Brevet FR2228098A1 — publié le 19741129

La présente invention concerne des compositions de polissage et plus particulièrement, une composition de polissage améliorée constituée essentiellement d'un support liquide volatil, d'une huile ou d'une cire et d'un organopolysiloxane. Les compositions de polissage connues peuvent être des liquides ou des pâtes, selon la quantité de support qui peut varier entre 40 % et 99 % en poids. Elles peuvent être des solutions, si le support est un solvant organique de l'huile ou de la paraffine et de l'organopolysiloxane ou elles peuvent être des émulsions si le support est au moins partiellement aqueux et renferme un émulsifiant approprié. Des solvants organiques typiques des compositions de polissage sont des hydrocarbures de pétrole ayant un point d'ébullition supérieur à lOOC,qui peuvent renfermer de petites quantités d'alcools et d'esters. Des exemples de tels solvants sont le kérosène, l'essence de thérébentine artificielle, les essences minérales, l'isobutanol et l'acétate d'amyle. Le choix des huiles et des cires est très étendu et les ingrédients appropriés pour les compositions de polissage sont la paraffine liquide, huile de ricin, la cire d'abeille, la cire de Carnauba, la cire de montagne, la cire microcristalline qui peut être oxydée, un polyéthylène ayant un poids moléculaire suffisamment faible pour être cireux et un polyéthylène oxydé. Si le support présent ne peut dissoudre la cire, on incorpore couramment des émulsifiants anioniques et non ioniques, parmi lesquels l'oléate de morpholine, l'oléate de triéthanolamine, le polyoxyéthylène, l'éther nonylphénolique et les oléates de sorbitane sont des constituants d'importance industrielle. Les compositions de polissage pour automobiles peuvent également renfermer des charges solides inertes et des abrasifs doux tels que de la terre de diatomées, du kaolin, de la silice sous ses diverses formes et du talc. D'autres ingrédients secondaires facultatifs sont des agents lubrifiants, des parfums et des colorants. Plus récemment, on a incorporé des organopolysiloxanes aux compositions de polissage pour améliorer la durabilité et le brillant et faciliter l'application. Les premiers organopolysiloxanes utilisés étaient des polydiméthylsiloxanes stables, ne rendant pas le film de composition de polissage appliqué résistant aux lavages ou aux frottements, ni même è la pluie, par manque d'affinité chimique avec les surfaces peintes, laquées ou vernies auxquelles on les appliquait. Les silicones aminofonctionnelles dont on a proposé l'utilisation dans les compositions de polissage pour automobiles améliorent la résistance aux détergents et adhèrent fortement aux substrats. Leur durabilité est due en grande partie au fait qu'elles se polymérisent après application. Cependant, ces compositions de polissage ont une stabilité limitée avant application. Les silicones aminofonctionnelles réagissent avec les acides libres des cires, qui constituent desinrédients courants des compositions de polissage et, par conséquent, gênent l'étalement ou l'enlèvement par frottement. La demanderesse a découvert qu'on peut conférer une résistance aux intempéries et aux détergents aux films préparés à partir d'une composition de polissage classique par ailleurs, qui renferme au moins un organopolysiloxane ayant des motifs de formules et/ou où R et R' peuvent représenter un radical méthyle, éthyle, phényle, hydroxy, méthoxy ou éthoxy et dont la molécule renferme au moins trois radicaux actifs hydroxy, méthoxy ou éthoxy. On observe facilement les effets bénéfiques de ces composés pour une concentration aussi faible que 1 % par rapport à la composition de polissage dont les autres ingrédients essentiels peuvent être constitués dsun support liquide et d'une cire ou d'une huile et qui