Pronédé de traitement des pâtes de pigments métalliques. La présente invention se rapporte à un procédé de traitement des pâtes de pigments métalliques, par exemple de pigments d'alu minium, en vite d'a.ugnenter la finesse des particules sans augmenter leur pouvoir de recouvrement.
lies pigments métalliques sont contentas dans ces pâtes sous forme de paillettes métal liques, obtenues par désintégration du métal, par exemple de l'aluminium, par des pro cédés à sec ou par voie humide on par une combinaison de cent-ci. Dans l'industrie, on. connaît de nombreux procédés pour la fabri cation de pigments métalliques présentant la finesse de particules requise pour l'obtention d'enduits satisfaisants. Le procédé décrit clans le brevet. américain N 2002891 est exploité industriellement sur une grande échelle.
C'est un procédé par voie humide étant donné que la désintégration du métal est effectuée dans un broyeur à billes, en présence d'une solution de substances filmogènes, telles que les acides stéarique et palmitique, dans un ïiy drocar- bure volatil, par exemple une traction de pétrole connue sous le nom de minerai spirits , et. qu'on obtient une masse de pig ments métalliques présentant la consistance d'une boue.
Dans la pratique industrielle normale, on filtre la boue sortant du broyeur à billes afin d'éliminer une partie de la phase liquide et d'obtenir un gâteau de filtration sous forme d'une pâte de pigments, par exemple d'alumi- nium, contenant. approximativement 80% en poids de paillettes métalliques, le reste étant constitué essentiellement. par des hydrocar bures volatils et une faible quantité d'acide stéarique dissous. Il est.
d'usage de modifier ensuite la composition de la pâte par dilution avec une solution d'une substance filmogène dans des hydrocarbures volatils ( minerai spirits ) purifiés, pour obtenir une teneur d'environ 60 à 65 % en poids de matières non volatiles (paillettes d'aluminium plus une faible quantité de substance filmogène). Cette opération s'effectue en général dans un mélan geur industriel à récipient cylindrique sta tionnaire, dans lequel est. installée une seule palette rotative.
L'opération de mélange est. en général limitée à une durée de 2 à. 20 minutes, lorsque la vitesse de rotation de la palette est d'environ 50 tours par minute et que le réci pient du mélangeur présente un diamètre inté rieur d'environ 107 em, afin d'éviter des tem pératures provoquant une perte des proprié tés filmogènes de la pâte de pigments et pour éliminer le danger de feu. La pâte de pig ments résultant de ce traitement final est. un produit commercial apprécié qui possède une consistance satisfaisante et les propriété nécessaires pour pouvoir être mélangée avec un diluant approprié, par exemple un vernis, clans la fabrication d'enduits à base d'alumi nium.
Normalement, cette pâte de pigments est. emballée dans des récipients étanches avant d'être mise dans le commerce. Des pâtes de pigments métalliques peu vent aussi être préparées industriellement dans un procédé à sec, par désintégration du métal par martelage, par exemple dans un broyeur à billes en présence d'une petite quan tité de lubrifiant, habituellement constitué par une substance filmogène. Les paillettes métal liques sèches sont ensuite mélangées avec une quantité appropriée d'hydrocarbures volatils et, éventuellement, la teneur en substance filmogène est. ajustée de manière à.
obtenir une pote présentant une composition analogue à celle des pâtes diluées décrites ci-dessus, et contenant. 60 à. 65% de matières non volatiles.
Les pâtes de pigments métalliques prépa rées par ces procédés à. sec ou par voie humide ou par une combinaison des deus sont utilisées avec succès dans la fabrication d'enduits à base d'aluminium ou d'autres métaux. Le procédé selon la, présente inven tion permet cependant d'obtenir une nouvelle propriété, c'est-à-dire d'augmenter la. finesse des particules sans augmentation de leur pouvoir de recouvrement .
Le pouvoir de recouvrement peut. être déterminé en dépo sant une quantité donnée de pigments sur de l'eau et en mesurant. l'étendue de la surface sur laquelle les pigments se sont, répandus, selon la méthode décrite à la page 18 de L'ouvrage Aluminium Paint and Powder , publié par Reinhold Publishing Company, Copyright. 1936.
