BE878362A

BE878362A - Composition de revetement en dispersion aqueuse et son procede d'application a des objets moules

Info

Publication number: BE878362A
Application number: BE0/196828A
Authority: BE
Inventors: J Martyn; T Kaltenbach
Original assignee: Grow Group Inc
Priority date: 1978-08-21
Filing date: 1979-08-21
Publication date: 1979-12-17
Also published as: WO1980000447A1; SE8002942L; JPS582968B2; NZ191365A; GB2039914A; JPS55500578A; GB2039914B; ZA794164B

Description

Composition de revêtement en dispersion aqueuse et son procédé

desdites compositions à des matières plastiques armées de fibres.

en feuille ou d'une masse de moulage en masse. C'est cette masse de moulage en feuille ou en masse qui est moulée sous compression pour constituer l'élément ou le substrat voulu. Une matière plastique armée de fibres est décrite

titre de référence dans le présent mémoire..

Le brevet des Etats-Unis d'Amérique n[deg.] 3 787 230 concerne l'application d'une peinture pulvérulente en suspension aqueuse appliquée à un objet lorsque ladite peinture est en suspension _sensiblement uniforme. L'industrie a été particulièrement intéressée par l'obtention de cornposi,tiens de revêtement qui ne présentent aucun risque: pour. l'environnement et qui produisent peu ou pas d'émission

dans l'atmosphère. Un problème particulièrement irritant a été posé par l'application de compositions de revêtement

à une matière plastique armée de fibres constituant une masse de moulage en feuille de façon à produire une pellicule sensiblement exempte de piqûres.

La présente invention concerne une composition

de revêtement en dispersion aqueuse consistant essentielle-

présentant une concentration volumique du pigment d'au moins 10 dans un véhicule aqueux, composition dans laquelle le véhicule aqueux contient à. l'état dispersé un agent tensioactif non ionique en quantité comprise entre environ 0,01 et 10 % en poids de la totalité de la composition

de revêtement ; et un agent organique de dispersion en

tion de revêtement est appliquée à une matière plastique <EMI ID=8.1>

feuille. ' '

Les compositions .de revêtement de la présente invention, englobant pratiquement coûtes les compositions de revêtement époxy non hydrosolubles. Des matières époxy

comprennent celles ayant un équivalent époxy compris entre environ 650 et 1000. Il est préférable que la matière époxy soit solide dans les conditions normales de tempéra- . ture et de pression. Des Usines représentatives du commercé qui peuvent être utilisées pour la mise en oeuvre de 1 [deg.] invention comprennent

Il est bien entendu que le terme "époxy" est considère corme englobant les résines qui contiennent le

préférable que le composé époxy utilisé soit polymère et qu'il contienne plus d'un groupe ëpoxy par molécule,

souhaitable de faire réagir une partie des sites réactifs
(par exemple hydroxyle ou dans certains cas époxy) avec une substance de modification pour faire varier les caractéristiques filmogènes de la résine. Par exemple,

carboxylique, en particulier un acide gras. On préfère plus particulièrement les acides gras saturés.

polyglycidyliques d'acides polycarboxyliques qui sont produits par réaction de,l'épichlorhydrine ou de composés époxy analogues avec un acide polycarboxylique aliphatique ou aromatique tel que l'acide oxalique, l'acide succinique, l'acide glutarique, l'acide tërephtaliquec l'acide 2,6-

etc. A titre d'exemples, on peut citer l'adipate de glycidyle et le phtalate de glycidyle. Des polyépoxydes

alicycliques : par "exemple en présence d'oxygène et de catalyseurs métalliques sélectionnés en présence d'acide

en pratique.

Une classe de polyépoxydes qui peuvent être utilisés comprend des polymères acryliques renfermant, des groupes époxy. Ces polymères acryliques sont de préférence des polymères préparés par copolymérisation. d'un monomère insaturé renfermant des groupes époxy comme'

par exemple l'acrylate ou le méthacrylate de glycidyle,

un monomère insaturé hydroxylé et au moins un autre monomère insaturé.

Une autre classe de substances époxy comprend

les substances époxy cycloaliphatiques dans lesquelles

un noyau cycloaliphstique saturé (par exemple penta ou hexagonal) est condense avec un. noyau oxirane comme le

6-oxy.

