Brevet FR2006895A1 — publié le 19700102

i 2006895 La présente invention concerne m j>rocé; On connaît des procédés qui consistent à appliquer des revêtements par séparation, dans un champ électrique, à. partir de solutions aqueuses de résines synthétiques, et dépôt sur des électrodes qui ont été plongées dans ces solutions; le revêtement se 10 produit à chaque fois sur l'électrode qui porte une charge électrique opposée à celle des particules de résine. Les avantages de ces procédés, vis-à-vis des autres procédés d'enduction connus, résident dans le caractère intégral du revêtement de toute la surface de l'électrode, surtout aux 15 bords et dans les cavités, et dans la bonne utilisation qui, faite des substances résineuses mises en oeuvre, garantit une rentabilité élevée desdits procédés. Il est désavantageux, dans ces procédés, qu'il s'y manifeste notamment une faible stabilité des solutions aqueuses 20 de résines synthétiques à la dégradation par hydrolyse et oxydation de ces résines, ce qui cause une diminution rapide de la qualité des revêtements appliqués. , Les dispositions qu'il faut prendre pour obtenir la solubilité des résines dans l'eau ont en outre un effet défavora-25 ble sur les propriétés techniques d'utilisation des revêtements. On a aussi décrit des procédés qui consistent à * séparer, à partir de latex ou de dispersions de polymérisats qui contiennent des particules de polymère en très fine division,'par . emploi d'une tension continue, des dépôts de ces polymères sur 30 des objets électriquement conduetéurs, mais ces procédés sont bornés aux matières synthétiques qui se laissent mettre sous forme de dispersions ou de latex. Dans l'un de ces procédés, on empêche la floculation des dispersions par des ions métalliques grâce à l'addition de 35 substances organiques ou non qui forment, avec les ions métalliques apparus pendant le processus de séparation, des complexes qui portent la même charge électrique que les particules de matiè-■ re synthétique. Il est du reste connu de préparer des dispersions 40 aqueuses de polyéthylène finement divisé en particules ayant pour 69 12544 2 2006895 dimensions 3 à 4/*. au moyen des sels d'ammonium ou dés sels aminés solubies dans l'eau d'ion polymérisat d'alcoylstyrèné et d'acide maléique en guise d'agent émulsifiant. Ce procédé est toutefois limité au polyéthylène. 5 La présente invention a notamment pour but"de pallier les inconvénients des procédés précédemment décrits ou d'élargir leur champ de départ par usage, à titré de résines synthétiques, de résines de condensation et, de préférence, de résines phénoli-ques, de résines de polyesters et/ou de polyamides. 10 Le gros avantage du procédé conforme à l'invention réside dans la possibilité de mise en oeuvre de résines synthétiques insolubles dans l'eau qui, dans les conditions choisies, sont stables à l'hydrolyse; ainsi, les systèmes destinés au revêtement restent chimiquement invariables sur une longue durée et 15 peuvent être ramenés à tout instant, par simple mise en agitation des suspensions, à l'état prêt à l'usage. D'autre part, les résines qui viennent à être utilisées autorisent, sans que l'on tienne compte de leur solubilité dans l'eau, un choix selon des purs points de vue d'utilisation, c'est-à-dire que l'invention n'exige 20 aucune restriction quant à la viscosité et à l'indicé d'acide des résines employées, comme c'est le cas quand on fait usage de résines solubies dans l'eau en véritables solutions. On n'en obtient pas moins selon l'invention des pellicules meilleures. Des résines synthétiques appropriées sont par exemple 25 constituées par des résines phénoliques, des polyamides comme le polycaprolactame, le polyamide hexaméthylène-adipique, les poly-j^-laetames et des polyamides plus élevés comme le polyundéca-namide, ainsi que des résines polyesters. On prend opportunément pour résines phénoliques aussi 30 bien des crésols que des novolaques, pour autant qu'ils présentent un point de fusion d'au moins environ 60°G. On peut utiliser pour résines polyesters des polyesters saturés, insaturés ou saturés et insaturés, par exemple ceux qui' sont à base d'acides carboxyliques aromatiques ou aliphatiques 