Brevet FR2584084A1 — publié le 19870102

- 1 - La présente invention concerne une composition de revêtement sta- ble au stockage et douée de propriétés rhéologiques lui conférant une appli- cabilité aisée, un bon pouvoir garnissant, une bonne tension et peu de cou- lure. La composition de revêtement selon l'invention comprend au moins un dispersant, au moins un mouillant, au moins un modificateur de rhéologie, au moins un coalescent, au moins une base minérale, au moins un retardateur de coalescence et au moins un liant constitué d'une dispersion aqueuse de particules de polymère, et elle est caractérisée en ce que ladite dispersion comprend au moins un interpolymère de (A) 95 à 99 % en poids d'au moins un monomère choisi parmi les acrylates et méthacrylates d'alkyle dont le groupe alkyle a de 1 à 8 atomes de carbone et (B) de 1 à 5 % en poids d'au moins un monomère hydrosoluble copolymérisable avec le(s) monomère(s)(A), lesdites particules ayant une structure composite comprenant un noyau et une enveloppe, et ladite enveloppe contenant de 50 à 90 % en moles du(des) monomère(s) hydrosoluble(s) de la dispersion. Une dispersion aqueuse de particules de polymère comme celle uti- lisée dans la composition de revêtement selon l'invention peut être fabri- quée par un procédé spécifique comprenant une première étape de polymérisa- tion en émulsion dans l'eau du(des) monomère(s)(A) puis une seconde étape consistant a introduire dans le réacteur, lorsque le taux d'avancement de la réaction de polymérisation a atteint une valeur au moins égale à 82 %, un mélange comprenant de 12 à 45 % en poids d'au moins un monomère hydrosoluble (B) et de 55 à 88 % en poids de monomères (A). L'étape de polymérisation est généralement effectuée à une température comprise entre 45 C et 75 C en pré- sence d'au moins un initiateur du type générateur de radicaux libres. L'ini- tiateur de polymérisation peut être notamment choisi parmi les persulfates, les peroxydes, les hydroperoxydes et les composés diazoïques; lorsqu'un persulfate de métal alcalin est choisi, il peut être utilisé en combinaison avec un réducteur choisi parmi les polyhydroxyphénols, le sulfite et le bi- sulfite de sodium, le diméthylaminopropionitrile, les diazomercaptans et les ferricyanures. L'initiateur et, le cas échéant,le réducteur sont utilisables à raison de 0,1 à 2 % chacun en poids par rapport à l'ensemble des monomères présents. La première étape de ce procédé de fabrication peut se dérouler en présence d'au moins un agent dispersant anionique, cationique ou non ioni- que, dont on utilise habituellement de 0,5 à 10 % en poids par rapport à l'- ensemble des monomères présents. Comme exemples d'agents dispersants utili- sables on peut notamment citer des sels de métal alcalin et d'ammonium d'al- coyl-, aryl-, alcaryl- et aralcoyl-sulfonates et -sulfates, ou de polyéther- - 2 - sulfates; les phosphates et phosphonates correspondants; et des acides gras, esters, alcools, amines, amides et alcoylphénols éthoxylés. Dans une dispersion aqueuse de particules de polymère comme celle utilisée dans la composition de revêtement selon l'invention: - la proportion de l'enveloppe par rapport à la particule, qui peut être évaluée par des dosages potentiométriques, conductimétriques et des mesu- res viscosimétriques, est généralement comprise entre 0,5 et 5 % en poids. - la température de transition vitreuse du noyau des particules est généra- lement comprise entre +5' et +40 C. - la teneur en matières solides est généralement comprise entre 20 et 65 % en poids. - la taille moyenne des particules de polymère est généralement comprise en- tre 0,05 rm et 1 Mm. - il peut être particulièrement avantageux que de 10 à 40 % én poids du(des) monomère(s) hydrosoluble(s) de la dispersion soient contenus dans la phase aqueuse. Par monomère hydrosoluble copolymérisable avec le(s) monomère(s) (A) on entend notamment, au sens de la présente invention, un monomère choi- si parmi les acides acrylique, méthacrylique, itaconique et maléique, les acrylates et méthacrylates d'aminoalkyle dont le groupe alkyle a de 2 à 8 atomes de carbone ainsi que leurs sels d'ammonium quaternaire,les acrylates et méthacrylates d'hydroxyalkyle dont le groupe alkyle a de 2 à 8 atomes de carbone, les esters acryliques et méthacryliques sulfonés, la (méth)acryl- amide et ses dérivés substitués, la vinylpyrolidone, la vinylimidazole, les vinylpyridines, les acrylates et méthacrylates d'imidazolidone et leurs dé- rivés