La composition de revêtement en dispersion de la présente invention peut être parfaitement définie comme étant une dispersion d'une peinture pulvérulente. Le terme "dispersion" signifie que des particules présentant une dimension comprise entre environ 1 et 100 microns sont présentes et'sont dispersées uniformément dans le véhicule aqueux. De très petites particules sont utilisées de façon à pouvoir produire des pellicules ou films minces
(moins de 0,1 mm) . La présence de très grandes particules empêcherait d'obtenir de minces.pellicules lisses. Par l'expression "peinture . pulvérulente", on entend une matière particulaire qui contient tous les composants nécessaires pour une composition de peinture et qui peut être obtenue en éliminant le solvant d"une peinture

réticulation, des pigments, etc pour obtenir les particules solides de peinture, comme décrit dans le brevet des

de référence dans le présent mémoire. Il est. également possible d'avoir recours à d'autres procèdes tels qu'un séchage par atomisation, un mélange à l'état fondu
(extrusion) ou un broyage à billes pour obtenir une

tout solvant organique qui peut être utilisé correctement dans les limites des paramètres de traitement pour préparer les particules de peinture pulvérulente à partir

glycol), le méthyl Carbitol, le butyl Carbitol, l'hexyl Carbitol et d'autres esters, cétones, alcools organiques, etc. Parmi les solvants énumérés ci-dessus, on préfère

le méthy&#65533;. Cellosolve.

Une caractéristique importante de la composition de revêtement de la présente invention réside dans l'utilisation de pigments qui confèrent une grande couverture.

Il s'est avéré souhaitable d'utiliser des pigments tels que le bioxyde de titane, des carbonates, sulfates et silicates, etc de métaux alcalino-terreux, par exemple le sulfate, le carbonate ou le silicate de baryum, de calcium ou de magnésium, l'argile; le calcaire., le noir de carbone et d'autres pigments comme les chromâtes, les colorants, les agents de coloration, les mordants, les charges, etc, le

de zinc et de sulfate de baryum.

Il est préférable que la concentration volumique

concentration volumique du pigment pour obtenir la rhéologie correcte au cours de la cuisson ou du durcissement de

la composition de revêtement. La valeur correcte de

composition de revêtement coule dans une trop grande mesure pendant le durcissement. La valeur correcte de la concentration volumique du pigment permet de maîtriser

le fluage de la composition.

,Il est préférable que la composition de revêtement époxy soit une composition de revêtement thermodurcissable renfermant un agent de réticulation. Bien qu'on

comme ceux du type mélamine, il est préférable qu'il soit un isocyanate et en particulier un isocyanate bloqué. Il est possible d'utiliser d'autres agents de réticulation

glycol ou un polyester polyol ou de simples polyols comme les glycols, par exemple l'éthylène glycol et le propylêne glycol ainsi que d'autres polyols tels que le. glycérol, 'le

cyanates organiques convenables est.indiquée dans le brevet <EMI ID=32.1>

dans le présent mémoire.

Il est possible d'utiliser un certain nombre d'agents de blocage pour produire l'isocyanate bloqué qui

présent cas. Ces agents- de blocage sont des types phénol, lactose, méthylène actif, alcool, mercaptan, acide-amide,

applique très avantageusement un agent du type cétoxime et de préférence une dialkyl cétoxime comptant de 1 à 4 atomes de carbone par groupe alkyle. De préférence, l'isocyanate bloque est un diisocyanate d'isophorone bloque par une oxime, qui est vendu par la société Cargill sous la marque déposée "Powder Coating Curing

(époxy, agent de réticulation et pigments) , qu'on appellera ci-après "matière de base", il est possible de l'injecter dans un bain agité d'eau désionisée, en utilisant une buse du type à action hydrodynamique comme la- buse "Teejet"

de l'orifice 0,58 mm) La plage et la distribution granulométriques peuvent être réglées par la viscosité, le type de solvant et de matières solides de la peinture ainsi que par la dimension et la position de la buse,

la configuration de l'agitateur et la vitesse de fonctionnement de ce dernier qui est utilisé pour agiter

particules de peinture pulvérulente selon le brevet des

dispersion de la peinture sous forme de gouttelettes dans l'eau, elle est agitée pour assurer un transfert de solvant des gouttelettes à l'eau- La peinture précipitée est séparée du mélange de solvant et d'eau et est rincée dans

résiduels. La poudre est ensuite séparée du liquide en utilisant des techniques classiques de filtration.

lente humide et de l'utiliser sous forme de poudra à introduire dans le véhicule aqueux contenant les autres composants, comme décrit plus bas, ou bien il est possible de disperser la poudre humide dans un milieu aqueux analogue à celui décrit ci-après.

