Brevet FR2509746A1 — publié le 19830121

"Savons métalliques granulaires et leur préparation" La présente invention est relative, d'une fa- çon générale, à des savons métalliques granulaires sans poussières, ainsi qu'à leur préparation. La formation de poussières par les poudres est un problème existant depuis les temps les plus anciens On a insisté sur l'importance industrielle du contrôle des poussières depuis le début de l'indus- trie charbonnière et de la meunerie, o les poussières constituent non seulement un danger pour la santé, du fait de l'absorption des poussières par la respiration, mais sont en outre un danger d'explosion et d'incendie. Dans les installations nrérées,enrarticulier dans celles o on traite des pigments ou des additifs pour les indus- tries des peintures et des matières plastiques, et plus particulièrement encore dans celles o on traite des substances montrant des tendances élevées à la formation de poussières, les poussières formées cons- tituent une source constante d'ennui et de danger dans de telles installations Au cours des récentes années, la nécessité de satisfaire aux divers règlements gou- vernementaux dans les zones o on contrôle la pollu- tion, ainsi que dans d'autres zones encore, a eu pour résultat que la prévision de moyens appropriés de contrôle des poussières est devenue une questioe très urgente. Dans la manipulation de certains stéarates métalliques, comme le stéarate de baryum et le stéa- rate de calcium, qui sont très toxiques et montrent en même temps une tendance très élevée à la formation de poussières, l'élimination d'une telle formation est critique pour assurer une manipulation en sécurité. En conséquence, de nombreuses essais ont été faits pour lier les poussières d'une certaine manière et les contrôler dans une certaine mesure A titre d'exemple, on a essayé de modérer la formation de poussières par pulvérisation d'eau dans l'air afin d'entretenir un. excès d'humidité dans la zone traitée On a également. utilisé des huiles au voisinage des poussières de char- bon pour résoudre le problème De tels procédés sont inapplicables lorsqu'on traite des stéarates métalli- ques et d'autres poudres du fait de l'exigence effec- tive que les pigments soient secs. De ce fait, lorsque des poudres sèches en particules, formant des poussières, sont traitées de la manière habituelle, on utilise des systèmes à vide pour aspirer l'air chargé de poussières vers un sys- tème de récolte,tel qu'un filtre à air, un appareil de précipitation Cottrell, etc Sous ce rapport, il pourrait être intéressant de noter qu'un effort très considérable a été orienté vers l'obtention de compositions convenant pour enrober les filtres à air et autres dispositifs de récolte des poussières, afin d'emprisonner les poussières de façon plus efficace et de permettre le fonctionnement des dispositifs de séparation des poussières sur des périodes relative- ment longues de temps. La présente invention concerne un procédé permettant d'empêcher la formation de poussières dans la production de savons métalliques, ce procédé évitant la nécessité d'appareils de récolte des poussières, qui sont coûteux, compliqués et de plus en plus sophis- tiqués. L'invention concerne aussi la préparation de granules de savons métalliques sans poussières, que l'on peut traiter librement et étaler en couches re- lativement minces sans qu'une formation de poussières se développe. La présente invention permet une manipulation appropriée de la plupart des savons métalliques à hau- te capacité de formation de poussières, en offrant un choix de formes de réalisation particulières d'un pro- cédé simple, s'incorporant facilement dans les instal- lations existantes de traitement, chacune de ces for- mes de réalisation supprimant de façon efficace ou annulant en grande partie la caractéristique de forma- tion de poussières normalement élevée des savons métal- liques, sans affecter de façon appréciable la nature incohérente (free-flowing) de ces savons ou sans modi- fier leurs dimensions primaires de particules. Suivant la présente invention, on traite des savons métalliques générateurs de -poussières par une composition comprenant une matière oléagineuse Cette matière oléagineuse peut être une huile minérale, une huile de silicone, de l'acide oléique, ou bien il-peut s'agir d'un plastifiant liquide, tel qu'un phtalate de dioctyle ou une huile de soja époxydée. Les composants peuvent être combinés suivant des procédés connus et on peut réaliser, de diverses manières, le traitement des matières génératrices de poussières par la composition suivant l'invention, par exemple par pulvérisation de la composition sur ces ma- tières, déversement de cette composition sur ces mêmes matières ou mélange des composants in situ Toutefois, le traitement sera de préférence réalisé par addition de l'huile à la fin de la réaction au cours de laquelle le savon métallique est formé. Les particules de savons métalliques, trai- tées suivant la présente invention, peuvent dtre séchées en utilisant l'un quelconque des procédés traditionnels de séchage, par exemple un séchage à lit fluidisé. La présente invention se rapporte donc à un procédé de traitement de savons métalliques sujets à la formation de poussières, afin d'obtenir des poudres incohérentes, sans poussières En outre, la présente invention permet d'obtenir l'effet très avantageux de fournir des particules uniformes et propres. L'invention est applicable aux divers savons métalliques d'acides gras supérieurs A titre d'illus- tration, on peut traiter suivant l'invention, les stéa- rates, les palmitates, les oléates de zinc, de baryum, de cadmium et de calcium, et les autres savons métal- liques connus Toutefois, la présente invention est particulièrement avantageuse dans la préparation de granules incohérents et sans poussières de stéarate de calcium. La matière oléagineuse est ajoutée dans des proportions allant jusqu'à environ 20 % en poids par rapport au savon métallique Pour obtenir les meilleurs résultats, on préfère utiliser une quantité allant d'environ 3 à environ 16 % de cette matière oléagineuse. On peut employer les savons métalliques gra- nulaires traités partout o on a employé les granules non traités C'est ainsi qu'on peut utiliser ces sa- vons traités dans diverses applications de l'industrie des polymères A titre d'exemples, on peut utiliser ces savons comme lubrifiants et stabilisants dans des compositions vinyliques, et aussi à titre d'agents de démoulage dans divers procédés de moulage. Les améliorations surprenantes et importantes, apportées par la présente invention, sont obtenues en ajoutant la composition contenant l'huile minérale ou de silicone au savon métallique durant la production de ce dernier ou en ajoutant l'huile minérale ou de si- licone au savon métallique déjà formé Les produits résultants du traitement envisagé dans le cas présent sont des matières sans poussières, incohérentes, et elles sont tout à fait propres à loeil et au toucher. Les exemples suivants sont donnés à titre d'illustration seulement et ne constituent donc nul- lement une limitation quelconque du cadre de l'invention. Exemple 1 Dans un mélangeur mécanique, on introduit 1500 g d'eau désionisée, 284 g d'acide stéarique ( 1 mole) et 35 g de chaux ( 0,5 mole) et on chauffe le mé- lange jusqu'à 901 C tout en agitant à 1800 tours/minute On refroidit le produit jusqu'à la température ambiante après agitation à 900 C pendant 20 minutes On ajoute ensuite, en poursuivant l'agitation, 60 g d'une huile minérale (Exxon 355) On arrête l'agitation après 30 minutes et le produit est filtré et séché dans un ap- pareil de séchage à lit fluidisé pour obtenir un pro- duit granulaire, sans poussières. Exemple 2 On chauffe 1500 g d'eau désionisée jusqu'à 3- -70 C dans un becher de 4000 cm, équipé d' un agitateur mécanique On ajoute ensuite de la chaux ( 37 g; 0,5 mole), puis on ajoute aussi graduellement de l'acide stéarique ( 284 g; 1 mole)sur environ 5 minutes Le mélange est agité à 70-75 C pendant 1,5 heure On ajoute ensuite 50 g d'huile minérale en poursuivant l'agitation L'agitation est arrêtée après 15 minutes et on récupère le produit granulaire par filtration et séchage. Exemple 3 On produit un stéarate de calcium granulaire, ne