de Géorgie et la bentonite. La concentration de ces éléments d'adjonction varie entre 38 % et 60 % en poids du poids total de la substance.
De manière à faire mieux comprendre la façon dont la présente in- vention peut être mise en pratique,.les exemples suivants sont donnés à titre d'illustration, mais il est entendu qu'ils ne limitent en rien sa portée.
Avant de passer aux exemples, il est utile de faire remarquer que la faible quantité de butylcatéchol tertiaire souvent présente dans les résines maléates (mentionnées dans le brevet principal) comme agent anti-desquamant tend à abréger la durée pendant laquelle les substances thixotropiques obte- nues à partir de ces résines sont stables. Une faible quantité de quinone neu- tralise cet effet. Bien que les substances données ci-après contiennent de la quinone, il est évident que celle-ci n'est pas un ingrédient essentiel à la production de la thixotropie, mais est seulement présente pour permettre d'entreposer durant une plus grande période de temps, les substances obtenues.
Une résine "sans solvants" fut préparée par utilisation des ingré- dients suivants, qui furent complètement mélangés ensemble.
Parties
Tétraméthylène glycol dimétacrylate 64,0
Diéthylène glycol maléate 36.0
Butyl diperphtalate ditertiaire 1.0
Quinone 0.05
La substance ainsi obtenue est désignée dans la suite sous la dé- nomination de Composé B
Une autre résine "sans solvants" désignée dans la suite sous la dénomination de Composé A, fut obtenue par le mélange des ingrédients suivants :
Parties
Triéthylène glycol dimétacrylate 64.0
Diéthylène glycol maléate 36.0
Butyle perbenzoate tertiaire 1.0
Quinone 0.001 - EXEMPLES 1, 2 & 3 -
Parties
1 2 3
Composé B 48 48 48
Oxyde de fer rouge (Fe203) 52. 52. 52.
L'oxyde de fer rouge mélangé au composé B, donne naissance à une substance fortement thixotropique. Dans l'exemple 1, le Fe203 fut utilisé tel que reçu; dans l'exemple 2, il fut séché durant vingt-et-une heures à 105 c., dans que dans l'exemple 3, il fut séché durant 21 heures à 200 C Lorsqu'une tige en verre fut enduite par immersion à l'aide de ces différentes substances, aucun écoulement de substance ne se produisit après 16 heures à la température ambiante, ni après 16 heures supplémentaires à 100 C - EXEMPLES 4 # 5 -
P a r t i e s
4 5
Composé B 40 40
Oxyde chromique 60 60
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Dans l'exemple 4, l'oxyde chronique fut utilisé tel que reçu et contenait environ 0.3 % d'eau, tandis que dans l'exemple 5,
il fut séché à 200 C. pendant 21 heures, avant d'être employé. Dans les deux cas, une sub- stance fortement thixotropique fut obtenue lorsque les divers ingrédients fu- rent mélangés ensemble. Aucun écoulement ne se produisit sur une tige en verre enduite par immersion à l'aide des substances obtenues, ni après 16 heures à la température ambiante, ni après 16 heures à 100 C - EXEMPLES 6 & 7 -
P ar t i e s
6 7
Composé B 46 46
Oxyde de Nickel (NiO) 54.
54
Dans l'exemple 6, l'oxyde de nickel fut utilisé tel que reçu, tan- dis que dans l'exemple 7, il fut séché durant 21 heures à 200 Ce Dans chaque cas, lorsque les ingrédients ci-dessus furent complètement mélangés, ils don- nèrent naissance à une substance qui présentait des propriétés thixotropiques prononcées Sur une tige en verre enduite par immersion à l'aide de ces subs- tances, il ne se produisit aucun écoulement, ni après 16 heures à la tempéra- ture ambiante, ni après 16 heures à 100 C.
- EXEMPLES 8, 9, 10 & 11 - ----------------------- Parties s
8 9 10 11
Composé B 46 46. 52. 52.
