Brevet FR2096518A1 — publié le 19720218

La présente invention concerne des émulsions autobrillantes, transparentes, contenant de la cire et stables au stockage. On connaît des émulsions auto-brillantes pour 5 l'entretien des revêtements de sol, en particulier de ceux qui sont sensibles aux solvants, et on les a déjà souvent décrites dans la littérature. En général elles sont constituées des composantes suivantes : de 0,0 à 100,0 % en poids d'émulsions ionogènes ou non de cires 10 d'esters partiellement synthétiques (par exemple, des dérivés de cire de lignite), de cires naturelles (par exemple, la cire de Candellila, la cire de carnauba, la cire d'abeilles), de cires synthétiques (par exemple, des cires de poly-15 éthylène, des cires microcristallines, des oxydâtes de paraffine synthétique), les émulsions contenant de 15 à 20 % en poids de matière solide, de 0,0 à 95,0 % en poids de dispersions de polymère (par exemple, des dispersions de polyéthylène, d'acétate de 20 polyvinyle, de polystyrène, de polyacrylate, de polyméthacrylate, de copolymères de styrène et d'acrylate ainsi que de styrène et de méthacrylate ), de 0,0 à 30,0 % en poids de résines solubles dans de l'alcali (par exemple, la résine de colophane et de maléate, 25 la gomme-laque en écaille, la résine de styrène et de maléate, la résine de polyester), de 0,0 à 5,0 % en poids d'additifs (par exemple, des additifs pour former une pellicule, des plastifiants temporaires et permanents, des agents antistatiques, 30 des inhibiteurs de corrosion, des substances ayant un effet bactéricide, des agents de conservation, des colorants et, le cas échéant, des sels métalliques comme agents de réticu-lation réversibles). 35 A cause des différentes possibilités de variations des composantes et de leurs rapports les unes aux autres, on peut facilement adapter les propriétés des pellicules obtenues à partir de telles émulsions selon leurs applications aux 40 souhaits particuliers des utilisateurs. Ainsi, on peut ajuster 71 23287 2 2096518 selon les besoins, par exemple, l'auto-brillant, la résistance à l'eau, la résistance aux pas, l'absorption de salissures, la résistance aux solvants et aux détergents alcalins ainsi que l'aptitude au polissage. Des proportions élevées en polymères 5 donnent des pellicules très brillantes qui ont une résistance mécanique, particulièrement forte cependant, elles ne peuvent pas être repolies ou être polies postérieurement. Cela signifie, cependant, que l'on ne peut plus réparer les surfaces des pellicules endommagées par l'utilisation pratique par un 10 simple procédé de polissage, mais seulement en enlevant la pellicule ancienne et en appliquant une nouvelle pellicule ce qui représente un inconvénient. C'est pourquoi la plupart des émulsions auto-brillantes contiennent une proportion de cire plus ou moins grande. L'aptitude au polissage augmente avec 15 la teneur en cire : tandis que les pellicules constituées par des émulsions auto-brillantes contenant jusqu'à 30 % en poids d'émulsion de cire (teneur en matière solide environ 15 à 20 % en poids) ne sont guère polissables, et celles contenant de 30 à 40 % en poids; d'émulsion de cire ne peuvent être polies 20 qu'avec difficulté, des pellicules constituées par des émulsions auto-brillantes contenant 50 % en poids ou plus d'émulsion de cire peuvent être très bien polies. Tandis que les émulsions auto-brillantes mentionnées ci-dessus ont un aspect laiteux-blanc ou fortement opalescent, 25 depuis quelque temps on connaît des émulsions auto-brillantes qui sont tout à fait limpides (voir les demandes de brevet de la République Fédérale d'Allemagne mises à l'inspection publique sous les numéros 1 811 012 et 1 811 247 ainsi que le périodique "Soap and Chemical Specialities", février 1969, page 