Des essais ont- démontré que les pâtes de pig nients d'aluminium présentant la consistance des gâteaux de filtration décrits ci-dessus et con- tenant 70 à 85% en poids de paillettes métal- liques, au moins 0,
5% en poids de lubrifiant et environ 15,0 à 29,5% en poids d'hydro- carbures volatils, préparées soit. directement par broyage humide, soit indirectement à.
par tir d'une poudre broyée à sec, peuvent être modifiées de manière à leur donner la consis tance des pâtes de pigments d'aluminium ordinaires contenant 60 à 65% en poids de paillettes d'aluminium, au moins 0,5% en poids de lubrifiant et des hydrocarbures vola tils constituant au moins en majeure partie le reste,
sans modifier leur teneur en matières solides, par un traitement qui n'avait pas étë pratiqué jusqu'à. présent. et qui permet, d'aug menter la finesse des particules sans augmen tation décelable de leur pouvoir de recouvre ment. Ce traitement consiste en une opération d'agitation à l'aide d'organes de brassage dans des conditions déterminées.
Le terme consistance , tel qu'il est utilisé dans le présent. exposé, ne se rapporte pas à. la composition des pâtes de pigments, mais est, basé sur la. fluidité, la plasticité, l'homo généité, la viscosité et les caractéristiques de travail de ces pâtes, ainsi que sur la facilité avec laquelle elles se mélangent à un milieu liquide pour former un enduit.
Le procédé de traitement. des pâtes de pigments métalliques suivant l'invention est caractérisé en ce qu'une pâte contenant 70 à 85% en poids de paillettes métalliques et au moins 0,5% en poids de lubrifiant, le reste de la pâte étant constitué au moins en majeure partie par au moins un hydrocar bure volatil,
est agitée à l'aide d'organes de brassage, pendant. 1. à. 12 heures et à une tem pérature ne dépassant. pas 43 C, afin de sou mettre les particules à, une action de frotte ment et de cisaillement.
L'opération d'agitation à l'aide d'organes de brassage a pour but, de créer une très forte agitation entre les paillettes pour que de nouvelles surfaces non traitées soient con tinuellement soumises à une action (le frotte ment et de cisaillement, sans qu'il se produise de surchauffage localisé de la pâte de pig ments. La. température et la. durée de l'agita tion sont des facteurs importants pour assu rer l'augmentation voulue de la finesse des particules et l'amélioration de la consistance de la pâte.
Pour la mise en oeuvre du procédé selon la présente invention, on a utilisé avec sue- eès, entre autres, un appareil tel que repré senté sur le dessin annexé.
La fig. 1 représente une vue d'en haut de l'appareil, dont. le couvercle a été enlevé, et la fig. 2 représente une vue en coupe verti cale suivant le plan II-II de la fig. 1. dans le sens des flèches. L'appareil comporte une cage stationnaire 10 munie d'une chemise d'eau. Cette eage 10 renferme et. supporte deux organes de brassage de forme sigmoïdale 12, qui sont reliés entre eux par l'intermé diaire d'un engrenage, de manière à les main tenir en position correcte l'une par rapport à l'autre et à les faire tourner en sens inverse.
Cet engrenage est disposé dans une boîte 14 fixée à la. paroi d'extrémité de la. cage 10. Des ouvertures de fond 15, munies d'une plaque de fermeture glissante 16, permettent de décharger l'appareil lorsque le traitement de la pâte est terminé.
Un autre appareil qui peut servir pour la mise en oeuvre du procédé suivant la présente invention est décrit dans le brevet américain 1563524.
Suivant un mode préféré de mise en ceuvre du procédé selon l'invention, appliqué au trai tement. de pâtes de pigments d'aluminium, des pâtes contenant. 70 à 85% en poids de pail- lettes d'aluminium, au moins 0,5% en poids d'une substance lubrifiante, filmogène ou non,
et environ 15,0 à 29,5% en poids d'hydro- carbures volatils sont chargées dans l'appa reil décrit ci-dessus. Le mécanisme est. main tenu en marelle pendant. 1 à. 12 heures, avec une vitesse de rotation des organes brasseurs de 50 tours par minute environ, la charge moyenne étant de 757 litres de mélange pâteux.
A aucun moment de l'opération d'agi tation la température ne doit dépasser 43 C; pour cela la cuve de l'appareil peut être refroidie à l'eau lorsque c'est. nécessaire. L'agitation ainsi obtenue soumet les paillettes métalliques à. une action de frottement. et. de cisaillement, se produisant, entre les paillettes elles-mêmes et an contact des organes bras seurs et de la cuve;
par suite de l'effet de mélange, ce sont continuellement de nouvelles surfaces des paillettes qui sont soumises à, cette action. On peut, si cela est nécessaire, et à l'intérieur des limites fixées ci-dessus, ajouter à la pâte une quantité supplémentaire de lubrifiant, filmogène ou non, en solution dans des hydrocarbures volatils. pendant l'agitation. Un lubrifiant est appelé filmogène lors que, appliqué sur des paillettes métalliques, il confère à celles-ci le pouvoir de former un film métallique pratiquement continu sur une surface, après que ces paillettes ont été mélan gées avec un diluant. tel qu'une huile ou un vernis.
