CH452089A - Procédé pour la préparation d'un liant huileux utilisable pour la formulation de compositions liantes - Google Patents

Description

  Procédé pour la     préparation    d'un liant     huileux        utilisable     pour la     formulation    de     compositions        liantes       L'invention est relative à un procédé pour la     prépa-          paration    de liants huileux utilisables pour la formulation  de compositions liantes telles que celles que l'on incor  pore, notamment, aux     peintures    et vernis.  



  Dans l'industrie des peintures et vernis, on tend de  plus en plus à     remplacer,    autant que possible, les habi  tuels solvants     inflammables    par des diluants ininflam  mables et inodores. En     ce    qui concerne     l'ininflammabi-          lité,    on peut conférer cette propriété en ayant recours  à des hydrocarbures chlorés. Ces solvants présentent  toutefois de sérieux inconvénients en raison de leur  toxicité, de leur odeur, et du risque de corrosion qu'ils  peuvent     entraîner    par suite d'une libération d'acide  chlorhydrique.  



  Pour tenter de pallier ces inconvénients, on peut  songer à utiliser l'eau comme agent dispersant. On évite  ainsi la perte de solvants coûteux par évaporation de la  couche de peinture.  



  On connaît des systèmes aqueux     dans    lesquels une  résine artificielle insoluble dans l'eau est dispersée, en  particules plus ou moins fines, dans de l'eau. Ces dis  persions de     résines    artificielles sont     capables    de sécher  en donnant une couche relativement brillante lorsque la       composition    est faiblement     pigmentée,        mais    aussitôt que  l'on augmente notablement la proportion de pigment, les  peintures restent mates ou tout au moins très peu bril  lantes après séchage. De cette manière, il n'est donc pas  possible de préparer des peintures d'un bon brillant et  d'un haut pouvoir couvrant.  



  Les peintures essentiellement constituées par une  émulsion d'une résine du type phtalate sont connues  depuis longtemps dans l'art, et notamment celles dans  lesquelles une résine du type phtalate est émulsionnée  dans de l'eau à l'aide     d'émulsionnants    et de stabilisants.  Il existe des émulsions de ce genre dans lesquelles     la     phase dispersée est constituée par des particules d'un  diamètre relativement important. Les couches pigmen-    tées obtenues à partir de ces émulsions ne sont pas bril  lantes après séchage. Par conséquent, ces peintures  émulsionnées. sans parler d'autres inconvénients, ne peu  vent pas servir à formuler des peintures brillantes.  



  Selon une autre technique pour la préparation       d'émulsions    aqueuses de résines du type     phtalate,    on  part de résines     alkydes    dans lesquelles des groupes hy  drophiles sont chimiquement combinés. A titre d'exem  ples de     ce    dernier type de compositions, on peut citer des  formulations auxquelles on a incorporé du polyéthylène  glycol.  



  Jusqu'à présent, lorsqu'on a cherché à solubiliser des  résines du type     phtalate    modifiées à l'aide d'huiles sic  catives ou non siccatives. on n'a obtenu que des émul  sions troubles, la granulométrie de l'émulsion dépen  dant des groupes hydrophiles incorporés et du choix de  l'émulsionnant utilisé. Un autre inconvénient de telles  résines réside dans le fait que, dans de nombreux cas,  les émulsions, après séchage, ne présentent qu'une résis  tance insuffisante à l'eau.  



  Dans le brevet allemand No 943715, déposé le 8 juin       1944,    se trouve la description d'un système basé sur la  réaction d'une résine du type     phtalate,    émulsionnée dans  l'eau, avec une résine aqueuse du type     phénol-aldéhyde.     Cette     association    n'est toutefois convenable que pour des  vernis au four, encore que les propriétés de stabilité et  d'écoulement (de tension de la pellicule) laissent à  désirer.  



  Toute une série de brevets américains     (N 5    2262923  et 2285646 déposés le 24 janvier 1940, et     Nos    2188882  à 2188890 respectivement, déposés les 24 décembre 1934.  22 décembre 1936, 27 septembre 1937, 27 septembre  1937, 26 septembre 1938, 26 septembre 1938, 15 octo  bre 1938, 26 septembre 1938 et 27 septembre<B>1937)</B>  décrivent des procédés, pour     la    préparation de maté  riaux de revêtement pour compositions, consistant essen  tiellement à ajouter un acide carboxylique acyclique      non saturé tel, par exemple, qu'un acide dicarboxylique,  dont la molécule comporte moins de dix atomes de car  bone dans la chaîne carbonée, à une huile siccative non  hydroxylée.

   non saturée et non conjuguée contenant des  restes acides gras, en opérant à une température supé  rieure à 1750, le produit d'addition étant rendu soluble  dans l'eau à l'aide d'une base azotée.  



