Brevet FR2477550A1 — publié le 19810911

L'invention concerne des complexes organométalliques du type Werner de réactivité améliorée. Les complexes organométalliques solubles dans 11 eau du type Werner dans lesquels le cation chrome est lié à un complexe organique sont bien connus et donnent lieu à de nombreuses applications, en particulier dans le domaine de l'hydrofugation. Les complexes solubles dans veau, du type Werner dans lesquels des atomes de chrome trivalent sont lies par coordination à des groupements acides carboxyliques ayant au moins huit atomes de carbone sont capables de se fixer par liaison chimique, sur différentes matières c'est ainsi qu'on fixe le chrome des complexes chremonu- cléaires sur des matières présentant une surface chargée négativement et que l'on effectue une polymérisation ; au contact du groupement acide du complexe il se forme une liaison chimique entre ledit complexe polymérisé et les matières chargées négativement sur lesquelles il est ap pliqué. Ces complexes sont utilisés couramment dans lwindus- trie pour augmenter la résistance à l'eau de différentes matières. Leur utilisation est toutefois limitée par le fait que les réactions mettant en jeu les phénomènes décrits ci-dessus sont relativement lentes et nécessitent soit une température élevée, soit un temps assez long pour être complètes. La demanderesse a constaté que l'incorporation, dans les complexes de Werner -ou dans les bains contenant ces complexes- de quantités relativement minimes de sels minéraux de certains métaux polyvalents, permet d'accélérer le processus réactionnel ci-dessus, et ceci même à des températures bien inférieures à celles auxquelles il était jusqu'à présent nécessaire de travailler. C'est ainsi que l'invention a pour objet des complexes de Werner contenant dans leur molécule un cation de chrome trivalent, des esters acides minéraux, des esters acides organiques provenant d'un acide carboxylique ayant au moins huit atomes de carbone, la teneur en acide carboxylique étant de 0,35 à 0,5 molécule par atome de chrome dont la réactivité est ameliorée par addition de sels de cations polyvalents tels que le zinc, l'aluminium ou le cadmium. Selon un mode de réalisation préféré de l'invention, le cation polyvalent se trouve dans une proportion de 0,02 à 1,5 mole et de préférence de 0,05 à 1 mole par mole de complexe de Werner. L'effet catalytique observé par cette addition de sels de cations polyvalents permet de travailler dans des conditions beaucoup plus économiques grâce à la diminution de la durEe de condensation et donc de l'énergie thermique nécessaire, tout en obtenant, sur les matières traitées, des effets hydrofuges au moins égaux et généralements su- périeurs à ceux obtenus avec les complexes de Werner classiques. La présente invention sera mieux comprise d'ailleurs et ses avantages ressortiront bien des exemples qui suivent qui illustrent l'application des complexes de Werner selon l'invention sur différentes matières chargées négativement. Exemple 1 Des bains sont préparés à partir d'un complexe de Werner synthétisé à partir de chlorure chromique basique et dtacide myristique dans le rapport de 2 atomes de chrome pour une molécule diacide myristique se présentant sous forme d'une solution à 30 % dans un mélange eau-isopropanol 80/20 en poids. Composition du bain, préparée à 200C Eau 900 Complexe de Werner 100 le pH est ajusté à 4,0 - 4,2 à laide d'une solution aqueuse à 10 % d'hexaméthylènetétramine. Les bains prépares sont les suivants A - Complexe de Werner non modifié B - Complexe de Werner additionné de 0,01 mole de chlorure de zinc pour 100 g de complexe à 30 % C - Complexe de Werner