Après obtention de la poudra ou utilisation du gâteau humide obtenu par le procède décrit ci-dessus, il est possible d'obtenir la composition finale de revêtement. Il s'est avéré souhaitable d'ajouter une matière hydrosolu- .

qui est destinée à empêcher la prise en masse de la poudre lors de l'élimination de l'eau à température ambiante. Ainsi, une dispersion aqueuse d'une poudre projetée sur

les côtés de récipients peut être réincorporée dans la masse de la matière. La matière à point d'ébullition

élevé est présente en une quantité comprise entre 0,5

et 15 % en poids environ de la poudre sèche,- Au cours de

la formulation de la composition aqueuse de revêtement,

on utilise un agent tensioactif non ionique pour permettre à la partie liquide d'une matière de mouiller plus facilement la poudre. Cet agent tensioactif est généralement présent dans une proportion comprise entre environ 0,1 et
10 % en poids de la concentration de la poudre sèche.

Des agents tensicactifs non ioniques appropriés sont des esters de sorbitanne et d'acides gras, des esters polyéthoxylés de sorbitol et d'acides gras, des esters polyéthoxylés d'acides gras,. des alcool-éthers polyéthoxylés, des esters

polyéthoxylés d'acide phosphorique.

Il semble également nécessaire d'incorporer un agent de dispersion en une quantité comprise entre environ <EMI ID=43.1>

la peinture: pulvérulente, qui est attirée vers la matière êpoxy particulaire en dispersion ou en suspension

Demanderesse ne désire pas être alliée à une théorie quelconque, elle pense que l'utilisation de l'agent de dispersion. forme une doubla couche électrique de

empêche donc l'agglomération des particules. Les agents de dispersion préférés sont des agents de dispersion du

acrylique). D'autres agents de dispersion anioniques peuvent comprendre la lécithine, des sels hydrosolubles qui sont des sulfates d'alkyle, des sulfates d'alkyle polyéthoxylés, des phosphates hydrosolubles tels que le

etc. Facultativement, il s'est avéré souhaitable d'ajouter un agent anti-mousse pour contrôler la formation de bulles. La présence de bulles, dans le produit final est inacceptable du point de vue de l'emballage et de la possibilité d'altérer la continuité de la pellicule finale. La proportion de l'agent anti-mousse utiliser généralement est comprise entre 0,5 et 3 % en poids environ par rapport au revêtement de poudre sèche et cette proportion varie en fonction des agents tensioactifs . décrits plus haut- Un agent anti-mousse approprié est un produit connu sous la marqué déposée "Nalco 2341" qui est une matière organique contenant de la silice.

Le pH de la composition de revêtement doit être du côté basique, convenablement de 8 à 12 environ,.avantageusement de 8,0 à. 9,5 environ et de préférence de 8,3 environ. Une amine ou autre composé basique est utilisé pour établir le pH basiqae du système. L'amine est ajoutée <EMI ID=48.1>

en poids selon la nature de la poudre et les autres .agents tensioactifs utilisés, ues aminés 'organiques appropriées sont celles ayant un point d'ébullition <EMI ID=49.1>

dipropanolamine, etc..

Il s'est avéré souhaitable d'ajouter des épaississants en une quantité comprise entre 0,1 et

tration des matières solides de la poudre dans la dispersion finale, la nature de la poudre et la distribution granulome trique de cette dernière dans le produit final. Il est possible d'ajuster la concentration pour obtenir la fluidité voulue selon les besoins. En outre

ques hydrosolubles, des polyuréthannes, des substances cellulosiques ou autres hauts polymères ou matières formant un gel comme des argiles modifiées du type "Bentonite", etc.

Il s'est avéré avantageux de poursuivre l'addition d'une matière utilisée pour ajuster le pH jusqu'au dernier moment, puis d'ajouter un agent de dispersion

la composition finale de revêtement, le gâteau de poudre ou poudre sèche est ajouté sous agitation. Comme pour la plupart des incorporations de matière solide dans des

ration incontrôlable.