41). Ces 30^ émulsions auto-brillantes fournissent aussi des pellicules claires qui ont des propriétés proportionnées de manière avantageuse du point de vue du brillant, de la résistance aux détergents, de l'aptitude à être appliquées de nouveau, de la résistance au frottement, de la dureté du film, ainsi que de 35 l'enlèvement, mais qui cependant, ne peuvent être repolies que de manière non satisfaisante. On obtient les propriétés spéciales de ces émulsions en utilisant des dispersions de copolymères avec addition de sels métalliques. A ce qu'on dit, les propriétés favorables 40 spécifiées ci-dessus ne sont pas compromises en mélangeant 71 23267 3 2096518 jusqu'à 70 fo en poids d'émulsions de cire afin d'obtenir des propriétés de polissage postérieur. Il est apparu que le mélange d'émulsions des cires connues et appelées "convenables" dans les publications 5 mentionnées ci-dessus apporte l'aptitude souhaitée au polissage postérieur des pellicules d'entretien mais il s'est avéré aussi que les émulsions d'entretien ont également un aspect plus ou moins opaque, par suite de l'aspect opaque de l'émulsion de cire ajoutée. On peut obtenir, il est vrai, des émulsions 10 de cire qui sont d'abord claires, au moyen de quelques cires déterminées en ajoutant de grandes quantités d'un émulsionnant, ou au moyen de cires spéciales ayant un indice d'acide élevé, par exemple, une cire d'ester à base de cire de lignite ayant un indice d'acide d'environ 80; cependant, lors du stockage 15 de ces émulsions à des températures normales ou légèrement élevées (de 50 à 60°C), un trouble se forme plus ou moins rapidement, qui forme un dépôt. Lorsqu'on" mélange de telles émulsions de cire avec les dispersions de polymère limpides, cet effet de trouble' est particulièrement important. La 20 séparation des particules a Une influence très défavorable sur l'aspect et les propriétés, pélliculaires des produits d'entretien, particulièrement si- l'on mélange'' des quantités plus grandes d'émulsion de cire. Or, la Demanderesse a trouvé que l'on peut 25 préparer des émulsions aqueuses limpides à partir d'esters de polyéthylène-glycol cireux déterminés d'acides carboxyliques supérieurs; ces émulsions ne perdent pas leur transparence et ne montrent aucun, signe de floculation, même lors d'un stockage prolongé à température ambiante ou élevée. Ainsi, 30 elles conviennent de manière excellente comme cire dans des émulsions auto-brillantes aqueuses,aussi bien seules qu'en mélange avec les dispersions de polymère limpides mentionnées ci-dessus. La présente invention a pour objet une émulsion 35 auto-brillante aqueuse stable au stockage et limpide, qui est constituée par une émulsion de cire et une dispersion limpide de polymère ainsi que, le cas échéant, par d'autres additifs, caractérisée en ce que l'émulsion de cire est une émulsion aqueuse d'un ester cireux provenant d'un acide monocarboxylique 40 aliphatique à chaîne droite ou ramifiée ayant de 16 à 36 atomes 71 23287 4 ,2096518 de carbone et d'un polyéthylène-glycol ayant une masse moléculaire de 5000 à 20000, l'émulsion contenant de 15 à 20 % en poids de matière solide. La présente invention concerne également un procédé 5 de préparation d'une émulsion auto-brillante aqueuse, stable au stockage et limpide par mélange d'une dispersion limpide de polymère avec une émulsion de cire et, le cas échéant,-d'autres additifs, procédé caractérisé en ce que l'on utilise comme émulsion de cire une émulsion aqueuse d'un ester cireux'pro-10 venant d'un acide monocarboXylique aliphatique à chaîne droite ou ramifiée ayant de 16 à-36 atomes dé carbone et d'un polyéthylène-glycol ayant une masse moléculaire de 5000 à 20000, l'émulsion contenant de 15 à 20 % en poids de matière solide. On prépare les- cires utilisées