additionné de 0,02 mole de chlorure de zinc pour 100 g de complexe à 30 % D - Complexe de Werner additionné de 0,05 mole de chlorure de zinc pour 100 g de complexe à 30 % E - Complexe de Werner additionné de 0,01 mole de chlorure de magnésium pour 100 g de complexe a 30% F - Complexe de Werner additionné de 0,02 mole de chlorure de magnésium pour 100 g de complexe à 30 % G - Complexe de Werner additionné de 0,01 mole de trichlorure d'aluminium pour 100 g de complexe à 30 j H - Complexe de Werner additionné de 0,02 mole de trichlorure d'aluminium pour 100 g de complexe à 30 % I - Complexe de Werner additionné de 0,01 mole de chlorure de cadmium pour 100 g de complexe à 30 % Conditions d'hydrofugation du papier On imprègne au foulard des bandes de papier sulfurisé de grammage 45 g/m2 pâte chimique blanchie. Le taux d'imprégnation obtenu est d'environ 100 %, c'est-à-dire que 100 g de papier se trouvent imbibés par 100 g de bain. Le papier est ensuite séché à 200C pendant 48 heures, puis il est polymérisé sous presse 15 secondes à 80 C. Le papier est ensuite conditionné 24 h à 20-C et 65 % dthumidité relative, puis la valeur de l'hydrofugation obtenue est déterminée par mesure de l'effet déperlant, mesure effectuée suivant la norme "Spray test en usage aux Etats-Unis d'Amérique AATCC Ne 22-1974. L'appréciation du résultat est obtenue en attribuant des notes à chaque essai suivant le barème suivant O - correspondant à un échantillon imbibé d'eau, celle-ci ayant traversé i - correspondant à un papier mouillé de façon uni forme sur toute la surface sans que toutefois l'eau apparaisse sur la face non exposée 2 - Nombreux points d'accrochage avec des surfaces en tières mouillées 3 - Nombreux points d'accrochage de portion de sur face mouillée 4 - Moyen points d'accrochage moins importants, pa pier nettement froissé après séchage 5 - Moyen, quelques points d'accrochage, papier lé- gèrement froissé après sèchage 6 - Bon. Quelques points d'accrochage qui n'influen- cent pas la planéité du papier sec 7 - Bon. Peu de points daccrochage, max 10 8 - Très bon - 2 à 5 points d'accrochage 9 - Très bon.Pas dwaccrochage Les résultats obtenus sont les suivants Essais Additifs Résultat A Néant 5 B Cl2Nz [0,01] % 7 C C12Zn [0,02] % 9 D Cl2Zn t 0,05] % @ E Cl2Mg [0,01] % 2 F Cl2Mg [0,02] % 2 G AlCl3 [0,01] % 8 H AlCl3 [0,02] % 7 I AlCl3 [0,01] % 7 J papier non traité O Il ressort du tableau que l'addition de quantités minimes de sels de zinc, de cadmium et d'aluminium confèrent aux complexes de Werner des réactivités nettement accrues. Exemple 2 Des bains sont préparés à partir d'un complexe de Werner synthétisé à partir de chlorure chromique et d'acide stéarique dans le rapport de deux atomes de chrome pour une molécule d'acide stéarique et se présentant sous forme d'une solution à 30 % dtun mélange eau-isopropanol 80/20 en poids. Composition des bains Eau 900 Complexe de Werner 100 pH ajusté à i,0 - 4,2 à l'aide d'une solution à 10 % d'hexaméthylène tétramine Essai A 1 et A 2 : pas d'additif Essai B 1 et B 2 : additif 0,01 mole de chlorure d'alu minium pour 100 g de complexe a 30 % Essai C 1 et C 2 : additif 0,01 mole de chlorure de zinc pour 100 g de complexe à 30 % Série 1 - les bains sont préparés à 200C Série 2 - les bains sont préparés à 50 C Après traitement du papier dans les mêmes conditions que l'essai n 1, les éprouvettes sont polymérisées 20 secondes à 20, 50, 80 et 110 , puis les papiers sont traités et testes dans les mêmes conditions que dans l'exam- ple n0 1.Les résultats obtenus figurent dans les ta bleaux suivants Série 1 - Préparation des bains à 20 C effet hydrofuge observé température de polymérisation 20 