BE654232A

BE654232A -

Info

Publication number: BE654232A
Authority: BE
Priority date: 1963-10-12
Filing date: 1964-10-09
Publication date: 1965-04-09

Description


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    '. Il   est connu d'enduire les   surfaces   métalliques avec 
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 "r',' clés,'polymbrçs, par exemple en vue d'une protection anti-oorro" Il l, 1 sive, ou d'un scellage ultérieur à chaud. Il est toutefois aou- vent   'difficile   d'obtenir une adhérence suffisante entre le re   vêtement a base   de polymère et le support métallique, On   appli.   que pour cette raison, comme agents améliorant   l'adhérence,   des vernis et/ou des solutions de   polymères   comme couche   intermé-   diaire 
Le   'travail   avec des solvants organiques présente tou- tefois certains inconvénients, tels qu'odeur désagréable et risques d'incendie. 



     On   a également déjà essayé d'améliorer l'adhérence des polymères sur les surfaces métalliques par incorporation, dans les polymères, de certains monomères, tels que l'acide   acrylique;   les propriétés du revêtement, par exemple la   résie..   tance à l'eau, l'imperméabilité à l'eau, à la vapeur d'eau, aux gaz et aux arômes, la résistance aux alcalis et le oompor.. tement physiologique, s'en trouvent toutefois souvent défavora- blement influencées. 



   La présente invention se rapporte à l'emploi de oer- taines dispersions aqueuses de polymères assurant, en tant que couches intermédiaires, une bonne adhérence entre la surface métallique et la couche finale, sans altérer les propriétés de cette dernière. 



   On a trouvé qu'on peut enduire, de façon avantageuse, des surfaces métalliques avec des polymères, avec emploi d'une couche intermédiaire assurant une bonne adhérence, en appliquant 

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 sur la surface, comme couche de ce genre, une dispersion aqueu- se d'un copolymère obtenu par polymérisation en émulsion de 5 à 30% en poids d'acide acrylique et/ou d'acide méthacrylique et de 95 à 70% en poids de monomères insaturés à la façon de l'éthylène, formant des homopolymères insolubles dans l'eau. 



   Par revêtements à base de polymères, on entend des revêtements constitués de solutions, .de dispersions, de suspen- sions ou de poudres à base de substances à poids moléculaire élevé, obtenues par polymérisation de composés insaturés à la façon de l'éthylène. 



   Il va de   s oi   que ces revêtements à base de polymères peuvent encore renfermer des polymères modifiés ou des mélanges de polymères avec d'autres produits pour vernis, tels que rési- nes alkydes, résines polyesters, résines urée-formaldéhyde, ré- sines phénol-formaldéhyde, résines mélamine-formaldéhyde et le cas échéant, des auxiliaires, par exemple des stabilisats des catalyseurs, des plastifiants ou des pigments. 



   Comme supports métalliques on choisira ,de préféren- oe, des objets métalliques à grande surface, par exemple sous forme de tôles, de tubes, de feuilles et/ou des feuilles plas- tiques recouverte d'une couche métallique par le prooédé de   métallisation   par évaporation. 



   Par objets métalliques à grande surface on entend, notamment, des fouilles et des tôles d'aluminium, des tôles de fer et d'acier, ou d'autres feuilles ou tôles métalliques. Ses objets sont utilisés, par exemple, dans l'emballage ou comme   t8les     laquées   dans la construction métallique, par exemple pour réfrigérateurs, meubles en acier, étagères et récipients métal-   liques .    



   Les dispersions   aqueuses   utilisées comme couches in- 

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 termédiairs renfermeront des copolymères contenant 5 à   30%   en poids, notamment 6 à 20% en poids, d'acide acrylique et/ou d'acide méthacrylique polymérisés en mélange avec les autres constituants. En plus de ces acides, les copolymères contien- nent   95 à     70%   en poids de composés polymérisables insaturés à la façon de l'éthylène, formant des homopolymères insolubles dans l'eau. 



   Comme monomères formant des homopolymères insolubles dans l'eau on citera, notamment, les esters d'acide acrylique ou méthacrylique, le constituant alcool de ces esters portant, de préférence,1 à 8 atomes de carbone. A titre d'exemples d'esters de ce genre, on citera: les acrylates et/ou méthacry- lates de méthyle, d'éthyle, de   n-propyle,   d'isopropyle, de n-bu tyle, d'isobutyle, de tert.-butyle, de oyolohexyle et d'éthyle- 
2 hexyle.