35 comportant jusqu'à 18 atomes de carbone et, notamment, d'acides di-et polycarboxyliques, comme les acides phtalique, térëphtalique ou isophtalique, adipique, sébacique, maléique, fumarique et, en outre, d'acides monocarboxyliques, par exemple des acides gras saturés ou non, comme ceux qui sont usuels pour fabriquer les ^0 résines alkydes, par exemple des acides gras d'huiles siccatives 69 12544 3 2006895 ou non, des acides gras conjugués ou analogues. Il faut ici pourtant veiller à ce que la proportion des acides qui comportent plus de 8 atomes de carbone ne dépasse pas 50# du poids du polyester, pour que le point de ramollissement ne soit pas inférieur 5 à environ 50°C. On peut aussi faire varier à volonté le constituant alcoolique des polyesters. Des dialcools et polyalcools appropriés sont par exemple l,éthylène-glycol, le diéthylène-glycol, la glycérine, le triméthylolpropane, le triméthyloléthane, le 10 diméthy Ipropanedio1, les dibutanediols, les hexanediols et* de plus, des monoalcools comme l'éther monobutylique d'éthylène-glycol ou d'autres alcools analogues. La proportion en alcools dépend également du nombre des atomes de carbone. Ce qui a été dit à propos des acides 15 s'applique à eux de manière analogue. On peut en outre utiliser des polyesters qui contiennent encore des monomères copolyméri-sables, oléfiniquement non saturés. Un autre avantage du procédé conforme à l'invention réside dans le fait que, pour fabriquer les suspensions de rési-20 n®s, il n'est pas nécessaire d'avoir d'additions telles que des unisseurs, des bases ou complexants. Il est simplement heureux d'utiliser conjointement des agents mouillants, par exemple les agents tensio-actifs cationiques, anioniques ou non ioniques connus. Des mélanges d'agents mouillants différents sont aussi 25 utilisables pour autant que ces agents confèrent aux polymères une charge de même signe. Quand il y a addition d'agents mouillants cationiques, les particules de résine reçoivent une charge électrique positive et, quand on fait usage d'agents mouillants anioniques ou non ioniques, une charge électrique négative. Il 30 est opportun d'employer l'agent mouillant en quantité de 0,01 à 5# et, de préférence, 0,05 à 356 du poids de poudre de résine. Les suspensions qu'on doit utiliser selon l'invention sont constituées par les systèmes où l'on peut déjà faire l'observation purement externe de deux phases. Il est approprié 35 pour les poudres de résine employées d'avoir une granulométrie à diamètres d'au plus 30Jjl et, de préférence, d'au plus 10Ji. Il convient donc de prendre de préférence pour ce procédé des résines synthétiques qui, sous forme pulvérisée et dans les conditions opératoires, ne tendent pas à donner de 4-0 . développement de leurs particules par agglomération. Le procédé 69 12544 4 2006895 est mis en oeuvre avantageusement à température ambiante, mais peut aussi l'être à température plus élevée, allant par exemple jusqu'à environ 50°C. Il est dans tous les cas nécessaire de le mettre ôn oeuvre au-dessous du point de ramollissement de la 5 résine synthétique. Il est approprié d'opérer au moins 10°C, de préférence 20°C, au-dessous de ce point. Les suspensions sont préparées par agitation ou délayage de leurs constituants. Pour les produire par délayage, il convient d'avoir en particulier des agitateurs où les phases 10 à mélanger sont soumises à de grandes forces de çisaLlIeBentXhi peut par exemple y parvenir en faisant passer le mélange à très grande vitesse dans des fentes étroites disposées de manière convenable. Les agglomérats de particules de la phase solide sont radicalement divisés par ce mode opératoire. Les suspensions peuvent 15 contenir de 2 à 50^ et, de préférence, de 5 à 2gÉ en poids de poudre de résine par rapport au poids de l'ensemble de la suspension. Pour mettre en oeuvre le procédé conforme à l'invention, on plonge dans ces suspensions des objets électriquement 20 conducteurs auxquels on applique, au moyen d'une source continue, une tension qui est déterminée de façon que la densité de courant, mesurée en milliampères par centimètre carré, se trouve comprise à l'électrode qu'on veut revêtir entre 0,1 et 30, de préférence entre 0,2 et 15. Des tensions convenant bien à ce procédé sont 25 comprises entre 5 et 200 volts et, de préférence, entre 50 et 150 volts. Ce procédé permet d'appliquer des couches épaisses de plus de lOOyU., l'épaisseur du dépôt pouvant être ajustée par des variations appropriées de la tension et de la durée de 30 revêtement. Un autre avantage de ce procédé, par rapport à l'élec-trovernissage avec emploi de matières ou résines synthétiques solubles dans l'eau, réside aussi dans l'accroissement important de sa vitesse de revêtement. 