selon l'invention 15 conformément à des méthodes connues. Comme composante acide conviennent des acides gras âliphatiques à chaîne droite ou ramifiée ayant de 16 à 36 atomes de carbone, de préférence de 18 à 32, par exemple, l'acide palmitique ou stéarique ou leurs mélanges techniques, en outre des acides carboxyliques et/ou 20 des mélanges'd'acides carboxyliques, comme ils peuvent être obtenus, par exemple, par oxydation de paraffines à chaîne droite, de cires microcristallines ou de cires de polyéthylène ayant une masse moléculaire nioyenne de 1000 à 10000, par exemple, avec des gaz contenant de l'oxygène. Conviennent particulièrement 25 des acides de lignite qui sont obtenus par traitement de cire de lignite brute qui a été, le cas échéant, dérésinifiée, avec de l'acide suifochromique. On peut aussi utiliser des mélanges d'acidës carboxyliques, par exemple, des produits de co-oxydation de cire de lignite et de cire de polyéthylène. 30 Les cires utilisées selon l'invention sont obtenues à partir des acides mentionnés ci-dessus par estérification avec des polyéthylène-glycols ayant une masse moléculaire moyenne de 5000 à 200Ô0, de préférence de 10000 à 15000, que l'on peut préparer par polymérisation d'oxyde d'éthylène, ou par l'addition 35 de la quantité correspondante d'oxyde d'éthylène. Si l'on veut les préparer par estérification, on utilise généralement de 0,75 a 1,1 équivalent de polyéthylène-glycoï pour 1 équivalent d'acide carboxylique, et on arrête 1''estérification, après avoir obtenu l'indice d'acide désiré, en neutralisant le catalyseur d'esté-40 rification. Des produits ayant des indices d'acide qui sont 71 23287 5 2096518 inférieurs à 60, particulièrement ceux, dont les indices d'acide sont compris entre environ 2 et 20, ont des propriétés particulièrement avantageuses du point de vue de leur application. Si l'on veut préparer les cires à utiliser confor-5 mément à l'invention directement à partir d'acide et d'oxyde d'éthylène, on fait réagir chaque équivalent d'acide carboxylique à une température comprise entre environ 100 et 200°C avec de 45 à 350 moles, de préférence de 60 à 170 moles, d'oxyde d'éthylène, en présence de catalyseurs ayant une réaction alcaline. 10 On peut émulsionner les cires obtenues selon l'une ou l'autre méthode de manière connue conformément au procédé de la cire dans l'eau ou de l'eau dans la cire, le cas échéant, en ajoutant de petites quantités de bases organiques qui servent à la neutralisation, telles que la morpholine, le N,N-diéthyl-15 amino-éthanol, le 2-amino-2-méthyl-propanol-(1), l'éthylamine ou l'ammoniaque, pour donner des émulsions stables au stockage et tout à fait limpides, qui ont une teneur en matière solide allant jusqu'à environ 20 % en poids. Les émulsions de cire obtenues conviennent déjà 20 seules comme produits d'entretien des planchers auto-brillants cependant, elles servent, en premier lieu, d'additifs aux dispersions de polymère transparentes connues qui améliorent les propriétés de polissage, mais qui n'ont pas d'influence sur la transparence. Les dispersions de polymère peuvent contenir, 25 le cas échéant, d'autres additifs habituels pour des émulsions d'entretien, par exemple, des résines solubles dans l'alcali, telles que les résines de colophane ou les résines de styrène et de maléate, des additifs pour former une pellicule, tels que des acides carboxyliques fluorés, des plastifiants, comme le 30 phtalate de dibutyle, le phosphate de dibutoxy-éthyle, l'éther de glycol ou l'éthylène-glyeol, en outre des agents antistatiques, des inhibiteurs de corrosion, des agents de conservation, des substances bactéricides, des colorants et des sels métalliques comme des sels d'aluminium, de zirconium, de magné-35 sium et en particulier du.zinc d'acides carboxyliques, de préférence l'acétate de zinc. A coté de ce domaine d'application, on peut utiliser les émulsions de cire limpides avantageusement dans chaque cas où la forme d'application claire ou la pellicule de cire claire 40 sontdésirés. 