CH545321A - Procédé de préparation d'écailles de nitrocellulose contenant un polyol - Google Patents

Description

Le present brevet concerne un procédé de prtparation d'écailles de nitrocellulose industrielle flegmatisée par un polyol du type décrit dans le brevet N 519527 (258/71), utiles notamment pour la fabrication des vernis de polymethane.

Le procédé décrit dans ledit brevet N 519527 consiste à mettre en contact (a) une solution d'un polyol choisi dans le groupe comprenant les polyoxyalkylèneglycols et notamment les polyoxypropyleneglycols d'un poids moléculaire de 800 à 3000 et plus, les polyesters et les polyethers contenant des groupes hydroxyles li- bres susceptibles de rtagir avec des isocyanates, dans un solvant commun au polyol et à la nitrocellulose, avec (b) une dispersion de nitrocellulose dans un mélange d'eau et dudit solvant commun, en présence d'un colloide protecteur, à raison de 10 a 30%, de préférence de 15 à 25%, en poids environ de polyol par rapport à la nitrocellulose, puis à récupérer les granulés de nitrocellulose, contenant le polyol, ainsi formés.

Toutefois, ce procédé, applicable à tous les types courants de nitrocelluloses, s'est révélé plus difficile à mettre en oeuvre avec les types de nitrooelluloses de degrt de polymérisation élevé, et, de plus, au fur et à mesure que la viscosité augmente, il nécessite la mise en oeuvre, pour la granulation, de proportions de solvants de plus en plus elevees, ce qui présente des inconvenients tant sur le plan du rendement industriel que sur le plan de la qualité des produits.

La présente invention a donc pour objet un procédé de préparation d'écailles de nitrocellulose industrielle flegmatisée par un polyol utiles notamment pour la fabrication des vernis de polyuréthanne caractérisé en ce que l'on met en contact: a) une emulsion aqueuse du polyol choisi dans le groupe comprenant les polyoxyalkylèneglycols de masse moléculaire comprise entre 400 et 4000, les polyesters et les polyethers contenant des groupements hydroxyles libres susceptibles de rtagir avec des groupements isocyanates, et les huiles de polyuréthanne contenant encore des groupements hydroxyles libres, en présence d'un émulgateur.

b) avec de la nitrocellulose imprégnée d'eau ou en suspen sion dans l'eau à raison de 15 à 40% de polyol par rapport à la nitrocellulose, puis on récupère le produit obtenu, on le calandre à l'épaisseur désirée, on le sèche et on le met sous forme d'écailles.

On peut utiliser tous les types de nitrocelluloses industrielles, c'est-à-dire aussi bien les nitrocelluloses de taux d'azote voisin de 11, solubles dans l'alcool ou de type A, que les nitrocelluloses de taux d'azote voisin de 12, solubles dans les esters ou de type B.

Tous les grades de viscosité peuvent etre utilises, le choix etant conditionné essentiellement par les propriétés physiques et mecaniques recherchtes pour les produits finis. Les faibles viscosités conduisent à des produits généralement plus durs et cassants que les fortes viscosités.

Les polyols sont choisis dans le groupe comprenant les polyoxyalkylèneglycols et notamment les polyoxypropylèneglycols d'une masse moléculaire de 400 à 4000, les polyesters et les polyé- thers comprenant des groupements hydroxyles libres susceptibles de reagir avec les groupements isocyanates, et les huiles de polyurethanne comprenant encore des groupements OH libres. Ils sont incorporés dans des proportions de 15% à 40% de polyol par rap port à la nitrocellulose et de préférence dans les proportions de 18 à 25% en poids.

L'tmulgateur peut etre du type non ionique, par exemple les condensats d'oxyde d'éthylène et de nonylphenol ou d'oxyde d'éthylène et d'alcool gras, tels que l'alcool Iaurique, ou encore du type anionique, en particulier les alkyl- et/ou aryl-sullonates de sodium, les quantités à utiliser pouvant varier de 1 à 5% en poids par rapport au polyol.

Selon une Variante de ce procédé, on met en contact, directement, une fibre essorée de nitrocellulose, avec un polyol par malaxage dans un appareil adéquat suivi d'un calandrage du produit obtenu pour le mettre en forme.

Dans les deux cas on obtient apres calandrage et pilage ou decoupage des paillettes dont l'épaisseur finale peut etre obtenue à volonté, par réglage de l'écartement des cylindres de la calandre lors de la demière passe, dans une gamme de 0,1 mm à quelques millimetres, en general de 1 à 1,5 mm, et dont les dimensions sont fonction du traitement que l'on fait subir à la matiere calandree, ce traitement pouvant consister en un broyage mecanique, un pilage ou un découpage sur une découpeuse à rotor dente, genre granulateur utilise dans l'industrie des plastiques ou à découpage par molette et rotor à lame genre découpeuse ä balistite.