   Les aorylates ou méthaorylates utilisés comme   consti-   tuants de polymère insoluble dans l'eau, peuvent, en   partiel-   être remplacés par d'autres monomères formant des homopolymères insolubbles dans l'eau, notamment par du styrène et de l'acrylo nitrile, ainsi que par   des'esters   vinyliques, tels que l'acétate et le propionate de vinyle; du butadiène;

   des esters d'acide maléique, d'acide fumarique, d'acide   itaoonique,   du chlorure de vinyle et de   vinylidène,   du méthaorylonitrile ou des N-di- alooylamides d'acides carboxyliques insaturés en   ce,µ.   Au moins   15%   en poids du polymère formant la oouohe intermédiaire seront constitués d'esters acryliques et/ou   méthaoryliques   portant 1   à   8 atomes de oarbone dans le radical alcool. 



  A la place d'acide acryliqu et ou méthacrylique, on peut, le cas échéant,, incorporer par polymérisation d'autres monomères formant des homopolymères solubles dane l'eau. comme monomères de ce genre on citera, notamment, les sels de   l'aide   

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 acrylique et/ou méthaorylique, l'acrylamide et le   méthaoryla-   mide et leurs produits N-substitués, tels que le N-méthylola- 
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 crylamide et le N-méthylolméthaorylamide les N-vinyllactamee# comme la X-vinylpyrrolidone, l'acide vinyleulfonique et see sels, ainsi que les mi-esters glycoliques d'acides carboxyli- ques polymérisables, tels le monoacrylate de glyool,

   ou encore les produite d'éthoxylation ou de propoxylation supérieurs d'acides oarboxyliques polymérisables ou les amides d'acides   carboxylique.   La quantité des monomères précités ne dépassera avantageusement pas 505 en poids, par rapport à la proportion d'acide acrylique ou méthacrylique dans le polymère.- 
Les dispersions aqueuses de polymères à utiliser com me couches intermédiaires conformément au procédé selon l'inven- tion, peuvent être obtenues, de façon connue, par polymérisa- tion en émulsion. Leur préparation ne rentre pas dans le cadre de la présente invention. 



   Les couches intermédiaires obtenues à partir de ces dispersions aqueuses assurent une excellente adhérence entre le,support et les revêtements à base des polymères décrits plus haut, 
L'emploi de ces dispersions rend superflu un laquage préalable avec des solutions de polymères organiques ou d'au- tres vernis à base de solvants organiques. 



   Les avantages techniques qui découlent de l'emploi des dispersions précitées comme couches intermédiaires sur les supports, sont évidents lorsqu'on considère qu'on peut renon- cer à l'emploi de solvants organiques coûteux, aux dispositifs d'essorage et aux installations pour la récupération des sol- vants,, et que les risques d'une intoxication des ouvriers par les vapeurs de solvants et tout danger d'incendie sont inexis- tants. 

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   L'application des dispersions selon l'invention peut avoir lieu, par exemple par pulvérisation au pistolet ou au moyen de dispositifs semblables, au pinceau, par coulée au moyen de cylindres suivie d'une égalisation à l'aide de brosses à air ou de racles, ou encore, par exemple par immersion. 



   Le procédé à ohoisir de préférence dépend de la constitution du support, 
Pour obtenir des effets spéciaux, la dispersion peut   Atre     mélangée,   si désiré, aveo d'autres substances, par exemple des plastifiants, des émulsifiants, des protecteurs   oollotdaux,   des épaississants, des agents améliorant l'étalement, des agents d'azurage optique, des colorante ou des pigments. 



   Les parties et les pour cent indiqués dans les exem-   ples   suivants sont en poids.   Les   quantités à appliquer se rap- portent aux substances sèches. 



    EXEMPLE 1.-    
On enduit au pistolet des tôles à emboutir en acier,. d'une épaisseur de 0,7 mm, passées au papier émeri et dégrais- sées, d'une couche mince d'une dispersion aqueuse d'un copoly- mère   à   base de 58% d'aorylate d'éthyle, de   20%   de styrène de 
10% d'aorylonitrile, de   10%   d'acide acrylique et de   2%   de   N-mé-   thylolméthacrylamide Le pH de la dispersion a préalablement été réglé à 9 par addition de N-diméthyléthanolamine,    enduite La tôle est/chauffée pendant 20 minutes à 150 0.