peuvent de plus renfermer autres organopolysiloxanes et les ingrédients facultatifs précédemment indiqués.Les organopolysiloxanes de l'invention doivent avoir des poids moléculaires relativement faibles leur conférant des viscosités cinématiques de 5 à 1000 cSt à 250C. On pense que les radicaux methoxy, éthoxy et hydroxy des organopolysiloxanes provoquent l'affinité observée des compositions de polissage de l'invention vis-à vis de tous les substrats auxquels on applique normalement les compositions de polissage pour automobiles et meubles. Les radicaux provoquent de plus une polymérisation lorsque les films polis sont exposés à l'action de l'humidité atmosphérique, et la présence d'au moins trois radicaux oxygénés dans la molécule provoque une réticulation entre les channes de siloxane qui provoque la résistance mécanique exceptionnelle et la résistance aux intempéries et aux détergents des films polis formés à partir des compositions de l'invention. Les radicaux oxygénés des organopolysiloxanes de l'invention ne réagissent pas avec les autres ingrédients des compositions de polissage et n'ont pas d'effet sur les substrats avant application. On désigne les organopolysiloxanes par la structure du siloxane formant le squelette de la molécule et on considère que les radicaux hydroxy, méthoxy et éthoxy sont des modificateurs bien qu'on sache qu1 on les introduit normalement dans la molécule lors de la formation de celle-ci par réaction de silanes de formules RR' R" Si-OX,RR'=Si=(OX)2 et R-Si--(OX)3, où R,R' et R" peuvent représenter un radical méthyle, éthyle ou phényle et X peut représenter un atome d'hydrogènes un radical méthyle ou éthyle.Les polymères ainsi préparés comportent des radicaux hydroxy, méthoxy ou éthoxy multiples dans chaque molécule, tandis que le squelette de la molécule renferme des motifs de formules et/ou Des films pois dans lequels L ' organopolysltoxane est constitué entièrement de tels motifs, ne présentent pas la résistance aux intempéries, aux détergents et à I'abrasion des compositions de l'invention, où les radicaux modificateurs oxygenés constituent des groupes-de fin de channe ou des charnus latérales comme il ressort de façon évidente du mode de préparation des composés précédemment indiqués et comme il est connu en soi. Dans les composés de l'invention les plus efficaces, les radicaux hydroxy, méthoxy ou éthoxy constituent de 1 7 à 30 % du poids moléculaire. La vitesse de durcissement d'un film poli de l'invention augmente avec la quantité des radicaux hydroxy ou alcoxy présents dans l'organopolysiloxane. Le brillant du film et la facilité d'application diminuent avec l'augmentation des radicaux disponibles pour la réticulation et on doit choisir le pourcentage des radicaux hydroxy, méthoxy et éthoxy des organopolysiloxanes présents dans une composition de polissage pour s'adapter aux exigences requises. Un organopolysiloxane renfermant moins de 1 % de radicaux modificateurs n'apporte pas d'amélioration significative. Les compositions de polissage renfermant des organopolysiloxanes comportant plus de 30 % de radicaux modificateurs sont si réactifs qu'ils sont difficiles à appliquer et qu'ils nuisent au brillant du- film produit. On obtient une amélioration significative, uniquement si les organopolysiloxanes constituent au moins 1 % du poids de la composition de polissage et une concentration supérieure à 10 % qui normalement n'est pas économique, n' apporte pas d'avantage. La demanderesse a découvert que des mélanges de résines de type amino et/ou de résines de type alkyde améliorent la dureté et la résistance à l'abrasion des films déposés à partir des compositions de polissage de l'lnvention, cette qualité étant particulièrement importante dans le cas des revêtements polis pour automobiles, qui sont exposés à l'action