35 Comme il doit être mis en oeuvre au-dessous'de la température de ramollissement des résines, il est nécessaire de faire fondre en pellicule lisse le revêtement des objets par chauffage à température supérieure au point de ramollissement des poudres de résine employées. Les objets revêtus, après 40 l'opération proprement.dite de revêtement, sont donc chauffés 69 12544 5 2006895 un certain temps, par exemple de 10 à 60 minutes et, de préférence, de 20 à 30 minutés, à une température supérieure audit point de ramollissement. Ce procédé convient bien aussi pour produire des 5 revêtements pigmentés si, au lieu des poudres de résines synthétiques, on emploie des mélanges de poudres de résines synthétiques et de poudres de pigments, ou bien des poudres qui peuvent s'obtenir par délayage de poudres de pigments dans des matières plastiqués fondues, refroidissement de la massé fondue et broyage 10 du produit une fois refroidi. Les exemples qui vont suivre feront bien comprendre comment la présente invention "peut être mise en pratique. Exemple 1. On met en suspension 10 g d'une poudre de polyundéca*. 15 amide dont la grosseur des grains ne dépasse pas 30^, par agitation intense pendant 30 minutes au moyen d'un agitateur rapide "Ultra-Turrax" dans une solution de 0,2 g d'un éther alcoylphénol-polyglycolique qui a été obtenu par addition de 6 à 8. moles d'oxyde d'éthylène sur une mole de nonylphénol, ainsi que 0,2 g 20 de laurylsulfate de sodium dans 90 g d'eau distillée. On plonge dans cette suspension deux tôles nues en acier de façon que 25 em^ de leur surface soient à chaque fois baignés par ladite suspension. Par application d'une tension continue de 50 volts pendant une durée de 10 secondes et avec une 25 intensité approximativement égale à 190 mA, on produit par séparation une couche adhérente épaisse de plus de 100/L de poudré de polyamide sur la tôle, qui est montée en anode; toute sa surface immergée dans la solution, notamment sur les bords,' est complètement recouverte. Il n'y a aucun revêtement sur la tôle montée en 30 cathode. Le revêtement peut être fondu en pellicule lisse, faiblement colorée en jaune, par chauffage de la tôle enduite à 240°C pendant 10 minutes. Exemple 2. 35 On prépare un polyester par polycondensâtion de 19,5g de butahediol-1,4, 9 g d'éther monobutylique d'éthylène-glyeol, 12,3 g d'acide adipique et 115 g d'un copolymëre de styrèriè et d'anhydride maléique (rapport molaire 8:1, poids molaire 2.400, poids équivalent, rapporté à l'anhydride, égal à 952); ce poly-40 ester a un indice d'acide de 50 et un point de ramollissement 69 12544 s 2006895 d'environ 70°C et peut être réduit dans un broyeur à billes en porcelaine en poudre dont la granulométrie est inférieure à 30/*-. On met en suspension 10 g de cette poudre.de polyester, par agitation énergique au moyen d'un agitateur rapide 5 "Ultra-Turrax" dans une solution de 0,1 g d'un éther alcoylphénoi-polyglycolique qui a été préparé par addition de 6 à 8 moles d'oxyde d'éthylène sur 1 mole de nonylphénol, ainsi que 0,1 g de laurylsulfate de sodium dans 90 g d'eau distillée. On ajoute à la suspension, comme agent anti-mousse, 0,1 g d'alcool 10 n-octylique. On met en place dans cette suspension deux tôles d'acier nues qui plongent avec à chaque fois 25 cm^ de leur surface dans la phase aqueuse. Par application d'une tension continue de 150 volts pendant 15 à 30 secondes, avec une intensi-15 té résultante de 190 à 210 mA, on produit sur la tôle montée en anode un revêtement dense de poudre de polyester qui recouvre entièrement sa surface et ses bords et dont l'épaisseur dépasse 100 fi . Ce revêtement peut être