  Ces produits     présentent    l'avantage de pouvoir être  dilués à l'aide d'eau sans se troubler, mais ils présentent  aussi un inconvénient: ils ne     sèchent    pas beaucoup plus  vite que l'huile de lin, cuite ou non cuite, et de plus, ils  perdent de leur pouvoir siccatif en vieillissant. En outre,  le vieillissement leur fait perdre assez rapidement, au  moins partiellement. leur aptitude à se diluer à l'aide  d'eau en toutes proportions.  



  Ces inconvénients ont pour résultat d'avoir, jusqu'à  présent, considérablement limité les possibilités d'appli  cations de ces produits.  



  On a découvert que les inconvénients susmentionnés  ne s'observent plus avec le liant obtenu conformément  au     procédé    selon l'invention.  



  Le procédé selon l'invention consiste à faire réagir  à une température supérieure à     l75     C un acide carbo  xylique non saturé acyclique comprenant au plus, dans       sa    chaîne carbonée, 9 atomes de carbone, avec des hui  les pratiquement exemptes de groupes hydroxyle et con  tenant des restes d'acide gras saturés.  



  Ce procédé est     caractérisé    en ce que lesdites     huiles     sont     dérivées    d'un ester d'acide gras d'huiles siccatives  ou semi-siccatives transestérifié avec une résine époxy.  



  Il est surprenant que, grâce à la modification chimi  que susindiquée suivie de l'addition d'un acide carbo  xylique non saturé acyclique, les propriétés des produits  ainsi obtenus ne soient non seulement pas plus mauvai  ses, mais soient considérablement meilleures que celles  des produits formés à la suite de l'addition pure et sim  ple de l'acide carboxylique non saturé ayclique. L'addi  tion de l'acide carboxylique non saturé acyclique à une  huile siccative ou semi-siccative non modifiée s'accom  pagne d'un fort accroissement de la viscosité.

   Lors d'un  essai au cours duquel on chauffe une huile de lin cuite  du commerce (dont la viscosité, mesurée à     20^,    n'est que  de 45P). avec au maximum 5 % d'anhydride maléique à  une température de réaction de 240 , le mélange se géli  fie déjà après une heure ;

   étant donné que, si l'on utilise  de l'huile de lin non modifiée, il faut au moins 15 % d'an  hydride maléique pour obtenir un produit limpide et  soluble dans l'eau, la formation d'huile cuite apparaît  comme s'accompagnant d'une modification des huiles       siccatives    qui, d'une manière générale, rend l'huile moins  adéquate en vue de la mise en ouvre de la réaction d'ad  dition connue     susmentionnée.    On serait donc tenté de  croire que si, au lieu de faire subir à l'huile une cuisson  qui la modifie sans addition de produits     chimiques,    l'on  faisait subir à des huiles     siccatives    une     modification    chi  mique qui s'accompagne régulièrement, elle aussi,

   d'un       fort    accroissement de viscosité, une telle opération les  rendrait encore moins aptes à fournir des produits d'ad  dition dispersibles dans l'eau et donnant. éventuellement,  une  solution   limpide. Ce raisonnement est basé sur  le fait que les procédés décrits dans les brevets améri  cains susmentionnés ne sont appliqués qu'à des huiles  naturelles. non polymérisées, de faible viscosité compa  rable à celles des acides gras libres dont ells dérivent.

    On ne pouvait donc pas s'attendre à constater que des  huiles chimiquement modifiées, qui sont au moins aussi  visqueuses que les huiles cuites habituelles dont la vis-    cosité est d'environ vingt fois jusqu'à environ cent fois  aussi     élevée    que celle des huiles initiales, ne se gélifient  pas lors de l'addition d'un acide carboxylique non saturé.

    On peut considérer aussi comme un fait remarquable que  les huiles chimiquement modifiées, bien que leur visco  sité se soit trouvée encore accrue par suite de l'addi  tion de l'acide     carboxylique    non saturé acyclique, puis  sent être rendues solubles dans l'eau, avec formation  d'une solution qui est même limpide, et     cela    sans qu'il  ait été nécessaire de rien changer au procédé     décrit    dans  les brevets américains     susmentionnés.     



  On peut, comme acide     carboxylique    non saturé acy  clique, utiliser un diacide tel, par exemple, que l'acide  fumarique, mais on aura de préférence recours à l'acide  maléique que l'on peut ajouter sous la forme de son  anhydride à l'huile chimiquement     modifiée.    On peut  toutefois utiliser aussi des monoacides carboxyliques non  saturés. On poursuivra de préférence la réaction d'ad  dition jusqu'à ce que le produit d'addition ait un indice  d'acide supérieur d'au moins 40 à celui du produit uti  lisé comme matière première.  