formant pas de poussières, en suivant le procédé décrit dans l'Exemple 1 mais en employant 11,75 % d'huile minérale au lieu de 16 %. Exemple 4 On produit un stéarate de calcium granulaire, ne formant pas de poussières, en suivant le procédé décrit dans l'Exemple 2, mais en utilisant 11,75 % d'huile de silicone (Dow-200) au lieu de 14,3 % d'huile minérale. Exemple 5 On agite de l'hydroxyde de calcium ( 18,5 g; 0,25 mole) avec 1000 ml d'eau désionisée et on élève la température du mélange à 60 C sur environ 15-20 mi- nutes On ajoute ensuite graduellement de l'acide oléique ( 141 g; 0,5 mole) en poursuivant l'agitation, sur environ 30 minutes La température de réaction -est élevée à 63 C et maintenue à cette valeur pendant minutes Cette température est ensuite élevée jusqu'à 68 C et maintenue à cette valeur pendant 60 :2509746 minutes Le produit est filtré et séché pour obtenir de l'oléate de calcium granulaire, analytiquement pur (analyse dans l'infrarouge). Exemple 6 On ajoute de l'hydroxyde de calcium ( 18,5 g 0,25 mole) à 750 ml d'eau désionisée, et le mélange est agité et chauffé jusqu'à 650 C On ajoute ensuite de l'acide palmitique ( 128 g; 0,5 mole) en pours'- rvi E: l'agitation, sur environ 30 minutes La température de îo réaction est maintenue à 65-661 C pendant 120-150 minutes. On ajoute une huile minérale ( 5 g) et on agite pendant 10 minutes Le produit est filtré pour permettre la récolte de palmitate de calcium granulaire Les résultats analy- tiques confirment qu'il y a essentiellement 100 % de con- version. Exemple 7 On chauffe de l'hydroxyde de calcium ( 37,0 g; 0,5 mole) et de l'eau ( 1000 ml) jusqu'à 70-721 C sous agitation On ajoute ensuite de l'acide stéarique ( 276 g; 1 mole en se basant sur l'indice d'acide) sur 30 minutes environ, en poursuivant l'agitation, et la température du mélange est maintenue à 720 C pendant 90 minutes On ajoute ensuite une huile minérale ( 10 g) et on poursuit l'agitation pendant 10 minutes On récolte le produit par filtration et on le sèche pour obtenir des granules de stéarate de calcium, ne formant pas de poussières. Les résultats analytiques confirment qu'il y a une con- version de 100 %. Exemple 8 On agite de l'hydroxyde de baryum monohydra- té ( 94,7 g; 0,5 mole) dans 1200 ml d'eau désionisée A ce mélange, on ajoute de l'acide stéarique ( 276,0 g; 1 mole en se basant sur l'indice d'acide) Le mélange est agité 2 o 9746 et chauffé jusqu'à 75 C Après 60 minutes de réaction à 75 C, on ajoute 10,0 g d'huile minérale et on poursuit l'agitation pendant 10-15 minutes Le produit est filtré et séché pour donner du stéarate de baryum granulaire. Exemple 9 On ajoute de l'acide citrique ( 0,0005 mole; 0,1 g), du Cd(OH)2 ( 73,3 g; 0,5 mole) et de l'acide stéarique ( 276 g; 1 mole en se basant sur l'indice d'aci- de) à 1500 ml d'eau désionisée, à la température am- biante La température du mélange est élevée à 65 C sous agitation et est maintenue à cette valeur pendant minutes On ajoute une huile minérale ( 10,0 g) et on poursuit l'agitation pendant une période supplémentaire de 10-15 minutes Le produit est filtré et séché pour obtenir du stéarate de calcium granulaire. Exemple 10 On ajoute, à 1500 ml d'eau désionisée, de l'acide formique ( 1,0 g; 0,02 mole), du Cd O ( 64,4 g; 0,5 mole) et de l'acide stéarique ( 276,0 g; 1 mole en se basant sur l'indice d'acide) Le mélange est agité et la température est élevée à 80 C sur environ 30 minutes. La couleur du Cd O commence à palir au fur et à mesure que la réaction se développe et on obtient du stéarate de cal- cium totalement incolore après 120 minutes de réaction à 80 C On ajoute ensuite de l'acide oléique ( 10,0 g) et on poursuit l'agitation pendant une période supplé- mentaire de 10-15 minutes Le stéarate de calcium granu- laire obtenu est filtré et séché. Exemple 11 On ajoute, à 1200 ml d'eau désionisée, à la température ambiante, de l'acide citrique ( 0,5 g; 0,0026 mole), du Mg(OH)2 ( 29,15 g; 0,5 mole) et de l'acide stéa- rique ( 276,0 g; 1 mole en se basant sur l'indice d'aci- de) On agite le mélange et on élève la température jusqu'à 65-66 C Le produit devient très visqueux