71 23287 6 2096518 Les parties mentionnées dans les exemples et les exemples de comparaison suivants sont dans chaque cas des parties en poids. Les exemples A à D donnent une description de la préparation des cires utilisées selon l'invention, tandis 5 que les exemples 1 à 3 décrivent la préparation des émulsions auto-brillantes selon l'invention. EXEMPLE A : On estérifie à 140°C, 665,0 g d'un acide de lignite ayant un indice d'acide de 127, obtenu par un blanchiment oxydant 10 d'une cire de lignite brute dérésinifiée, en présence de 5 d'acide sulfurique à 20 %, avec 4950,0 g de polyéthylène-glycol ayant une masse moléculaire moyenne de 7500 jusqu'à ce que l'indice d'acide du mélange réactionnel soit inférieur à 15. On neutralise ensuite le catalyseur avec la quantité corres-15 pondante de potasse alcoolique. La cire claire et dure obtenue a un indice d'acide, de 15 et un point de fusion/point de suintement selon Ubbelohde de 75°C. EXEMPLE B : De manière analogue à l'exemple A on estérifie 20 663>0 g d'acide de lignite ayant un indice d'acide de 127 avec 6000,0 g de polyglycol ayant une masse moléculaire moyenne de 10000. Dès que l'indice d'acide du mélange d'estérification est inférieur à 13* on arrête la réaction par neutralisation du catalyseur. On obtient une cire très claire ayant un indice 25 d'acide de 13 et un point de fusion/point de suintement de 64°C. EXEMPLE C : Selon l'exemple A on estérifie 42,0 g d'acide stéarique avec 495,0 g de polyglycol ayant une masse moléculaire moyenne de 7500. Quand l'indice d'acide devient inférieur à 18, 30^ on arrête la réaction. La cire claire obtenue a un indice d'acide de 17 et un point de fusion/point de suintement de 58°C. EXEMPLE D : On ajoute 5,2 g d'hydroxyde de potassium à 430,0.g d'un acide de cire de lignite (indice d'acide 130) obtenu par 35 un blanchiment oxydant d'une cire de lignite brute dérésinifiée avec de l'acide suifuchromique, et on chauffe le tout à une température de 150°C sous une atmosphère d'azote. Après avoir éliminé l'eau de neutralisation, on introduit de l'oxyde d'éthylène jusqu'à une absorption de 3741,0 g, ce qui correspond à 40 85 moles d'oxyde d'éthylène. Après avoir éteint le mélange 71 23287 7 2096518 réactionnel. avec de l'azote, on obtient une cire claire ayant les valeurs suivantes : indice d'acide : inférieur à 2 Indice de saponification : 285 • 5 point de fusion/point de suintement selon Ubbelohde : 60,8 à 61,2°C. EXEMPLE 1 : On fond 15 parties de la cire obtenue selon l'exemple B à une température de 105°C. On fait réagir, tout en agitant, la masse fondue chaude avec 1,0 partie de N,N-10 diéthyl-amino-éthanol qui a été chauffé préalablement à une température de 45°C. On introduit alors la masse fondue de cire, en agitant constamment, dans 84,0 parties d'eau bouillante, L'émulsion obtenue est rapidement refroidie à la température ambiante. On obtient 100 parties d'une émulsion de cire limpide. 15 Le tableau suivant montre la stabilité excellente de la transparence lors du stockage. EXEMPLE 2 : On mélange, en agitant fortement, 20,0 parties de l'émulsion de cire limpide qui a été décrite dans l'exemple 1, 20 avec 80,0 parties d'une dispersion de copolymère limpide et contenant un sel métallique (Rhoplex® B 505; fabricant Rohm et Haas, Philadelphie E.U.A.) qui a été obtenue en introduisant, tout en agitant, 20 parties d'ammoniaque concentrée dans 100,0 parties de la dispersion, et qui a été diluée avec de 25 l'eau à une teneur en matière solide de 15 $>, avec 10,0 parties de solution ammoniacale