de particules abrasives solides entraînées par le vent. Les organopolysiloxanes modifiés de l'invention semblent réagir avec les résines de type amino ou alkyde du film poli. Pour obtenir les meilleurs résultats, les résines de type alkyde ou amino doivent constituer de 5 à 50 % du poids des organopolysiloxanes modifiés de l'invention.Lorsqu'elles sont présentes à des concentrations plus importantes, elles gênent 1 application de la composition, et des concentrations plus faibles n'sont pas d'effet significatif. L'invention est illustrée par les exemples non limitatifs suivants dans lesquels les parties et pourcentages sont exprimés en poids, sauf indication contraire. EXEMPLE I.- On prépare une composition liquide de polissage en émulsion, à partir des ingrédients suivants - polydiméthylsllJxane modifié pour renfermer 10 % de radicaux méthoxy (45 cSt) 4,0 parties - huile de polydiméthylsiloxane (350 cSt) 2,0 - acide oléique 1,0 - kérosène 38,0 - terre de diatomées 4,5 - eau 50,0 - morpholine 1,0 On mélange les quatre premiers ingrédients, on disperse la charge abrasive dans le mélange à la température ordinaire et on émulsifie la composition ainsi obtenue dans une solution aqueuse de morpholine en utilisant un agitateur à vitesse élevée, jusqu'à ce que l'émulsion soit stable. EXEMPLE 2.- On prépare une autre composition de polissage identique à celle de l'exemple 1 et on opère de la même façon à partir des ingrédients suivants - polydiméthylsiloxane modifié pour renfermer 20 % de radicaux méthoxy (15 cSt) 4,0 parties - résine d'urée butylée (nota 1) 1,0 - huile de polydiméthylsiloxane (350 cSt) 3,0 - acide oléique 1,0 - kérosène 45,0 - terre de diatomées 5,0 - eau 40,0 - morpholine 1,0 Nota 1 : Backamine P-138 de Dainihon Ink Kagaku Kogyo Co., Japon. Solution du produit de condensation de l'urée, du formaldéhyde et du butanol dans des solvants organiques. EXEMPLE 3. On prépare une autre émulsion liquide de polissage à partir des ingrédients suivants - polydiméthylsiloxane modifié pour qu'il 3,0 parties renferme 4 % de radicaux hydroxy (-200 cSt) - polydiméthylsiloxane (350 cSt) 3,0 - cire de Carnauba 1,0 - acide oléique 1,0 - kérosène 46,0 - terre de diatomées 5,0 - eau 40,0 - morpholine 1,0 On combine les cinq premiers ingrédients à 85 C, on mélange ensuite la terre de diatomées et on émulsifie la composition ainsi obtenue dans la solution aqueuse de morpholine, comme dans l'exemple 1. EXEMPLE 4. On prépare une composition liquide de polissage à base de solvant à partir des ingrédients suivants - polydiméthylsiloxane modifié pour qu'il 2,0 parties renferme 20 % de radicaux éthoxy (25 cSt) - polydiméthylsiloxane modifié pour qu'il 2,0 renferme 4 % de radicaux éthoxy (200 cSt) - huile de polydiméthylsiloxane (350 cSt) 3,0 - cire de polyéthylène 0,2 - white-spirit (Nota 2) 44,0 - kérosène 44,0 - terre de diatomées 4,8 Nota 2 Fraction de pétrole bouillant à 150 - 2000C. On combine les ingrédients organiques à 85cC et on mélange ensuite la terre de diatomées, puis on refroidit le mélange à la température ordinaire. EXEMPLE 5. On reprend le mode opératoire de l'exemple 4 pour préparer une autre composition liquide à base de solvant à partir des ingrédients suivants - polydiméthylsiloxane modifié pour qu'il 2,5 parties renferme 20 % de radicaux méthoxy (15 cSt) - résine alkyde modifiée par du styrène (Nota 3) 0,5 - huile de polydiméthylsiloxane (350 cSt) 3,0 - cire de polyéthylène 0,2 - white-spirit 45,0 - kérosène 430 - terre de diatomées 4,8 Nota 3 : Styresol 4250, Dainihon Ink Kagaku Kogyo Co. Produit de condensation modifié par du styrène de l'anhydride phtalique, du glycérol et d'acides gras de noix de coco. EXEMPLE 6. On prépare une composition de polissage en p re à base de solvant, en utilisant les ingrédients suivants - polydiméthylsiloxane