Brevet FR2306730A1 — publié le 19761105

La présente invention se rapporte d'une façon générale à la production d'émulsions stables du type huile dans eau à partir de composés apolaires. On a déjà proposé de fabriquer des produits de type résineux, plus spécialement du type des polyesters, de nature cellulaire, à partir d'émulsions du type eau dans huile, par durcissement de ces émulsions en présence de catalyseurs et d'accélérateurs. On a proposé également, pour certaines applications, de provoquer une inversion de phase de l'émulsion, de façon à obtenir une émulsion du type huile dans eau, cette inversion de phases étant obtenue alors par addition d'agents mouillants, notamment agents tensio-actifs. Les émulsions ayant subi une telle inversion de phases peuvent contenir une proportion d'eau plus grande, qui se retrouve dans le polymère après durcissement. Toutefois, la présence d'agents tensio-actifs représente un inconvénient, par exemple dans le cas de résines polyesters, et doit en conséquence être évitée. Le but de l'invention est de permettre 11 obtention d'émulsions stables à partir de composés à structure apolaire, ces émulsions étant du type huile dans eau et pouvant en conséquence renfermer une grande quantité d'eau, l'émulsion présentant chaque fois une phase dispersée finement divisée. Les domaines d'application de l'invention sont multiples. Ainsi, l'invention est applicable à la plupart des matières plastiques, qu'il s'agisse de résines polyesters, époxy, acryliques ou autres, ainsi qu'air résines naturelles, aux peintures ou laques et aux domaines analogues, chaque fois que l'on veut obtenir une émulsion huile dans eau stabilisée qui doit ensuite soit subir un durcissement par exemple par polymérisation, à l'état -libre ou dans un moule, en vue de la réalisation de produits quelconques, soit être appliquée sur un substrat à un état encore liquide pour subir un durcissement ultérieur. L'invention est matérialisée dans un procédé pour la production d'émulsions stables du type huile dans eau à partir d'un composant liquide de caractère apolaire tel qu'une résine une laque, une peinture ou un produit analogue, caractérisé en qu'on ajoute à ce composant liquide une quantité d'acide sante pour déplacer son pH du côté acide, on ajoute éventuel ie liteau au mélange obtenu, tout en agitant, jusqu'à l'obtention d'une masse crémeuse constituée par uhe émulsion du type eau dans huile, puis on ajoute à cette masse une base ou une matière à caractère basique pour provoquer une inversion de pH du côté basique et simultanément ou après cette dernière addition on ajoute de l'eau au mélange, tout en continuant d'agiter, ces dernières additions provoquant une inversion de phases pour donner une émulsion stable du type huile dans eau. Suivant un mode de mise en oeuvre de l'invention, l'addition d'acide est effectuée de façon à déplacer le pH du mélange d'une valeur inférieure ou au plus égale à l'unité, le pH resul- tant étant de préférence voisin de 6. On comprendra que la quantité d'acide devant être ajoutée relativement à la quantité de composant liquide de départ est fonction de l'indice d'acidité de l'acide utilisé et que cette quantité varie selon que l'on utilise un acide fort ou faible. Les recherches ayant abouti à l'invention ont montré que l'on peut utiliser en principe la plupart des acides, en évitant bien entendu ceux qui appariai traient par exemple comme nocifs ou ceux capables de donner des réactions dangereuses ou défavorables lors de l'application ultérieure des émulsions stabilisées obtenues.On a utilisé de façon judicieuse les acides acétique, phosphorique, chlorhydrique, etc.... Cette quantité d'acide est également fonction du caractère acide ou basique du composant de départ. Comme indiqué précédemment, on règle la quantité d'acide ajoutée de préférence de fa çon à atteinare, après ladite addition, un pH voisin de 6. Le temps d'agitation après l'addition de l'acide et de l'eau ne constitue pas un