On poursuit l'agitation jusqu'à ce que le mélange devienne relativement homogène et fluide. Il faut prendre soin d'éviter d'élever la température du. mélange au point d'aboutir à. une instabilité de la dispersion. Cette température varie mais, pour la matière <EMI ID=54.1>

décrite dans le: présent mémoire a été encore broyée en utilisant soit un appareil d'attrition connu sous la

couvrant une partie d'un équipement qui assure un broyage fin et rapide), soit un broyeur à grenaille. Au laboratoire, pour obtenir un broyage supplémentaire on a utilisé'un bêcher en acier inoxydable refroidi par eau, des perles

de verre de 4 mm et un disque en acier monté sur un arbre d'un agitateur à grande vitesse. La matière particulière se comporte parfaitement à une finesse de broyage Hegeman,

La dispersion aqueuse d'une poudre décrite dans le présent mémoire peut être appliquée par toute technique classique., par exemple par immersion par pulvérisation,

etc bien que l'on préfère la pulvérisation.

La composition de revêtement de la présente invention est appliquée de préférence à une masse de moulage en feuille. La masse de moulage en feuille, lorsqu'elle

est moulée se compose d'une matière plastiqué très ferme, présentant parmi ses composants une armature de fibres de verre et un polyester thermodurcissable. On peut préparer le polyester en faisant réagir deux parties d'anhydride

du phtalate de diallyle à un rapport de 1:2 parties du polyester par partie du composé insaturé. On polymérise. la composition en présence d'un catalyseur approprié telqu'un peroxyde.

ti,on et la fait durcir sous haute pression à environ 177[deg.]G.

IL s'est également avéré souhaitable d'ajouter des charges telles que de l'amiante, du sisal, du talc,. du carbonate de calcium "Barytes". (sulfate de. baryum), des sphères de verre creuses, du carbone, etc.

Pendant le moulage et le durcissement de la matière plastique armée de fibres ou de la masse de moulage en feuille, un gaz est emprisonne dans les poches de

la matière plastique formée. Antérieurement, lorsque des compositions de revêtement formant les couches de finition étaient appliquées et cuites, il se posait un problème pour l'évacuation.du gaz contenu dans les poches à la :haute température de cuisson des compositions de revêtement de la technique antérieure. On obtenait également des configurations déformées par suite de la haute température de cuisson.

Toutefois, grâce au procédé de cuisson décrit plus loin, de la composition de revêtement de la présente invention, le gaz est sensiblement élimine des masses

de moulage en feuille et les piqûres de la couche de finition sont sensiblement supprimées.

Le procédé de durcissement de la composition

de revêtement de la présente invention est mis en oeuvre, lorsqu'une masse de moulage en feuille constitue le substrat, en appliquant la composition de revêtement normalement à la température ambiante, en chassant l'eau par évaporation à une température comprise entre environ

période, généralement comprise entre environ 1 et 20 minutes, puis en portant la température de durcissement

période comprise entre environ 1 et 30 minutes. Il a été possible de faire durcir le revêtement à une température

vendu par la société Ciha-Geigy sous la désignation "XU232", qui. est une poudre à température ambiante et un produit d'addition d'une amine et d'un ëther de glycidyle. Après avoir chasse l'eau par évaporation au cours de l'étape de chauffage préliminaire, la poudre est présente sur la masse de moulage en feuille sous forme de particules.

fluer car la température est suffisamment basse pour qu'il s'établisse ce que l'on peut considérer en principe comme un revêtement discontinu des particules de peinture. Lorsque la température est augmentée, l'air qui peut

être emprisonné dans le substrat de la masse de moulage en feuille peut s'échapper. A mesure que le durcissement de

la composition de revêtement se produit, la poudre de matière époxy fusionne de façon que la pellicule discontinue dans laquelle la matière ëpoxy se trouvait précédemment se transforme en un film continu. Lorsque la température de durcissement est atteinte, un film continu de revêtement à base de matière époxy recouvre le. substrat constitué de la masse de moulage en feuille.

La masse de moulage en feuille, qui peut être utilis.ée présente une densité à là fois normale et faible et peut contenir des sphères ou fibres de verre. L'épaisseur de la composition aqueuse de revêtement à l'état humide est comprise entre 0,025. et 0,25 mm environ, de préférence elle est d'environ 0,1 mm. La température de précuisson est de 49[deg.]C pendant environ 10 minutes.

Après durcissement, l'objet peut être enduit soit d'un apprêt pour tôle qui est préféré, soit d'une matière de revêtement qui est utilisée habituellement comme couche de finition pour des objets industriels. Il est possible d'utiliser tout apprêt ou revêtement de finition bien connu.