   Sur   cette couche de fond, on applique un organosol a) non pigmenté et b) pigmenté avec 15% de bioxyde de titane, constitué chaque fois, de 100 parties de chlorure de   polyvinyle   transformable en pâte, de 25 parties de phtalate de dioctyle, de 25 parties d'un hydrocarbure aliphatique (limites d'ébulli- tion 155 à   185 C),   de 1,5 partie d'un stabilisant d'étain et 

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 de 20 parties d'un mélange de cétones supérieures et de chlo- rure de méthylène.

   La couche de finition appliquée en une épais- seur de 300  est gélatinisée pendant 15 minutes 4   180 0,   
Les revêtements ainsi obtenus sont comparés avec des films de chlorure de polyvinyle appliqués sur des tôles à emboutir ayant reçu une couche de fond à base d'une solution de 20 parties d'un copolymère de chlorure de vinyle, de 6 par- ties de résine époxy, de 4 parties de diphényle chloré, de 1 partie d'un polyamino-amide et de 80 parties d'un mélange de toluène, de méthyléthyloétone, d'éthylglycol, d'acétate d'é- 
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 thylglyool, de butanol, de atdthylisobutyloétone et d'acétate d'éthyle. 



   Les résultats de l'examen des tôles sont donnés dans le tableau ci-après 
La structure, l'adhérence et l'épreuve de flexion sont oaraotériséeo par les notes 1 à 5 1=excellent 5=mau- vais). 



   Pour évaluer le brillant, on s'est servi du photo- mètre de Lange, dont l'échelle est réglée à 50% au moyen d'une plaque de verre noir. 
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  Caraot4rioti92!qs a) enduotlon aygo¯un oraanosol non pigmtnté 
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<tb> Couche <SEP> de <SEP> fond
<tb> Dispersion <SEP> Solution
<tb> structure <SEP> 1 <SEP> 2 <SEP> 2
<tb> 
<tb> adhérence <SEP> 1 <SEP> 2 <SEP> 2
<tb> 
<tb> épreuve <SEP> de <SEP> flexion <SEP> (norme <SEP> allemande
<tb> DIN <SEP> 53 <SEP> 152) <SEP> 1-2 <SEP> 1-2
<tb> dureté <SEP> au <SEP> pendule <SEP> (norme <SEP> allemande
<tb> DIN <SEP> 53 <SEP> 157) <SEP> 55" <SEP> 56"
<tb> enfoncement <SEP> suivant <SEP> Erichsen <SEP> (norme
<tb> allemande <SEP> DIN <SEP> 53 <SEP> 156) <SEP> : <SEP> 12 <SEP> mm <SEP> 12 <SEP> mm
<tb> 
 

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 b) !2!2¯Y2¯¯22!2¯E!S!! 
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<tb> Couche <SEP> de <SEP> fond
<tb> Dispersion <SEP> Solution
<tb> structure: <SEP> 2 <SEP> 2
<tb> 
<tb> adhérence:

   <SEP> 2 <SEP> 2
<tb> 
<tb> épreuve <SEP> de <SEP> flexion <SEP> (norme <SEP> allemande
<tb> DIN <SEP> 53 <SEP> 152); <SEP> 1-2 <SEP> 1-2
<tb> dureté <SEP> au <SEP> pendule <SEP> (norme <SEP> allemande
<tb> DIN <SEP> 53 <SEP> 157): <SEP> 70 <SEP> 69
<tb> 
 enfoncement suivant   Eriohsen   (norme allemande DIN 53 156): 11 mm 12 mm
Les écarte entre les valeurs obtenues se situent dans les limites d'erreur admises. Il résulte de l'examen que la couche de fond obtenue aveo la dispersion de polymère four: nit, pour une couche de finale à base d'un organosol, les mê mes résultats que la solution de polymère d'une oonstitution plus complexe et plus difficile à manipuler. 



   EXEMPLE   2.-.   



   On enduit de façon connue, au moyen d'un rouleau, une feuille d'aluminium d'une épaisseur de   15   aveo une dis- 
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 persion aqueuse d'un copolymbre à base de 58% d'acrylate dré-   thyle,   de 20% de styrène, de 10%   d'aor.ylonitrile,   de 10% d'a- cide aorylique et de 2% de   N-méthylolméthaorylamide,   après quoi on égalise au moyen d'une brosse   à   air On sèche ensuite la feuille (70 à   130 0)   dans un oanal de séchage avec de l'air ohaud. La quantité appliquée s'élève à 1,5 g/m2 
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 Ù Sur cette couche de fond., on applique ,!la90n analo- gue, une dispersion aqueuse d'un copolymère à base de ohloru- re de vinylidène et   d'aorylate   de méthyle (90/10), puis on sèche.