à 15 % d'une résine de styrène et de maléate (Sinclair 2625a; fabricant Sinclair Inc., New York), ainsi qu'avec 4,0 parties d'éther monométhylique du dipropylène-glycol et 0,4 partie de phosphate de dibutoxy-éthyle à la -30 température ambiante dans l'ordre spécifié. On obtient une émulsion auto-brillante ayant des propriétés de stabilité excellentes (voir le tableau). EXEMPLE 3 : On émulsionne 15,0 parties de la cire obtenue 35 selon l'exemple D, conformément, à la méthode décrite dans l'exemple 1, avec .1 partie de II-diéthyl-amino-éthanol dans de l'eau. On mélange ensuite 10,0 parties de l'émulsion de cire limpide ainsi obtenue avec 90,0. parties d'une dispersion de copolymère transparente contenant un sel métallique ayant une 40 teneur en matière solide de 15 % (préparée selon l'exemple 2) 71 23287 8 2096518 et avec 10,0 parties de solution ammoniacale à 15 % d'une résine de styrène et de maléate,, ainsi qu'avec 4,0 parties d'éther monométhylique du dipropylène-glycol et avec 0,4 partie de phosphate de dibutoxy-éthyle à la température ambiante. 5 On peut voir la stabilité de l'émulsion auto-brillante limpide obtenue dans le tableau. A titre de comparaison pour l'examen de la stabilité des cires utilisées selon l'invention et de leurs mélanges avec des dispersions de copolymère limpides, on a 10 déterminé dans les exemples de comparaison 1 à 5 suivants, la stabilité des dispersions de copolymères limpides et celle des émulsions de cire connues. Exemple de comparaison 1 : On soumet à un stockage, à une température de 20°C, 15 100*0 parties de la dispersion de copolypère limpide et contenant un sel métallique qui a été clarifiée avec de l'ammoniaque et qui a été décrite dans l'exemple 2. lia dispersion présente des valeurs de stabilité excellentes. Exemple de comparaison 2 : 20 On fond 14,0 parties d'une cire d'ester à base de cire de lignite ayant un indice d'acide de 80 (® HOECHST-WACHS U) avec 1,0 partie d'émulsionnant non ionogène (alcool gras polyoxéthylé avec 25 moles d'oxyde d'éthylène) à une température comprise entre 115 et 120°C. On introduit alors 25 dans la masse fondue chaude, tout en agitant, un mélange constitué par 2,2 parties de diéthyl-amino-éthanol et 0,5 partie de méthyl-diglycol, le mélange ayant été chauffé préalablement à 45°C. On introduit, en agitant constamment, le mélange de cire et d'émulsionnant ainsi obtenu à chaud dans de l'eau 30, bouillante. On refroidit ensuite l'émulsion rapidement à la température ambiante. On obtient 100,0 parties d'une émulsion auto-brillante qui est d'abord limpide, mais qui devient trouble au cours du stockage prolongé (voir le tableau suivant). Exemple de comparaison 3 : 35 On mélange 5,0 parties d'émulsion de cire obtenue selon l'exemple de comparaison 2 de la manière décrite ci-dessus avec 95,0 parties de la dispersion limpide de copolymère à 15 % contenant un sel métallique qui a été préparée selon l'exemple 2 et clarifiée, avec 10,0 parties de solution à 15 % 40 de résine de styrène et de maléate, 4,0 parties d'éther mono- 71 23287 9 2096518 méthylique de dipropylène-glycol et 0,4 partie de phosphate de tributoxy-éthyle à la température ambiante. Immédiatement après sa préparation, l'émulsion est, effectivement encore limpide cependant, au bout d'un stockage d'une semaine elle 5 est déjà tout à fait trouble. Exemple de comparaison 4 : On fond, à 125°C, 16,0 parties d'une cire de polyéthylène oxydée ayant un indice d'acide de 15 avec 3*2 parties d'acide oléique. On fait réagir la masse fondue 10 chaude avec 3*2 parties de morpholine chauffée à 60°C, et on introduit le mélange à l'état chaud dans 77,6 parties d'eau chaude. On obtient une émulsion de cire limpide qui devient trouble au cours du stockage. Exemple de comparaison 5 : 15 On mélange, selon la