après environ 15-20 minutes Il est refroidi à ce stade jus- qu'à 56-58 C par addition d'eau froide La température est à nouveau graduellement élevée jusqu'à 70 C et main- tenue à cette valeur pendant 60 minutes On ajoute de l'acide oléique ( 10 g) et on poursuit l'agitation pen- dant une période supplémentaire de 10-15 minutes Le produit est filtré et séché pour obtenir du stéarate de magnésium granulaire. Exemple 12 On ajoute à 1500 ml d'eau désionisée, à la température ambiante, de l'acide citrique ( 0,5 g; 0,0026 mole), du Zn O ( 42,8 g; 0,5 mole) et de l'acide stéari- que ( 276,0 g; 1 mole en se basant sur l'indice d'acide). On élève la température du mélange jusqu'à 75 C et on la maintient à cette valeur pendant 90 minutes On ajoute ensuite de l'acide oléique ( 10 g) et on poursuit l'agitation pendant une période supplémentaire de 10-15 minutes Le produit est filtré et séché pour donner des granules de stéarate de zinc. Exemple 13 On ajoute du Ba(OH)2-8 H 20 ( 33,3 g; 0,106 mole) et de l'acide stéarique ( 69,0 g; 0,25 mole en se basant sur l'indice d'acide) à 600 ml d'eau dans un becher de 2000 ml, équipé d'un agitateur mécanique On agite le mélange et on élève et maintient la température à 75 C pendant 20 minutes On ajoute de l'eau froide ( 600 ml) pour faire descendre la température à 50-55 C On ajoute de l'acide citrique ( 0,1 g; 0,0005 mole) , du Cd(OH)2 ( 47 g; 0,32 mole) et de l'acide stéarique ( 165 g; 0,60 -2509746 mole) au mélange ci-dessus et on élève la température de celui-ci jusqu'à 651 C en la maintenant à cette valeur pendant 60 minutes On ajoute une huile minérale ( 10,0 g) et on poursuit l'agitation pendant 15 minutes supplémen- taires Le produit est filtré et séché pour donner des stéarates mixtes granulaires de baryum et de cadmium dans la proportion molaire de 1/3. Exemple,14 On ajoute de l'oxyde de zinc ( 20,04 g; 0,25 mole), de l'acide citrique ( 0,5 g; 0,0026 mole) et de l'acide stéarique ( 138 g; 0,5 mole) à 1500 ml d'eau dans un becher équipé d'un agitateur mécanique On agite le mélange et on élève la température à 700 C On ajoute ensuite de l'hydroxyde de calcium ( 18,3 g; 0,25 mole) en poursuivant l'agitation On ajoute alors de l'acide stéarique ( 183 g; 0,5 mole) et on maintient la tempéra- ture du mélange à 700 C pendant 60 minutes On ajoute une huile de silicone ( 5,0 g) et on agite pendant 10- minutes supplémentaires Le produit est filtré et séché pour donner des stéarates mixtes granulaires de calcium et de zinc dans la proportion molaire de 1/1. 2 509746 1 l REVENDICATIONS 1 Procédé de préparation de savons métalli- ques granulaires, sans poussières, caractérisé en ce qu'il comprend le traitement de particules de tels savons en suspension aqueuse par l'addition d'une composition oléagineuse, comprenant une huile, une huile de siliconede 1 ' acide oléique ou un plastifiant liquide,à cette suspersion aqoeue. 2 Procédé suivant la revendication 1, ca- ractérisé en ce que la matière oléagineuse s'utilise dans la proportion d'environ 1 à environ 20 % en poids par rapport aux particules de savon métallique. 3 Procédé suivant l'une ou l'autre des re- vendications 1 et 2, caractérisé en ce que l'huile est constituée par une huile minérale ou une huile de silico- ne. 4 Procédé suivant l'une quelconque des re- vendications 1 à 3, caractérisé en ce que le plastifiant liquide est du phtalate de dioctyle ou un huile de soja époxydée. 5 Procédé suivant l'une quelconque des re- vendications 1 à 4, caractérisé en ce que le savon mé- tallique est du stéarate de calcium, du stéarate de zinc, du stéarate de baryum, du stéarate de cadmium ou du stéarate de magnésium. 6 Procédé de préparation de stéarate de calcium granulaire, sans poussières, caractérisé en ce qu'il comprend le traitement de particules de stéarate de calcium par une composition comprenant 3 % en poids d'huile minérale. 7 Savons métalliques granulaires, sans pous- sières, caractérisés en ce qu'ils sont obtenus par leur traitement en suspension aqueuse par une composition olé- agineuse consistant en une huile minérale, de l'acide oléique une huile de silicone ou un plastifiant liquide.