Procédé .pour améliorer le pouvoir anti-collant des surfaces constituées au moins partiellement de polymères fluorés La présente invention se rapporte à un procédé pour améliorer le pouvoir anti-collant des surfaces constituées au moins partiellement de polymères fluorés. Ces surfaces peuvent être celles d'un article de forme en polymères fluorés. Le procédé peut s'appliquer aussi à des surfaces de polymères fluorés appliquées sur des surfaces métalliques.
Par poly mères fluorés, on entend des polymères tels que les polytétrafluoréthylènes, les polyéthylène-polypropy- lènes fluorés, les poly-trifluoromonochloréthylènes, etc. et leurs mélanges, avec ou sans addition de ré sines de silicones. Les propriétés anti-collantes des polymères fluo rés sont bien connues et mises largement à profit pour de nombreux usages industriels et domestiques.
Ces polymères fluorés servent couramment pour la fabrication de pièces mécaniques telles que parties de trémie, bras racleurs, etc., entrant en contact avec des matières susceptibles d'adhérer. Etant donné la résistance remarquable de ces polymères fluorés à la chaleur, on les utilise aussi pour empêcher les phénomènes d'adhérence aux températures élevées, notamment comme revêtement des cylindres, chauf fants dans l'industrie du papier et des textiles, comme enduits de moules à pain ou de poêles à frire, etc.
Toutefois, dans certaines applications, le pouvoir anti-collant des polymères fluorés laisse à désirer. Ainsi, le sucre caramélisé, le lait surchauffé, etc. lais sent un enduit adhérent sur la surface d'ustensiles culinaires traitée avec des polymères fluorés. Ce phé nomène d'adhérence se manifeste également à froid lorsqu'on applique une bande auto-adhérente sur la surface des polymères fluorés. On observe en effet que cette bande adhère assez fortement.
Cette parti- cularité a été mise à profit dans les travaux expéri mentaux qui ont conduit à la présente invention, pour apprécier quantitativement le pouvoir anti-col- lant des polymères fluorés.
Selon l'invention, on peut améliorer considérable ment et de manière durable le pouvoir anti-collant des surfaces constituées au moins partiellement de polymères fluorés lorsqu'on applique sur ces surfaces des silicones fluides.
La rétention spécifique des silicones fluides à la surface des polymères fluorés est surprenante et in attendue. En effet, des substances lubrifiantes autres que des silicones fluides, par exemple des huiles vé gétales, animales ou minérales, n'augmentent le pou voir anti-collant des polymères que pendant une du rée négligeable.
Les silicones fluides utilisées peuvent être des organo-polysiloxanes ou mélanges d'organo-polysi- loxanes de formule générale
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dans laquelle R et R' représentent des radicaux orga niques alkyle, aryle ou alkyl-aryle, semblables ou différents, et dans laquelle x -I- y peut varier de 1,8 à 2,2.
La silicone fluide peut être appliquée à la sur face des polymères fluorés de toute manière appro priée. On peut notamment appliquer la silicone fluide au tampon, à la brosse, au pistolet ou par nébulisa tion dans un gaz. Un moyen commode d'application est le polissage au tampon de la surface à traiter en présence d'une silicone fluide.
Par ce procédé, la silicone pénètre profondément dans la couche de polymères fluorés ; en même temps, la surface acquiert un poli qui accentue ses propriétés anti-collantes. Une autre méthode consiste à laminer les polymères fluorés en présence de silicones fluides. Dans certai nes applications, il est possible de mélanger l'huile de silicone au polymère fluoré.
Il a été constaté qu'en chauffant la silicone fluide appliquée sur la surface des polymères fluorés pen dant quelques heures à une température entre 200 et 3000 C, on peut améliorer son effet anti-collant.
La silicone fluide utilisée peut être employée soit à l'état pur, soit en solution dans un solvant ou en dispersion dans un liquide, ou encore sous forme d'aérosol.