facteur critique en soi, à condition que le mélange obtenu se présente sous la forme d'une masse crémeuse d'aspect homogène. La quantité de base qui est ajoutée ensuite pour provoquer l'inersion de phases est également fonction de la basicité du composé utilisé. On peut utiliser à cet effet des bases fortes comme la soude et la potasse, ou des bases faibles ou des composés à caractère basique, comme des amines par exemple. L'addition est réalisée de préférence de façon à amener le pH du mélange résultant entre 8 et 9 par exemple. Comme indiqué précédemment, on peut suivant un mode de mise en oeuvre de l'invention, ajouter d'abord la base au mélange de type acide obtenu, constitué par la masse d'aspect crémeux, puis ajouter une nouvelle quantité d'eau après l'addition ae cette base, ou bien suivant une variante ajouter simultanément la base et la quantité d'eau additionnelle. L'agitation du mélange résultant donne une émulsion stabilisée de type huile dans eau. La quantité d'eau totale de ce mélange, qui va déterminer les quantités ajoutées à chaque stade opératoire, est fonction de la destination finale de l'émulsion. Elle peut être telle que le composant de départ représente de 60 à 10% du mélange résultant. L'émulsion stabilisée ainsi obtenue peut recevoir des composants additionnels modifiant sa viscosité, selon son utilisation finale. Par exemple, dans le cas d'une laque ou peinture, la viscosité finale de l'émulsion peut être réglée par addition de trichloréthylène ou d'un composé analogue formant solvant. Lorsque l'émulsion est destinée a former un produit moulé dur, elle peut recevoir des charges inertes ou actives, par exemple du carbonate de calcium, de la craie; du ciment ou de la chaux, ou bien les charges d'une utilisation courante avec les matières plastiques. Pour l'obtention d'un produit durci, par exemple par moulage, on ajoute finalement à l'émulsion, ae façon en soi classique, un catalyseur et un accélérateur, de façon à provoquer le durcissement par polymérisation. Lors de la fabrication de produits durcis moulés à partir d'une émulsion stabilisée obtenue suivant l'invention, on note d'une façon en sci remarquable la rétention d'eau par le produit cette eau ne paraissant être éliminée ensuite que très lentement. Mais la caractéristique la plus importante suivantl1in- vention semble être la stabilité de l'émulsion obtenue par l'inversion de phases sus-mentionnée, qui permet de maintenir lté- mulsion désirée par exemple pendant un laps de temps suffisant pour la polymérisation. Les exemples donnés ci-après à titre non limitatif permettront de mieux comprendre comment l'invention peut être mise en oeuvre. Exemple 1 On utilise comme composant de départ 100 parties en poids de résine polyester téréphtalique basse pression. On ajoute 2 parties en poids d'acide acétique en solution décinormale et 50 parties en poids d'eau. On agite alors vigoureusement jusqu'à L'obtention d'une crème blanche d'aspect homogène. Le pH du mélange obtenu est de type acide. Cn ajoute alors, selon l'indice d'acidité de la résine, de 5 à > - parties d'une solution normale de soude et, au fur et à mesure de l'absorption, à nouveau 50 parties d'eau. On obtient ainsi une émulsion stable de type huile dans eau de caractère basique. rour la fabrication d'un produit durci, on peut ajoute l'érulsion, du fait de sa viscosité réduite, 300 parties de carbonate de calcium à titre de charge. L'addition de catalyseur et d'accélérateur dans les proportions connues provoque un durcissement avec une réaction exothermique atténuée. Exemple 2 Cn procède comme décrit dans l'exemple 1, mais en utilisant une résine époxy. On obtient une émulsion stable comparable à la précédente. Exemple 3 On procède comme décrit dans i'exemple 1, mais en utilisant une résine acrylicue. On obtient une émulsion stable comparable à la précédente. Exemple 4 On utilise comme composant de départ 100 parties de laque glycérophtalique d'une qualité courante du commerce. Cn