fondu par chauffage durant 20 20 minutes à 170°C en pellicule lisse brillante. Exemple 3. On met en suspension 5 g d'une poudre de polyester qui peut avoir été préparée comme dans l'exemple 2 et 2,5 g de dioxyde de titane par agitation énergique au moyen d'un agita-25 teur rapide "Ultra-Turrax" pendant 30 minutes dans la solution de 0,1 g d'un éther alcoylphénolpolyglyeolique qui a été fabriqué par addition de 6 à 8 moles d'oxyde d'éthylène sur 1 mole de nonylphénol, ainsi que 0,1 g de laurylsulfate de sodium dans 92,5 g d'eau distillée.On ajoute à la suspension 0,2 g d'alcool 30 n-octylique comme agent anti-mousse. On plonge dans cette suspension deux tôles en acier nues de façon à baigner 25 cm^ de chacune d'elles dans la suspension. Par application d'une tension continue de 100 volts au de cours de 30 secondes avec une .intensité/255 mA, il se dépose sur 35 la tôle montée en anode une couche épaisse d'environ 100JL d'un mélange de polyester et de dioxyde de titane, tandis qu'il ne se produit aucun revêtement sur la cathode. Le dépôt forme une cour-che adhérente, dense, qui recouvre aussi les bords de la tôle. Par chauffage pendant 20 minutes à 190°C de la tôle enduite, son 40 revêtement peut être transformé en pellicule lisse, pigmentée 69.12544 7 2006895 en blanc. Exemple 4. On broie pour obtenir une granulométrie de 10 à 30,^ un résol de crésol-formaldéhyde qui, offrant un intervalle de 5 fusion de 85 à 90°C, comporte 1,2 à 1,3 mole de formaldéhyde condensé par mole de crésol. La poudre contient environ 95# de particules à grandeur inférieure à lOyft . 5 6 de cette poudre sont transformés en suspension à 5& avec 95 g d'eau et addition de 0,1 g de laurylsulfate de sodium. La poudre est à cet effet 10 dispersée pour donner la suspension réversible par agitation intense pendant 45 minutes au moyen d'un agitateur rapide "Ultra-Turrax11 et avec refroidissement. On plonge dans cette suspension 2 électrodes en aluminium assez profondément pour en recouvrir à chaque fois une 15 surface de 25 cm2 par la phase aqueuse. On obtient la séparation d'un dépôt dont l'épaisseur dépasse lOOyft. , par application d'une tension continue de 150 volts pendant 30 secondes avec une intensité de 200 mA sur l'une des électrodes, pour une température initiale de 25 à 30"C. Ce dépôt peut être transformé par 20 chauffage ultérieur pendant 30 secondes à 190°C en pellicule adhérente lisse douée d'un brillant excellent. 69 12544 8 2006895 - REVENDICATIONS - 1. Procédé de revêtement électrophorétique d'objets électriquement conducteurs par des résines synthétiques mises en oeuvre sous forme de suspensions de poudres dans l'eau, 5 celle-ci contenant éventuellement des agents dispersants ou émulsifiants, procédé caractérisé par l'usage, à titre de résines synthétiques, de résines de condensation, de préférence de résines phénoliques, de résines polyesters et/ou de polyamides. 10 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé par le fait qu'on opère dans un intervalle de températures compris entre la température ambiante et environ 50°C. 3. Procédé selon les revendications 1 ou 2, caractérisé par le fait qu'on opère à température inférieure d'au moins 15 10°C et, de préférence, de 20°C au point de ramollissement de la poudre de résine. 4. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé par l'usage de pigments additionnels. 5. Procédé selon l'une quelconque des revendications 20 1 à 4, caractérisé par le fait que la poudre de résine contient des pigments qui ont été obtenus par délayage dans la résine fondue, refroidissement de la masse fondue et broyage du produit solidifié. 6. Procédé selon l'une quelconque des revendications 25 3 à 5, caractérisé par le fait que le dépôt par séparation se fait pour une densité de courant de 0,1 à 30 et, de préférence, de 0,2 à 15 mA/cm^. 7. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé par le fait que le dépôt par séparation 30 s'effectue en couche d'épaisseur dépassant 100 jL . 8. Application des produits du procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 7 au vernissage d'objets métalliques. 9. Revêtements obtenus par le procédé selon l'une 35 quelconque des revendications 1 à 7.