modifié pour qu1i1 renferme 5,0 parties 4 % de radicaux hydroxy (200 cSt) - huile de polydiméthylsiloxane (350 cSt) 10,0 - cire de Carnauba 17,0 - white-spirit 30,0 - kérosène 34,0 - talc 3,0 On combine l-es composants organiques a 85ûC, puis on ajoute le talc en mélangeant. On laisse refroidir le mélange à 600C, puis on le verse dans un récipient où on le refroidit à la consistance désirée. EXEMPLE 7. On prépare une autre composition de polissage en pâte à base de solvant en opérant comme dans l'exemple ó, à partir des ingrédients suivants - polydiméthylsiloxane modifié pour qu'il ,0 parties renferme 4 7 de radicaux hydroxy (200 cSt) - résine alkyde (Nota 4) 1,0 - huile de polydimdthylsiloxane (350 cSt) 10,0 - cire de Carnauba 17,0 - white-spirit 30,0 - kérosène 70 - talc Nota 4 : Beckolíne P-75, Dainihon Ink Kagaku Kogys, Co Produit de condensation d'anhydride phtalique, de glycérol et d'acides gras de noix de coco. EXEMPLE 8. On prépare une pâte de polissage en émulsion à partir des ingrédients suivants -polydiméthylsiloxane modifié pour qu'il renferme 20 % de radicaux méthoxy (15 cSt) 7,0 parties - huile de polydiméthylsiloxane (350 cSt) 5,0 - Wax S de Hoechst (Nota 5) 6,0 .- acide oléique 0,5 - kérosène 35,0 - terre de diatomées 15,0 - eau 35,0 - morpholine 1,5 Nota 5 : Mélange de cire synthétique constitué essentiellement d'acides gras de formule C27H55COOH. On combine les cinq premiers ingrédients à 850C, puis on mélange la terre diatomées en agitant énergiquement et on ajoute ensuite la solution aqueuse de morpholine qu'on a préchauffée à 80 C pour former une émulsion. EXEMPLE 9. On utilise le mode opératoire de l'exemple 8 pour préparer une autre pâte de polissage en émulsion, à parties ingrédients suivants - polydiméthylsiloxane modifié pour qu'il renferme 20 % de radicaux méthoxy (15 cSt) 7,0 parties - résine de mélamine butylée (Nota 6) 1,0 - huile de polydiméthylsiloxane (350 cSt) 5,0 - Wax S de Hoechst 3,0 - Wax de Hoechst (Nota 7) 3,Q - acide oléique 0,5 - kérosène 35,0 - terre de diatomées 15,0 - eau 34,0 - morpholine . 1,5 Eota 6 : Melan X-81, Hitachi Kasei Co., Japon. Produit de polycondensation de benzoguanamine butylée, de mélamine-formaldéhyde et de butanol. Nota 7 : ester glycolique du Wax S de Hoechst, voir nota 5. EXEMPLE 10. On revêt des panneaux d'essai peints de façon uniforme, d'une épaisseur uniforme à l'état sec des 9 compositions de polissage décrites dans les exemples 1 à 9 et de 5 compositions de polissage du commerce connues pour avoir une bonne qualité, constituanb respectivement des exemples représentatifs d'émulsion liquide (A), de liquides à base de solvant (B et C), de pâte base de solvant (D) et de pâte en émulsion (E). On expose les panneaux revêtus horizontalement à l'extérieur dans une atmosphère industrielle et on examine leur surface supérieure après 1, 3, 5, 10, 15, 20, 30, 45 et 60 jours. On note pour chaque panneau le nombre de jours après lesquels le brillant est inchangé et le nombre de jours après lesquels une trace de brillant est encore visible.Les résultats figurent dans le tableau l ci-après où les compositions de polissage de l'invention sont identifiées par I'exemple dans lequel on les a préparées et les compositions du commerce sont identifiées par les lettres majuscules, comme précédemment indiqué. Comme on arrête l'essai après 60 jours, une valeur de 60 jours dans le tableau indique que, à la fin de l'essai on constate un brillant inchangé ou encore une trace de brillant. TABLEAU I Panneau Brillant inchangé (jours) Trace de brillant (jours) Ex 1 30 45 Ex. 2 45 60 Ex. 3 20 45 A 3 5 Ex. 4 30 60 Ex. 5 45 60 B 3 5 C 1 5 Ex. 6 30 60 Ex. 7 60 D 5 10 Ex. 8 30 60 Ex. 9 45 60 E 3 10 EXEMPLE 11. On revet uniformément des panneaux, comme dans l'exemple 10, mais on les vieillit pendant 24 heures. On