méthode décrite dans l'exemple de comparaison 3> 5*0 parties d'émulsion de cir.e de polyéthylène obtenue conformément à l'exemple de comparaison 4 avec la dispersion de polymère limpide préparée selon l'exemple 2, la résine de styrène et de maléate, l'éther monométhylique de 20 dipropylène-glycol et le phosphate de dibutoxy-éthyle. L'émulsion auto-brillante qui est d'abord limpide est tout à fait trouble au bout d'une semaine de stockage. Dans le tableau suivant on a indiqué, comme mesure pour le trouble des émulsions auto-brillantes et/ou de cire 25 des exemples de l'invention 1 à 3 et des exemples de comparaison 1 à 5* la transparence au bout de temps de stockage déterminés. On a mesuré cette transparence au moyen d'un spec-trophotomètre ELK0 II de la maison Zeiss par rapport à l'eau 30 à une longueur d'onde lumineuse de 533 nm et avec une épaisseur de la couche de 1,00 cm à une température de 20°C. (voir tableau page suivante ) 71 23287 ' 2096518 Transparence (%) au bout d'une au bout au bout de au bout de journée d'une 2 semaine 4 semaines semaine 5 Exemple 1 84,0 86,8 85,0 82,2 " 2 94,0 93,6 92,1 91,2 3 93,6 90,8 79,3 62,2 Exemple de comparaison 1 93,0 96,1 96,3 94,2 10 1! 2 59,0 46,4 32,0 18,7 Il 3 87,2 3,0 - - II 4 40,1 33,1 28,7 16,2 II 5 88,0 3,0 - - m 71 23287 n 2096518 REVENDICATIONS 1. "- Emulsion auto-brillante aqueuse stable au stockage et limpide, constituée par une émulsion de cire et une dispersion limpide de polymère, ainsi que, le cas échéant, 5 par d'autres additifs, caractérisée en ce que l'émulsion de cire est une émulsion aqueuse d'un ester cireux provenant d'un acide monocarboxylique aliphatique à chaîne droite ou ramifiée ayant de 16 à 36 atomes de carbone et d'un polyéthylène -glycol ayant une masse moléculaire de 5000 à 20000, 10 l'émulsion contenant de 15 à 20 % en poids de matière solide. 2.- Emulsion auto-brillante selon la revendication 1, caractérisée en ce qu'elle contient comme autres additifs au moins un constituant choisi parmi des résines solubles dans de l'alcali, des adjuvants pour former une 15 pellicule, des plastifiants, des agents anti-statiques, des inhibiteurs de corrosion, des agents de conservation, des substances bactéricides, des colorants et des sels métalliques. 3.- Emulsion auto-brillante selon la revendi- 20 cation 1, caractérisée en ce que l'ester de polyéthylène-glycol a un indice d'acide inférieur à 60. 4.- Emulsion auto-brillante selon la revendication 1, caractérisée en ce qu'elle contient un ester de polyéthylène-glycol que l'on obtient par réaction de 1 mole d'un 25 acide monocarboxylique aliphatique à chaîne droite ou ramifiée ayant de 16 à 36 atomes de carbone avec de 0,75 à 1,1 mole d'un polyéthylène-glycol ayant une masse moléculaire de 5000 à 20000 ou avec de 45 à 350 moles d'oxyde d'éthylène. 5.- Procédé de préparation d'une émulsion auto-30 brillante aqueuse stable au stockage et limpide par mélange d'une dispersion limpide de polymère avec une émulsion de cire et, le cas échéant, avec d'autres additifs, procédé caractérisé en ce que l'on utilise comme émulsion de cire une émulsion aqueuse d'un estei* cireux provenant d'un acide 35 monocarboxylique aliphatique à chaîne droite ou ramifiée ayant de 16 a 36 atomes de carbone et d'un polyéthylène-glycol ayant une masse moléculaire de 5000 à 20000, l'émulsion contenant de 15 à 20 % en poids de matière solide. 71 23287 12 2096518 6.-Procédé selon la revendication 5» caractérisé en ce que lron utilise comme autres additifs au moins un constituant choisi parmi des résines solubles dans de l'alcali, des adjuvants pour former une pellicule, des plastifiants, des agents antistatiques, des inhibiteurs de corrosion, des agents de conservation, des substances bactéricides, des colorants et des sels métalliques.