Exemple

On prépare une composition de revêtement en utilisant la matière de base décrite ci-après qui est formulée avec les composants suivants :

"Modaflow" {marque déposée de la

société Monsanto pour un agent

On formule la composition de revêtement décrite ' plus haut de l'état de peinture liquide à l'état de particules sèches en ajoutant 17 200 parties en poids de la composition ci-dessus à 335,000 parties en poids d'eau

<EMI ID=66.1> .de la surface de l'eau sur une lame à dents de scie rotative d'un mélangeur à cisaillement dent l'orifice de la <EMI ID=67.1>

fait tourner la lame à raison de 1410 mètres/minute. Le temps nécessaire pour faire passer la peinture liquide. à travers l'orifice est d'environ 4 minutes à raison de 3,785 litres/minute. Les particules produites constituent une matière abrasive finement divisée que l'on sépare de

dans un autre bain contenant une quantité égale d'eau dësionisëe afin d'éliminer une quantité supplémentaire de solvant et on filtre à nouveau ces particules au moyen d'un filtre à vide comportant une bande mobile. On traite en-

matière non volatile comme indiqué ci-dessous.

On prépare la composition finale de revêtement' en dispersion avec les composants suivants : Composants parties 'en poids

:matières solides du gâteau

la Union Carbide pour un agent

tensioactif non ionique, liquide à

température ambiante, contenant de

et 6 moles d'oxyde d D éthylène avec

un rapport calculé entre les parties

tration de 25 %)

On pulvérise la composition de revêtement à

comme décrit plus haut au moyen d'un pulvérisateur de type classique sur une masse de .moulage en feuille préparée comme indiqué ci-dessus. On disperse uniformément leur composition de revêtement et la pellicule telle qu'elle

pendant 20 minutes, Par la suite, la pellicule durcie présente un fini dur correspondant à la dureté d'un

d'adhérence sur des incisions entrecroisées et on constate que la totalité de la pellicule est retenue par le substrat.

finale d'une dispersion non aqueuse d'une peinture acrylique thermodurcissable disponible dans le commerce. On traite le

sion et de tâche de savon et il ne manifesté aucune défaillance.

Il convient de noter que la dispersion aqueuse peut contenir aussi une quantité d'une charge conductrice assurant une conduction efficace pour rendre la composition de revêtement conductrice. Des charges conductrices convenables comprennent le graphite, le noir de carbone, le "ferrophos", des pigments métalliques tels que la aluminium,

que la masse de moulage en feuille revêtue soit conductrice. Cela permet d'utiliser des techniques de pulvérisation

d'un apprêt et de la couche de finition.

Il va de soi que de nombreuses modifications

décrits sans sortir du cadre de l'invention.

1 . Composition de, ,revêtement en. dispersion aqueuse se composant essentiellement d'une peinture pulvérulente époxy et d'un véhicule aqueux, caractérisée en ce que le véhicule aqueuse contient S l'état dissous un agent tensioactif non ionique hydrosoluble en quantité

sèche, la concentration volumique du pigment de la composition de revêtement étant d'au moins 10.

2. Composition de revêtement selon la revendica-

ionique est du type phosphate organique.

3 . Composition de revêtement selon la revendication 2, caractérisée en ce que l'agent de dispersion est du type polymère anionique.

4. Composition de revêtement selon la revendication 3, caractérisée en ce que l'agent de dispersion anionique est une composition renfermant un acide acrylique.

Claims

5. Composition de revêtement selon la revendication 1, caractérisée en ce que la peinture pulvérulente contient <EMI ID=87.1>

6. Composition de revêtement selon la revendication 5, caractérisée en ce que l'agent de réticulation est un isocyanate bloqué.

7. Procédé de revêtement d'une matière plastique façonnée, armée de fibres de verre, procédé caractérisé en ce qu'il consiste :

à appliquer une composition de revêtement en dispersion aqueuse selon la revendication 1 à la matière plastique armée de fibres ;

à chasser l'eau par évaporation de la composition appliquée en dispersion et

à faire durcir la composition de revêtement.

8. Procédé selon la revendication 7, caractérisé en ce que l'élimination de l'eau par évaporation se produit

<EMI ID=88.1> <EMI ID=89.1>

<EMI ID=90.1>

10. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que la matière plastique armée de fibres constitue

<EMI ID=91.1>