Les exemples qui suivent illustrent des applica tions du procédé suivant l'invention. <I>Exemple 1</I> On applique au tampon, sur une feuille de poly- tétrafluoréthylène de 0,05 mm d'épaisseur, une sili cone fluide méthylique-phénylique ayant un rapport R :
Si de 2,0 et une viscosité de<B>1000</B> centistokes. A l'aide d'un chiffon, on enlève l'excès de silicone fluide. Une étiquette auto-adhérente ne colle pas sur la surface traitée. Par contre, une Ptiquette semblable adhère fortement sur une feuille de polytétrafluor- éthylène qui n'a pas été traitée avec la silicone fluide.
<I>Exemple 2</I> Une plaque d'aluminium recouverte d'un revête ment obtenu en appliquant une émulsion de Teflon 30 (préparée par E.I. du Pont de Nemours and Co) et de résines de silicones conformément au procédé décrit dans le brevet belge NI, 552625, est exposée au jet d'une bombe aérosol contenant une silicone fluide diméthylique ayant un rapport R : Si de 2,0 et une viscosité de 50 centistokes. On enlève l'excès de silicone fluide comme dans l'exemple 1. Sur la plaque ainsi traitée, on verse du lait évaporé.
On la chauffe jusqu'à brunissement et formation d'une croûte. Après refroidissement, cette croûte s'enlève très facilement.
Lorsqu'on effectue le même essai sur une plaque semblable, mais qui n'a pas subi le traitement con forme à l'invention, la croûte s'enlève très difficile ment. <I>Exemple 3</I> Sur une plaque d'acier, on dépose un revêtement de polytétrafluoréthylène à partir d'une émulsion de Teflon 30 . On applique au pistolet un mélange de deux dispersions aqueuses contenant respective ment a. 35 1% de polytétrafluoréthylène, b. 10 A/o d'une silicone fluide diméthylique ayant un rapport R :
Si de 2,0 et une viscosité de 300 cen- tistokes. On laisse sécher à l'air, puis on chauffe la pla que à 4000 C.
Une étiquette auto-adhérente, identique à celle utilisée dans l'exemple 1, ne colle pas sur la surface ainsi traitée.
<I>Exemple 4</I> Une plaque d'aluminium recouverte d'un revête ment de polytétrafluoréthylène, comme dans l'exem ple 3, est traitée à la brosse avec une solution ben zénique à 10 b/o de silicone fluide diméthylique ayant un rapport R : Si de 2,0 et une viscosité de 300000 centistokes.
Après évaporation du solvant, on chauffe pen dant 6 heures à 250 C.
Sur une plaque ainsi traitée, on dépose du sucre rapé et l'on chauffe jusqu'à caramélisation. Après refroidissement, le sucre caramélisé s'enlève aisément.
Lorsqu'on répète l'expérience sur une plaque en duite semblable à la précédente, mais qui n'a pas été traitée avec la silicone fluide, le sucre caramélisé ne s'enlève que très difficilement. <I>Exemple 5</I> Pour les essais, on utilise dix plaques d'alumi nium, désignées par les lettres majuscules A à J, sur lesquelles on applique respectivement A. un revêtement de polytétrafluoréthylène à partir d'une émulsion de Teflon 30 ; B. un revêtement comme en A et ensuite, appliqué au tampon, un enduit d'une silicone fluide dimé- thylique ayant un rapport R : Si de 2,0 et une viscosité de 1000 centistokes ;
C. un revêtement mixte polytétrafluoréthylène résine méthylique-phénylique de silicone (rapport 72/28 en poids), la résine de silicone ayant les caractéristiques suivantes
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D. un revêtement comme en C et ensuite, appliqué au tampon, un enduit d'une silicone fluide dimé- thylique comme en B ; E. un revêtement d'une résine méthylique-phényli- que de silicone identique à celle utilisée en C F. un revêtement comme en E et ensuite, appliqué au tampon, une silicone fluide comme en B ; G. un revêtement comme en A sur lequel est appli quée une couche d'une résine de silicone comme en C ;
H. un revêtement comme en A et ensuite, appliqué au tampon, un enduit d'huile de paraffine ; I. un revêtement comme en A et ensuite, appliqué au tampon, un enduit d'huile de graissage SAF 20 ; J. au tampon d'huile, une couche d'une silicone fluide diméthylique comme en B.