les scumet ensuite à des cycles de lavage répétés et uniformes. Dans chaque cycle, on plonge le panneau dans une solution tiède d'un détergent domestique à 10 7(Wisk3Lever Brothers Co), on frotte doucement à la main, puis on rince soigneusement à l'eau et on essuie avec un chiffon doux.On examine les panneaux pour déterminer le brillant résiduel après 1, 2, 3, 5, 7, 10, 12 et 15 cycles de lavage, les résultats étant estimés comme dans l'exemple 10. Les résultats obtenus figurent dans le tableau Il suivant. TABLEAU LI Panneau Brillant inchangé (cycles) Trace de brillant (cycles) Es.1 7 10 Ex.2 10 15 Ex.3 7 10 A O O Ex.4 7 12 Ex.5 12 15 8 0 1 C O O Ex.6 10 15 Ex.7 15 D 1 2 Ex.8 7 15 Ex.9 12 15 E O 1 Des expériences limitées indiquent que les radicaux méthyles fixés directement au silicium dans les polydiméthylsiloxanes modifiés utilisés dans les exemples 1 à 9 peuvent être remplacés en partie ou en totalité par des radicaux éthyles et/ou phényles sans modifier pratiquement la résistance aux intempéries et la résistance au nettoyage des revêtements polis obtenus.Les bonnes propriétés des compositions de polissage de l'invention ne sont pas altérées lorsquVon remplace le radical méthyle par un radical éthyle ou phényle dans les organopolysiloxanes de l'invention. Il est essentiel que chaque molécule d'organopolysiloxane renferme au moins trois radicaux hydroxy, méthoxy ou éthoxy et il est nécessaire, pour obtenir un meilleur résultat, que le poids moléculaire soit tel que la viscosité cinématique de l'organopolysiloxane soit comprise entre 5 et 1000 cSt à 250C. Dans ces conditions, les radicaux hydroxy, méthoxy ou éthoxy des meilleurs composés de l'invention constituent I % à 30 % du poids de i'organopolysiloxane. Bien entendu, diverses modifications peuvent être apportées par l'homme de l'art aux dispositifs ou procédés qui viennent d'être décrits uniquement à titre diexemples non limitatifs, sans sortir du cadre de l'invention. R E V E N D I C A T I O N S 1. . Composition de polissage constituée essentiellement d'un support liquide volatil, d'une huile ou d'une cire et d'un orgaflo- polysiloxane, caractériséeen ce qeel'rganopo1ysîlxar. renferme au moins un composé comportant des mctifs de formules et/ou où R et R' représentent des radicaux méthyle, éthyle, phényle hydroxy, méthoxy ou éthoxy, ces composés comportant ac moins trois radicaux actifs choisis parmi les radicaux hydroxy, méthoxy et érhoxy, ce ou ces composés constituant de 1 % à 10 7 du poids de la composition de polissage et ayant un poids moléculaire tel que leur viscosité cinématique soit comprise entre 5 et 1000 cSt à 25C. 2. Composition selon la revendication l, caractérisée en ce que lesdits radicaux constiruent de 1 % à 30 % du poids du composé. 3. Composition selon la revendrcation 1, caractérisée en ce qu'elle renferme une quantité de résine de type amino ou de type alkyde suffisante pour améliorer la résistance à l'abrasion d'un film poli préparé par volatilisation du support d'une couche de la composition, par rapport à un film identique par ailleurs, produit en l'absence de cette résine. 4. Composition selon la revendication 3, caractérisée en ce que la résine constitue entre 5 % et 50 % du poids du composé. 5. Composition selon la revendication 15 caractérisée en ce que le support est au moins parriellement aqueux tt en ce que la cire et l'organopolysiloxane sont dispersés dans le support aqueux sous forme d'une phase séparée, cette composition étant liquide à 20 C. 6. Composition selon la revendication 1, caractérisée en ce que le support est un solvant organique, la cire et l'organopolysiloxane sont dissous dans ce solvant, et que cette composition est liquide à 200C. 7. Composition selon la rèvendication l, caractérisée en ce qu'elle est sous forme d'une pâte à 20 C.