Les exemples qui suivent sont donnes pour illustrer l'invention.

Exemple I Dans un récipient cylindrique de 50 litres de capacite, contenant 370 g de Desmophen 1100 (polyester à base d'acide adipique, de triol et de butyleneglycol), on disperse par agitation 15 g de cemulsol N.P.T. 20, emulgateur non ionique vendu par la firme Melles-Bezon. On ajoute ensuite 400 g d'eau sous forte agitation.

Au bout de 1/4 d'heure on obtient une emulsion laiteuse epaisse.

On transfère rapidement l'émulsion dans un reacteur contenant 1500 g de nitrocellulose CA4E 40, mise en suspension par agitation durant 1/4 d'heure dans 30 litres d'eau; tout en maintenant une tres forte agitation durant 30 minutes, on élève rapidement la température jusqu'à 60 C. On laisse ensuite refroidir sous agitation jusqu'a température ambiante. Le produit obtenu est essore sur un filtre et le gâteau calandre a 60- C sur une calandre dont les cylindres sont réglés à 4,5 mm d'écartement au départ pour atteindre 0,26 mm au bout de 5 passages. Apres 10 passages, la plaque obtenue a une epaisseur de 0,63 mm. L'humidité residuelle est de 4%. On effectue un sechage en etuve à 60 C pendant 12 heures.

Le produit final se presente en une plaque de densite 1,150 dont le taux d'humidite est 0,4% et le taux de polyol 19%.

La plaque obtenue est placee sur une claie dont le fond est consititué d'une toile metallique de maille 2,5 mm de côté, on ecrase avec un pilon la plaque contre cette toile et on recueille des petites écailles dont 90% environ ont des dimensions moyennes avoisinant 2,5 mm et le 10% se presentent sous forme de poudres fines (dimensions #1 mm).

Exemple 2 On répète le procédé décrit à l'exemple 1, mais en utilisant comme émulgateur 10 g de polarol de Scheby (polycondensat d'oxyde d'ethylene et d'alcool laurique), et comme polyol le pluracol P-2010 (polyéther de Kuhlmann de masse moléculaire 2000).

Les autres produits utilises et le déroulement des operations sont identiques à ceux de l'exemple 1, sauf en ce que, après imprégnation de la suspension de nitrocellulose par l'émulsion, on laisse mûrir le mélange pendant 2 heures avant calandrage. La galette obtenue est plus homogene et le calandrage est plus aise que dans l'exemple 1. Au bout de 6 passages dans les memes conditions qu'à l'exemple 1, la plaque obtenue est parfaitement liée, sa densité est de 1,120.

La plaque est passe dans un broyeur à marteau muni d'une perce métallique de dimension de mailles 2 mm, on recueille des paillettes de forme irrégulière de dimension moyenne 2 mm et comprenant environ 13% de fines.

Exemple 3 On répète le procédé decrit dans l'exemple 1 en utilisant le Desmophen 1900 U de Bayer, comme polyol et une nitrocellulose CA4E 90 pour une quantite de 1300 g. On obtient en fin de traitement une plaque de densite de 1,055 que l'on decoupe sur une découpeuse à poudre balistique ordinaire en paillettes de dimension 2 x 2 mm et d'épaisseur 0,8 mm. La teneur en polyol me surée est de 21,3%.

Exemple 4 On reproduit l'exemple 1 mais en partant d'une nitrocellulose de type A et d'indice de viscosite 130 ayant subi un passage en pile avant impregnation pour diviser les fibres et permettre une meilleure penetration de l'émulsion de polyols. On obtient en appliquant ensuite le procédé tel qu'il est décrit à l'exemple 1 une matière de densité 1,17, d'épaisseur 750 microns.

On alimente, avec cette plaque, un granulateur constitue d'un rotor à lame dentee et d'une contre-lame dentee également prevu pour découper des paillettes carrees de 1 mm de côté. On obtient 92% de chips, se presentant sous une forme quasi cubique de dimension moyenne 0,9 mm, le reste etant constitue de fines.

Exemple 5 On repete le procédé décrit à l'éxemple 3, sauf en ce qui conceme l'imprégnation que l'on effectue à la temperature ordinaire pendant 1 heure 1/4 et sur des quantites triples de matiere. Après un calandragc ordinaire comme dans l'exemple 3, on reprend sur la calandre avec un ecartement de 0,5 mm et, en pliant la plaque précédente en portefeuille, on obtient une plaque finale d'épais- seur 1 mm, de densite 1,21.