Dioxyde de titane (Ti02) 54 54. 48 48
Le dioxyde de titane utilisé dans les exemples 8 et 9 était du type rutile. Dans l'exemple 8, il fut employé tel que reçu, tandis que dans l'exemple 9; il fut d'abord séché durant 24 heures à 200 Ce Dans les exem- ples 10 & 11, le dioxyde de titane était du type anatase; dans l'exemple 10, il fut employé tel que reçu, tandis que dans l'exemple 11, il fut d'abord sé- ché à 200 C. durant 24 heures. La substance obtenue dans chaque exemple pré- sentait des propriétés thixotropiques prononcées. Les revêtements obtenus par immersion, à l'aide de ces différentes substances, sur des tiges de verre, ne s'écoulèrent pas, ni après 16 heures à la température ambiante, ni après 16 heures à 110 C.
- EXEMPLES 12 & 13 - Parties s
12 13
Composé B 31. 31.
Silex (Si02) 69 69
Dans l'exemple 1, le silex fut utilisé tel que reçu, tandis que dans l'exemple 13, il fut séché durant 24 heures à 200 C avant d'être employé.
Les substances obtenues dans chaque cas, par mélange des différents ingrédients présentaient des propriétés thixotropiques prononcées. Les revêtements formés sur des tiges de verre plongées dans ces substances ne s'écoulèrent, ni après 16 heures à la température ambiante, ni après 16 heures à 100 C - EXEMPLES 14 & 15 -
Par t i e s
14 15
Composé B 46 46 Oxyde de zinc (Zn0) 54. 54.
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L'oxyde de zinc utilisé dans l'exemple 14 fut employé tel que reçu, tandis que dans l'exemple 15, il fut d'abord séché durant 24 heures à 200 G, Les substances résultant du mélange des ingrédients ci-dessus étaient, dans chaque cas, fortement thixotropiques. Sur des tiges de verre plongées dans ces substances, puis retirées, il ne se produisit aucun écoulement lorsqu'elles furent suspendues à la température ambiante durant 16 heures ; de même, aucun écoulement ne se produisit après qu'elles aient été soumises à la température de 100 C.durant 16 heures.
- EXEMPLE 16 - -----------
P a r t i e s
Ethylène glycol dimétacrylate 67. argile catalpo 33.
Benzoyl peroxyde 0. 3 - EXEMPLE 17 - ---------- Parties,
Tétraéthylène glycol dimétacrylate 68.
Argile catalpo 32.
Benzoyl peroxyde 0.3
Les substances résultante dans chacun des exemples 16 & 17, du mé- lange des substances ci-dessus, possédaient des caractères thixotropiques. Ce- pendant,, lorsqu'elles furent appliquées à des surfaces planes et cuites durant 16 heures à 1000C., la surface obtenue était poreuse et crayeuse et ne convenait généralement pas.
La Société demanderesse a trouvé que ce mauvais résultat pouvait être corrigé par addition d'une des résines alyd non saturées mentionnées dans le brevet principal, dans une proportion de une demi à une partie de l'ester éthylène glycol dimétacrylate. C'est ainsi que le composé A dont a parlé plus haut, fut utilisé.
- EXEMPLES 18, 19, 20 & 21 -
Parties
18 19 20 21
Composé A 58. 60. 620 66.
Argile catalpo 42. 40. 38. 34
L'argile catalpo utilisé dans ces exemples, fut séché à 105 C Les substances obtenues dans chaque cas, après mélange complet, présentaient des propriétés fortement thixotropiques. Sur les tiges de verre revêtues à l'aide des substances des exemples 18, 19.20, il ne se produisit aucun écou- lement de substance après suspension des tiges durant seize heures à la tempé- rature ambiante, ni après cuissons durant 16 heures à 100 C Cette absence totale d'écoulement est en contradiction directe avec les résultats obtenus lorsque le composé polymérisable A fut utilisé seul.
Dans ce casa en effet, lorsqu'une tige de verre fut revêtue par immersion;, à l'aide de cette substan- ce, presque toute cette dernière s'était écoulée après un court intervalle de temps durant lequel la tige fut susperdue à la température ambiante.
Dans le cas de l'exemple 21 contenant seulement 34 % d'argile ca- talpo sec environ 32 % de la substance s'était écoulée de la tige de verre après seize heures à la température ambiante.. Il est donc évident que plus de 34 % d'élément d'adjonction est nécessaire pour rendre thixotropique le mélange ré- sine-argile catalpo.