  On utilise un tel liant préparé conformément à l'in  vention pour obtenir une dispersion dans un liquide  aqueux en ayant recours à une base azotée quelconque,  soluble dans l'eau, telle que de l'ammoniaque, ou  des amines aliphatiques ou cycloaliphatiques primaires,  secondaires ou tertiaires, ou des bases d'ammoniums  quaternaires.  



  Il est recommandable de dissoudre le produit d'addi  tion dans un solvant organique doté d'une activité     lyo-          tropique.    et dans lequel on puisse obtenir une solution  limpide. Parmi des solvants de ce type, on peut citer  des alcools dotés d'une solubilité limitée dans l'eau tels  que le butanol et le pentanol, et les éthers monoalcoylés  correspondants de l'éthylène glycol.  



  On peut mélanger la     compositon    liante en question,  obtenue par mise en     oeuvre    de l'invention. avec une  émulsion telle qu'une émulsion de résine artificielle; on  peut ainsi combiner les intéressantes propriétés de la       compositon    liante en question à celles de l'émulsion de       résine    artificielle. Comme exemples de telles émulsions  de résine artificielle, on peut citer une émulsion     d'acé-          tate    de polyvinyle et une émulsion de     polystyrènebu-          tadiène.     



  Les peintures     préparées    à l'aide de la     composition     liante en question possèdent d'excellentes     qualités    d'écou  lement de tension et d'adhérence à la base sur laquelle  elles sont appliquées.  



  Ci-après est donné un exemple dans lequel les pro  portions sont, sauf spécification contraire. indiquées en       parties    en poids (en abrégé :   p. en p.  ).  



  <I>Exemple</I>  On estérifie 100 p. en p. de résine       Epikote    1001    à 2400 pendant 5 heures en utilisant 260 p. en p. d'acide  gras d'huile de lin, en faisant passer N, au travers du  mélange. L'ester a une viscosité de 5 P à 500. A     140o,     on ajoute<B>17.5</B> p. en p. d'acide maléique tout en agitant,  puis l'on chauffe le mélange à nouveau à 2400, et l'on  maintient cette température pendant 30 minutes.

   Le pro  duit ainsi traité par l'acide maléique     possède    une visco  sité de 33 P à     50,1    ; lorsqu'il est refroidi, on le dilue à  l'aide de 135 p. en p. d'éther     monobutylique    de l'éthylène  glycol et on le rend soluble dans l'eau par addition de  24 p. en p. d'ammoniaque à 25     %g    Par dilution à l'aide  d'eau en proportion quelconque. les solutions demeurent  limpides.

Claims (1)

1. REVENDICATIONS I. Procédé pour la préparation d'un liant huileux uti lisable pour la formulation de compositions liantes, par réaction à une température supérieure à 175,) d'un acide carboxylique non saturé acyclique, comprenant au plus, dans sa chaîne carbonée, 9 atomes de carbone, avec des esters huileux d'acides gras pratiquement exempts de groupes hydroxyles et comprenant des restes d'acides gras non saturés, caractérisé en ce que lesdits esters hui leux d'acides gras sont préparés par estérification ou transestérification d'une résine époxy avec, respective ment, un acide gras d'huile siccative ou semi-siccative ou avec un ester de cet acide. II.

   Utilisation du liant huileux obtenu par le procédé selon la revendication I pour l'obtention d'une disper sion dans un liquide aqueux, caractérisée en ce que l'on traite le liant au moyen d'une base azotée. SOUS-REVENDICATIONS 1. Procédé selon la revendication I, caractérisé en ce que l'on utilise, comme acide non saturé acyclique, un acide dicarboxylique. 2. Procédé selon la revendication I, caractérisé en ce que l'on utilise de l'anhydride maléique. 3.

   Procédé selon la revendication I, caractérisé en ce que l'on effectue la réaction d'addition avec une propor- tion d'acide carboxylique non saturé acyclique suffisante pour que le produit d'addition ait un indice d'acide supé rieur d'au moins 40 à celui du produit servant de matière première pour l'addition. 4. Procédé selon la revendication I, caractérisé en ce que l'on effectue la réaction d'addition à des tempéra tures comprises entre 200 et 2400. 5. Utilisation selon la revendication II, caractérisée en ce que l'on utilise une proportion de ladite base azo tée plus faible que la proportion stoechiométrique. 6.

   Utilisation selon la revendication Il, caractérisée en ce que l'on n'utilise pas moins de 65 % de la propor tion stochiométrique de ladite base azotée. 7. Utilisation selon la revendication II, caractérisée en ce que l'on dissout le liant dans un solvant exerçant une action lyotropique avant de le disperser dans de l'eau à l'aide de la base azotée. 8. Utilisation selon la revendication II, caractérisée en ce que l'on utilise, comme solvant exerçant une action lyotropique, un alcool ou un éther monoalcoylé de l'éthylène glycol dans lequel le groupe alcoyle comporte quatre ou cinq atomes de carbone.