La plaque est repassée dans une découpeuse à balistite (à molette et rotor à lame) de dimensions de coupe normale 5 x 5 mm, on obtient des paillettes de cette dimension contenant 7% de fines environ.

Exemple 6 Dans un petit malaxeur de 5 litres, on met 500 g de nitrocellulose essoree à 26,2% d'humidité (soit 369 g de nitrocellulose sè- che). On malaxe 10 minutes pour bien homogénéiser et on introduit une emulsion aqueuse de 92 g de Desmophen 1600 U de Bayer dans 100 g d'eau. L'émulsion etant obtenue avec 3,5 g de Sulfimel . On continue de malaxer pendant 30 minutes et on laisse reposer 1/4 d'heure. La floche granuleuse obtenue est reprise sur une calandre; l'écartement initial des cylindres est de 0,10 mm de facon à agglomérer le produit. Après une dizaine de passes, on calandre avec un ecartement de 0,40 mm pour obtenir une plaque d'épaisseur 1,1 mm. Le taux de polyol final est de 19,7% et la densite de 1,08.

On passe cette plaque au broyeur à marteau muni de perces de dimension 4 mm, on obtient des paillettes de formes irrégulières de dimension moyenne 4 mm, contenant 11% de fines.

Exemple 7 Dans un petit reacteur, on prepare une huile de polyuréthanne en faisant reagir 475 g de polyéther (pluracol P 2000 de Kuhlmann) avec 25 g de toluene diisocyanate. On obtient une huile, toutes les fonctions OH n'etant pas réticulées. On repete l'exemple 6, en utilisant 500 g de nitrocellulose essorée à 27,4% d'humi dite (soit 363 g de nitrocellulose sèche) et une emulsion aqueuse de 105 g de l'huile de polyurethanne ci-dessus decrite dans 100 g d'eau. Le reste s'effectue sans changement. On obtient finalement une matiere de desité 1,11 et dont le taux de polyurethanne est de 21,9% que l'on passe, comme à l'exemple 3, à la découpeuse à balistite pour obtenir des petites paillettes de dimensions 2 x 2 mm.

Les écailles obtenues selon le procédé de l'invention possedent les memes applications que les formes de nitrocellulose deja connues, telles que les granules et les chips ordinaires contenant un plastifiant. Ils peuvent de plus entrer directement dans les compositions de liants polyurethanes, pour vernis à bois ou metaux, pour encres, etc.

Claims (3)

1. REVENDICATION

   Procédé de préparation d'écailles de nitrocellulose industrielle flegmatisée par un polyol utiles notamment pour la fabrication des vemis de polyurethanne caracterise en ce que l'on met en contact: a) une emulsion aqueuse du polyol choisi dans le groupe comprenant les polyoxyalkylèneglycols de masse moléculaire comprise entre 400 et 4000, les polyesters et les polyethers contenant des groupements hydroxyles libres susceptibles de reagir avec des groupements isocyanates, et les huiles de polyuréthanne contenant encore des groupements hydroxyles libres, en presence d'un émulgateur.

   b) avec de la nitrocellulose impregnee d'eau ou en suspension dans l'eau à raison de 15 à 40% de polyol par rapport à la nitrocellulose, puis on recupere le produit obtenu, on le calandre à l'épaisseur désirée, on le sèche et on le met sous forme d'écailles.

   SOUS-REVENDICATIONS

   1. Procédé selon la revendication, caracterise en ce que les émulgateurs sont choisis dans la famille des condensats d'oxyde d'éthylène et d'alcool gras, ou d'oxyde d'éthylène et de nonylphénol, ou parmi les alkyl- ou aryl-sulfonates de sodium, à raison de 1 à 5% en poids par rapport au polyol.
2. 2. Procédé selon la revendication, caracterise en ce que l'on met en contact, sous forte agitation, une emulsion aqueuse du polyol, en presence d'un emulgateur, avec une suspension aqueuse de nitrocellulose à une temperature au plus egale à 60 C, on essore le produit obtenu, on le calandre à l'épaisseur désirée à une temperature au plus egale à 60 C, on le seche å une temperature au plus egale à 60 C et on le broie, le pile ou le découpe en écailles.
3. 3. Procédé selon la revendication, caracterise en ce que l'on malaxe la nitrocellulose impregnee d'eau et essorée avec une emulsion aqueuse du polyol, en presence d'un émulgateur, puis on calandre le produit obtenu à l'épaisseur désirée, on le sèche et on le broie, le pile ou le découpe en écailles.