De manière à déterminer l'effet de l'acidité sur les propriétés de l'argile catalpo induisant la thixotropie., une série de substances furent préparées suivant les exemples donnés ci-dessus, le liquide polymérisable étant
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le composé C, lequel ne diffère du composé A que par la proportion de quinone (0,05 partie au lieu de 0.01 partie. Dans les exemples donnés, la valeur du pH est celle d'un extrait aqueux de l'argile. Ce dernier fut utili- sé tel que reçu.
- EXEMPLES 22, 23, 24 & 25 - Parties s 22 23 24 25
Composé C 65 65. 65. 65.
Argile catalpo 35. 35. 35. 35.
Valeur du pH de l'extrait d'argile. 3.2 4.5 5.2 6.3
Chacune des substances obtenues était fortement thixotropique.
Une tige en verre revêtue par immersion à l'aide des substances des exemples 22 à 25, ne présenta aucun phénomène d'écoulement de substance après suspension durant seize heures à la température ambiante. De même, aucun écoulement n'ap- parut après 16 heures supplémentaires à 100 C Il est donc évident que les va- riations de pH de l'argile catalpo dans les limites ci-dessus, n'ont aucun effet sur les propriétés thixotropiques des substances obtenues.
Une autre série d'expériences fut effectuée en utilisant des argi- les catalpo.de différentes acidités, qui furent séchées durant cinq heures à 200 C - EXEMPLES 26, 27, 28 & 29 -
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----------------------- Parties s
26...IL 28 29
Composé C 650 65. 65. 65.
Argile catalpo 35. 35. 35. 35.
Valeur du pH de l'extrait d'argile 3.2 4.5 5.2 6.3
Les substances obtenues dans chacun de ces exemples, étaient éga- lement fortement thixotropiques. Des tiges de verre-furent revêtues par immer- sion à l'aide de chacune ces substances. Lorsqu'elles furent suspendues à la température ambiante durant seize heures, aucune parcelle de substance ne s'é- coula. De même, aucun écoulement ne se produisit après seize heures de cuisson à 100 C
De ce qui précède, il ressort que l'argile catalpo peut être uti- lisé tel que reçu ou séché, et avec des acidités différentes, pour produire des substances thixotropiques.
Des résultats similaires furent obtenus lorsque d'autres des élé- ments d'adjonction mentionnés précédemment, furent utilisés, tels que l'argile bucca, l'argile figuline du Kentucky et la bentonite.
- EXEMPLES 30 & 31 - Parties s
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-2-0- -.Li-
Composé C 650 65.
Argile bucca 35. 35.
Dans l'exemple 30e l'argile bucca fut utilisé tel que reçu, tandis que dans l'exemple 31, il fut séché durant 21 heures à 200 C. Dans les deux cas, les substances obtenues étaient fortement thixotropiqueso Aucun écoule- ment de substance ne se produisit à la surface de tiges de verre revêtues par immersion à l'aide de ces substances, ni après seize heures à la température ambiante, ni après une cuisson de 16 heures à 100 C
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- EXEMPLES 32 & 33 - ---------------- Parties s
32 33
Composé C 50. 50.
Argile figuline du Kentucky 50. 50.
Dans l'exemple 32, l'argile figuline du Kentucky fut utilisée telle que reçue, tandis que dans l'exemple 33, elle fut d'abord séchée à 200 C. durant 21 heures. Sur des tiges de verre plongées dans les substances thixotropiques de ces exemples, il ne se produisit aucun écoulement de substance, ni après 16 heures à la température ambiante, ni après 16 heures à 100 C.
- EXEMPLES 34 & 35 -
Parties s
34 35
Composé C 64. 47.
Bentonite (alcaline) 36. 53.
La bentonite de l'exemple 34 fut utilisée telle que reçue, tandis que celle de l'exemple= 35 fut séchée à 2000C. durant 21 heures. Dans les deux cas, la substance obtenue était fortement thixotropique. Sur des tiges de verre plongées dans ces deux substances, il ne se produisit aucun écoulement, ni après 16 heures à la température ambiante, ni après 16 heures supplémentaires à 1000C.