ajoute 0,03 partie de HOl en solution normale et 3C parties d'eau. On agite vigoureusement jusqu'à l'obtention d'une crème blanche. On ajoute alors 7 parties d'une solution normale de KOH et 30 parties d'eau et on poursuit l'agitation. Cette addition d'une base provoque une inversion de phases et fournit une émulsion de type huile dans eau stabilise. On ajoute à l'émulsion un solvant tel que le trichloréthylène pour le réglage de viscosité. Exemple 5 On utilise comme composant de départ 100 parties de bitume dilué dans un hydrocarbure (white spirit). On ajoute 0,G5 partie d'acide phosphorique en solution normale et 4C parties d'eau. On agite vigoureusement jusqu'à l'obtention d'une crème. Gn ajoute ensuite 5 parties de solution normale de soude à titre de base et 100 parties d'eau, qui sont ajcutées au fur et à mesure de l'absorption, sous agitation lente. Cn obtient un pate pouvant etre coulée et qui durcit après évaporation des solvants. Exemple 6 On utilise comme composant de départ une peinture à l'huile de lin du commerce et on ajoute 0,3 partie d'acide chlorhydrique et 30 parties d'eau. On obtient après agitation vigoureuse une masse crémeuse homogène. On ajoute 6 parties d'amine diluée et 30 parties d'eau au fur et à mesure de l'absorption, en agitant de façon modérée. On obtient une émulsion stable dont la viscosité peut être réglée par addition d'un solvant. Des modifications peuvent être apportées aux modes de mise en oeuvre décrits, dans le domaine des équivalences techniques, sans s'écarter de l'invention. REVENDICATIONS 1.- Procédé pour la production d'émulsions stables du tpe huile dans eau à partir d'un composant liquide de caractère apolaire tel qu'une résine, une laque, une peinture ou un produit analogue, caractérisé en ce qu'on ajoute à ce composant liquide une quantité d'acide suffisante pour déplacer son pH du côté acide, on ajoute éventuellement de l'eau au mélange obtenu, tout en agitant, jusqu'à l'obtention d'une masse crémeuse constituée par une émulsion du type eau dans huile, puis on ajoute à cette masse une base ou une matière à caractère basique pour provoquer une inversion de pH du côté basique et simultanément ou après cette dernière addition on ajoute de l'eau au mélange, tout en continuant d'agiter, ces dernières additions provoquant une inversion de phases pour donner une émulsion stable du type huile dans eau. 2.- Procédé suivant la revendication 1, caractérisé en ce que l'addition d'acide est effectuée en une quantité déplaçant le pH du mélange vers le côté acide d'une valeur inférieure ou au plus égale à l'unité. 3.- Procédé suivant la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que l'addition d'acide est effectuée de façon à obtenir pour le mélange crémeux un pH voisin de 6. 4.- Procédé suivant l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'on agite vigoureusement le mélange pendant et après l'addition de l'acide i lors de la pre- mière addition d'eau, jusqu'à l'obtention d'une masse crémeuse homogène. 5.- Procédé suivant la revendication 1, caractérisé en ce qu'on ajoute au mélange acide une quantité de base suffisante pour amener le pH de l'émulsion finale à une valeur de 8 - 9. 6.- Procédé suivant la revendication 1 ou 5, caractérisé en ce qu'on effectue l'addition de la base et (ou) la seconde addition d'eau sous agitation modérée jusqu'à l'obtention d'une émulsion stabilisée. 7.- Procédé suivant l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'on ajoute des charges inertes ou actives à l'émulsion stabilisée. 8.- Procédé suivant l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce qu'on règlé la viscosité de l'émulsion stabilisée par l'addition d'un solvant. 9.- Emulsions stabilisées du type huile dans eau, obtenues par la mise en oeuvre du procédé suivant l'une quelconque des revendications précédentes. 10.- Produits finis, notamment produits moulés durcis, obtenus par polymérisation à partir d'une émulsion stabilisée suivant la revendication 9.