50 80 110 A 1 : pas d'additif 0 2 3 6 B 1 : AlCl3 3 4 5-6 7-8 C 1 : ZnCl2 4-5 6 8 9 C 1 : ZnCl2 4-5 6 8 9 Série 2 - Préparation des bains à 50 C effet hydrofug observé température de polymérisation 20 50 80 # 110 2 2 : pas d'additif 3 3 - 5 S 2 : AlCl3 4 5 6 7-8 2 2 : ZnCl2 6 7 8-9 9 Ces résultats montrent que l'addition de sels métalliques bien choisis permet d'augmenter de façon substantielle la réactivité du complexe de Werner même à des températures de polymérisation très basses, et ceci même en préparant les bains à des températures suffisamment basses pour assurer à ces dits bains des stabilités compatibles avec une utilisation industrielle normale. Exemple 3 Des bains sont préparés à partir des produits de l'exemple 2 et appliqués sur cuir. La composition des bains est la suivante Eau 920 parties Complexe de Werner 40 parties additionné ou non de sel de métal polyvalent pli ajusté à 4 - 4,2 par addition de 40 parties d'une solution à 10 X d'hexaméthylène tétramine. Les bains sont préparés à 200C Les éprouvettes de cuir sont plongées dans les différents bains pendant 30 mn - Rapport de bain 1/10 Après exprimage entre deux rouleaux, les éprouvettes sont portées 2 mn 30 à 60-C puis laissées en conditionnement 48 heures à 200C et 65 ,' d'humidité relative. La résistance à la poche d'eau est contrôlée sur ces différentes éprouvettes. Pour cela, sur les éprouvettes pliées de façon adéquate, on place 100 cm3 d'eau. Après 24 heures, on contrôle la traversée et lepourcentage d'eau absorbée. traversée eau absorbée produit sans additif légères traver- 10,26 sées produit avec AlCl3 aucune trace d'eau 7,79 sur l'envers produit avec ZnCl2 aucune trace d'eau 8,95 Exemple 4 Les produits de l'exemple 2 ont été appliqués sur une toile coton pesant 175 g/m2 La composition des bains était la suivante Et 920 parties Complexe de Werner 40 parties Additionné ou non de sel de métal polyvalent pH ajusté à 4 - 4,2 par addition de 40 parties d'une solution à 10 % d'hexaméthylène tétramine Les bains ont été préparés à 20 C L'application a été faite suivant le procédé clas sique Foulardage avec un taux d'exprimage à 80 % Sèchage à l'air Les tissus ainsi traités ont été contrôlés . après 48 heures de conditionnement à 20 C - 65 % d'humidité relative. Les contrôles ont été réalisés suivant les tests a) Spray test AATCC N 22 - 1974 b) Résistance à la colonne d'eau Norme AATCC Les résultats suivants ont été obtenus Spray test # Colonne d'eau roduit sans additif 70 228 produit avec AlCl3 80 279 produit avec ZnCl2 75 263 On constate que la présence des additifs donne lieu à une amélioration sensible de l'effet hydrofuge dans les conditions d'application plus économiques du point de vue de l'énergie thermique consommée. - REVENDICATIONS 1 - Complexes de Werner du type contenant dans leur molécule un cation de chrome trivalent, des esters acides minéraux, des esters acides organiques provenant d'un acide carboxylique ayant au moins huit atomes de carbone, la teneur en acide carboxylique étant de 0,35 à 0,5 molécule par atome de chrome, caractérisés en ce que leur réactivité est améliorée par addition de sels de cations polyvalents tels que le zinc, l'aluminium ou le cadmium. 2 - Complexes de Werner selon la revendication 1, caractérisés en ce que le cation polyvalent se trouve dans une proportion de 0,02 à 1,5 mole et de préférence de 0,05 à 1 mole par mole de complexe de Werner. 3 - Application des complexes de Werner selon les revendications 1 et 2 à l'amélioration de la résistance à l'eau des matières chargées négativement. 4 - Matières traitées par application des complexes de Werner, selon l'une quelconque des revendications 1 à 3.