A l'aide d'un appareil qui permet d'exprimer en grammes la force de traction perpendiculaire au plan de la plaque qu'il faut appliquer pour vaincre l'ad hérence de la bande, on arrache les bandes des pla- ques à une vitesse de décollement constante de 6 cm/ minute.
Après chaque décollage, on place une bande fraî che à l'endroit où se trouvait la bande arrachée et l'on répète l'expérience décrite ci-dessus. Pour cha que plaque, on effectue dix décollages successifs.
Le tableau suivant exprime en grammes la force de traction nécessaire au décollement des bandes au cours des dix expériences successives
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Essai
<tb> NO <SEP> A <SEP> B <SEP> C <SEP> D <SEP> E <SEP> F <SEP> G <SEP> H <SEP> 1 <SEP> 7
<tb> 1 <SEP> 300 <SEP> 5 <SEP> 350 <SEP> 5 <SEP> > <SEP> 800 <SEP> > <SEP> 800 <SEP> (x)
<SEP> 5 <SEP> 25 <SEP> 15
<tb> 2 <SEP> 290 <SEP> 5 <SEP> 470 <SEP> 5 <SEP> 90 <SEP> 100 <SEP> 35
<tb> 3 <SEP> 290 <SEP> 5 <SEP> 470 <SEP> 10 <SEP> 250 <SEP> 2.00 <SEP> 75
<tb> 4 <SEP> 300 <SEP> 10 <SEP> 480 <SEP> 15 <SEP> 270 <SEP> 250 <SEP> 90
<tb> 5 <SEP> 300 <SEP> 10 <SEP> 480 <SEP> 20 <SEP> 300 <SEP> 300 <SEP> 150
<tb> 6 <SEP> 350 <SEP> 12 <SEP> 480 <SEP> 30 <SEP> 320 <SEP> 320 <SEP> 2.00
<tb> 7 <SEP> 370 <SEP> 17 <SEP> 480 <SEP> 40 <SEP> 320 <SEP> 320 <SEP> 230
<tb> 8 <SEP> 450 <SEP> 30 <SEP> 490 <SEP> 50 <SEP> 320 <SEP> 320 <SEP> 300
<tb> 9 <SEP> 450 <SEP> 50 <SEP> 490 <SEP> 60 <SEP> 32.0 <SEP> 320 <SEP> 350
<tb> 10 <SEP> 450 <SEP> 80 <SEP> 500 <SEP> 80 <SEP> 320 <SEP> 320 <SEP> 400
<tb> (x) <SEP> la <SEP> résine <SEP> de <SEP> silicone <SEP> s'arrache <SEP> avec <SEP> la <SEP> bande <SEP> adhésive.
Le tableau met en évidence que l'efet anti-collant de la silicone fluide appliquée sur une surface de polytétrafluoréthylène (com paraison des colonnes A et B) ou sur une surface polytétrafluoréthylène-résine de silicone (compa raison des colonnes C et D) est remarquable et durable;
le comportement des silicones fluides est absolu ment différent de celui des résines de silicones l'adhérence de la résine de silicone est forte (co lonne E), la silicone fluide n'ayant pas d'affinité pour la résine de silicone se rassemble en goutte lettes et ne modifie pas son adhérence (colonne F), la résine de silicone n'adhère pas sur le poly- tétrafluoréthylène (colonne G) l'effet anti-collant de substances lubrifiantes cou rantes (colonnes H et I) n'est pas durable ; l'effet anti-collant conféré par la silicone fluide à une plaque d'aluminium est fugace (colonne J) ;
la rétention des silicones fluides par les surfaces de polymères fluorés est spécifique (comparaison des colonnes B, D, H et I) et ne pouvait pas être prévue d'après des essais sur d'autres matériaux tels qu'un enduit de résine de silicone (colonne F) ou une surface d'aluminium (colonne J).