   On obtient 'une feuille   d'aluminium   enduite d'un revête- 'ment de matière plastique qui ne se laisse plus retirer au moyen d'un ruban adhésif d'une largeur de 5 cm (épreuve ef- fectuée en pratique).      

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  EXEMPLBt- éhàui% préalablemen% une iéuille d'aluminiUm On enduit préalablement une feuille d'aluminium une épaisseur de   15 ce   avec 2 g/m2 d'une dispersion aqueuse   1,environ     40%   d'un copolymère à base de 30% de propionate de vinyle, de 28% d'acrylate de butyle, de 30% de méthacrylate de méthyle, de   6%   d'acide acrylique et de   6%   d'aorylamide. 



   Au cours d'une deuxième opération, on applique sur 
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 lé feuille 15 g/m2 d'une dispersion à 50% à base de 33% dta-   crßlate   de butyle de 33% d'acétate de vinyle, de   33%   de chlorure de vinyle et de 1% d'acrylate de méthyle. 



   Le revêtement entier en matière plastique est par-   faitement   ancré sur la feuille d'aluminium qui se laisse très bien sceller à chaud. 



   EXEMPLE 4 
Sur des tôles d'aluminium d'une épaisseur de 0,7 mm on applique au   pistolet   une dispersion aqueuse à   40%   d'un co-   polymère   à base   de-50%   d'acrylate   d'i-butyle,   de 30% de sty 
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 rêne, de leo d'acryionitrile, de 8% d'acide acrylique et de 2% de N-méthylolméthacrylamide, après quon sohe pendant 30 minutes à 150 c 
Sur les tôles ainsi traitées, on applique au pisto- let un vernis de finition a) à base d'une combinaison de ré- 
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 sine ricinéne-alkyde-carbami,de (pigmentée avec du bioxyde de titane) et b) à base d'une résine acrylique réagissant à chaud (pigmentée avec du bioxyde de titane).

   Le vernis de finition a) est séché pendant 30   minutes   150 c le vernis b) est sou- mis   à   une cuisson au four pendant 45 minutes à 180  
Les revêtements sont examinés comme suit: 
1) adhérence (méthode du quadrillage) (norme allemande DIN 53 151) 
2) épreuve de flexion (norme allemande DIN 53 152) 

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 3) enfonoem<:n1 suivant Brichaon (norme allemande DIK 53 156)   Caractéristiques   
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<tb> vernis <SEP> à <SEP> base <SEP> vernis <SEP> à
<tb> de <SEP> résine <SEP> al- <SEP> base <SEP> de
<tb> kyde <SEP> résine <SEP> aorylique
<tb> adhérence <SEP> : <SEP> 2 <SEP> 1
<tb> 
<tb> épreuve <SEP> de <SEP> flexion <SEP> 2-3 <SEP> 3
<tb> 
 
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 enfoncement suivant.3richseni 6,2 mm 311 mm Résultats :

   
La couche de fond obtenue avec la dispersion de polymère donne, avec les vernis de finition, des revêtements d'une excellente adhérence sur métaux,   REVENDICATIONS.-  
1.- Procédé pour l'enduction, de surfaces   métalli-   quea avec des   polymères,   avec emploi d'une couche intermédiai- re assurant l'adhérence, caractérisé en ce qu'on utilise, comme couche intermédiaire entre le métal et la couche de fini- tion en   polymère,   une dispersion aqueuse d'un copolymère obte- nu par polymérisation en émulsion de 5 à 305 en poids d'acide acrylique et/ou   méthacrylique   et de 95 à   70%   en poids de com- posés polymérisables insaturés à la façon de l'éthylène, for mant des homopolymères insolubles dans l'eau.

Claims

2.- 'Procédé suivant la revendication 1, caractérisé en ce qu'on utilise comme supports, des feuilles, des t8les ou des tubes d'aluminium.

3 Procédé suivant la revendication 1, caractérisé en ce qu'on utilise comme supporte métalliques, des tôles ou des tube$ d'acier.

4.- Procédé suivant la revendication 1, caractérisé en ce qu'on utilise comme revêtements à base de polymères, des polymères constitués d'au moins 50% en poids de chlorure de EMI9.4 ..¯¯..¯., ...,.. 2 - -- foi vinyle et/ou de chlorure de vinylidène'