Le produit obtenu par ce _ traitement d'agitation présente sensiblement la même consistance qu'un produit. non agité, obtenu par dilution d'un gâteau de filtration et ayant une teneur de 60 à 65 % en matières non volatiles. Le temps d'agitation nécessaire pour obtenir cette consistance varie entre 1 et 12 heures. Pour une pâte contenant des paillettes d'aluminium, un temps d'agitation de 3 heures convient particulièrement bien.
En outre, le produit présente une finesse de particules supérieure sans augmentation du pouvoir de recouvrement.
A titre de comparaison, une pâte de pig ments d'aluminium contenant 651/o de pail- lettes métalliques, au moins 0,5% d'acide stéarique et comme complément des hydro carbures volatils a été préparée par la méthode usuelle de dilution d'un gâteau de filtration contenant. 79% de matières non volatiles.
La pâte ainsi préparée a été mélan gée avec une laque et des diluants polir laques, dans la. proportion de 40 mg de pâte pour 50 cm3 de laque et de diluants. Ce mélange a été appliqué sur du verre et laissé sécher. Ensuite, on a déterminé sous le micros cope les différentes classes de grosseurs de particules sur une portion caractéristique de la pellicule sèche.
Sur la base des grosseurs de 700 particules, on a calculé que 66 500 particules recouvriraient. une surface de 1 mm2, en ne prenant en considération que l'une des deux faces des particules. Le pou voir de recouvrement sur l'eau était de 1.4 400 cm2 pour 1 g de particules métalliques sèches recouvertes d'un revêtement de lubri fiant.
Une pâte de pigments d'aluminium, sous forme d'un gâteau de filtration similaire d'une teneur en matières non volatiles de 79 % et contenant au moins 0,
5 % d'acide stéarique et comme complément des hydrocarbures volatils a été soumise à un traitement d'agitation par le procédé suivant l'invention, pendant 8 heures. La pâte ainsi traitée a. été mélangée avec les mêmes laque et diluants, dans la pro portion de 33 mg de pâte pour 50 cms de laque et de diluants.
Le mélange a été appli qué sur du verre; après le même examen microscopique que ci-dessus et sur la base des grosseurs de 700 particules, on a calculé que 102200 particules recouvriraient une surface de 1 mm2, en ne comptant que l'une des deux faces des particules. Le pouvoir de recouvre ment sur l'eau était de 13170 cm2 pour 1 g de particules métalliques sèches recouvertes d'un revêtement de lubrifiant.
Les deux pâtes de pigments comparées ci dessus présentaient la même consistance. L'augmentation de la finesse des particules que permet d'obtenir le procédé de la présente invention, sans augmentation de leur pouvoir de recouvrement, est importante du point de vue de l'utilisation des pâtes pour la fabrica tion d'enduits et autres compositions de revê tements.
Les enduits renfermant des parti cules plus fines coulent phis facilement, pré sentent un pouvoir d'égalisation supérieur et fournissent, des pellicules plus lisses et plus luisantes. Le lubrifiant utilisé pendant le trai tement de la pâte peut être soit. du tv pe fil- mogène, soit du type non filmogène. Un avan tage supplémentaire, attribuable à la finesse accrue des particules, est que les produits se prêtent, plus facilement aux opérations de fil trage qui sont effectuées dans la fabrication d'enduits polychromes ou autres, prêts à l'usage.
Vu que les pâtes traitées selon l'invention peuvent présenter, pour une même consistance, une teneur supérieure en matières non vola- tiles, on obtient encore cet avantage qu'il est possible d'économiser du matériel d'emballage, pour une même quantité de pigments.
Comme exemples d'agents filmogènes utili sables comme .lubrifiants dans la mise en oeuvre du procédé de la présente invention. on. peut citer les acides stéarique, palmitique et. leurs mélanges. Les acides oléique ricin- oléique et leurs mélanges sont des lubrifiant non filmogènes appropriés. Le mélange d'hydrocarbures volatils connu sous le nom de mineral spirits peut. être remplacé par des hydrocarbures volatils équivalents.