substitués. L'interpolymère faisant partie de la dispersion aqueuse utilisée dans la composition de revêtement selon l'invention peut n'être constitué que des monomères de type (A) et (B) cités ci-dessus. Il peut aussi compren- dre en outre, pour 100 parties en poids des monomères (A) et (B), jusqu'à 3 parties d'au moins un monomère réticulant choisi parmi les Nhydroxyalcoyl- amides des acides acrylique et méthacrylique, l'acrylamide, la méthacrylami- de, le divinylbenzène et les oligoacrylates et oligométhacrylates de polyols tels que notamment le triéthylèneglycol di(méth)acrylate, l'éthylèneglycol diméthacrylate, le tétraéthylèneglycol di(méth)acrylate, le polyéthylènegly- col 200 di(méth)acrylate, le 1,6-hexanediol di(méth)acrylate, le néopentyl- glycol di(méth)acrylate, le 1,3-butylèneglycol di(méth)acrylate, le diéthy- lèneglycol di(méth)acrylate, le triméthylolpropane tri(méth)acrylate, le di- (méth)acrylate de bisphénol A éthoxylé, le tétraacrylate de pentaerythritol, - 3 - le triprooylèneglycol diacrylate, le dipentaerythritol hydroxypentaacrylate, le triacrylate de trihydroxyéthylisocyanurate et le triacrylate de trimé- thylolpropane éthoxylé. Les différents composants, autres que le liant constitué d'une dispërsion aqueuse de particules de polymère, de la composition de revête- ment selon l'invention peuvent être définis comme suit: - par retardateur de coalescence, on entend un composant capable d'induire une période d'évaporation libre avant la coalescence des particules du liant; ce composant possède simultanément des propriétés anti-gélifiantes et peut être choisi parmi par exemple le propylène glycol, l'éthylène gly- col et le méthoxy diglycol. - par dispersant, encore désigné défloculant, on entend un composant capable d'amplifier la formation de charges électriques de même signe à la surface des particules de polymère et donc de favoriser la création de forces de répulsion de nature électrique entre ces particules. On peut utiliser par exemple des.silicates de métal alcalin (notamment les métasilicates), des polyphosphates de métal alcalin et des sels alcalins de polyacides organi- ques (notamment les polyacrylates). - par mouillant on entend un composé susceptible de modifier la tension su- perficielle du milieu, comprenant généralement des groupements à caractère hydrophile et hydrophobe. Il peut s'agir d'agents tensio-actifs anioniques (par exemple les alkylarylsulfonates de métal alcalin), cationiques (par exemple des sels d'ammonium quaternaire) ou non ioniques (par exemple des polyéthers oxydes). - par modificateur de rhéologie on entend les polymères hydrosolubles modi- fiés par des groupements hydrophobes tel que notamment un éthoxylat d'uré- thanne modifié hydrophobe. - par base minérale on entend par exemple de l'ammoniaque. - par coalescent on entend tout co-solvant susceptible de réduire la tempé- rature minimale de formation du film de la composition tel que notamment un ester-alcool, un ester-éther de glycol, un éther de glycol, ou un mé- lange de ces composés. La composition de revêtement selon l'invention comprend générale- ment de 50 à 85 % en poids du liant constitué d'une dispersion aqueuse de polymère. Elle peut en outre comprendre au moins une solution anticorrosive telle qu'une solution aqueuse de benzoate de sodium et/ou de nitrite de so- dium. Elle peut aussi comDrendre en outre au moins un antimoussant tel que notamment un mélange d'huile minérale et d'émulgateurs non ioniques, et/ou au moins un biocide, c'est-à dire un composé capable de détruire les micro- - 4 -- organismes, tel nue notamment un dérivé chloro-allylé. En vue de la préparation de peintures, la composition selon l'in- vention peut en outre comprendre des pigments et/ou charges; dans ce cas le retardateur de coalescence jouera simultanément un râle de co-solvant de mouillage de ces pigments et/ou charges. La composition de revêtement selon l'invention présente, par com- paraison avec les compositions de revêtements déjà connues, de très bonnes propriétés rhéologiques, en particulier: - une faible viscosité à bas gradient de cisaillement: sa viscosité mesurée à 20 C au moyen d'un rhéomètre Brookfield à 50 tours/min.(aiguille RV6) est généralement comprise entre 0,4 et 4 Pa.s. - une viscosité élevée a haut gradient de cisaillement: sa viscosité mesu- rée au moyen d'un rhéomètre Cone et Plateau à 10.000 s-1 est généralement comprise entre 0,12 et 0,35 Pa.s. Ces très bonnes propriétés rhéologiques entrainent, au niveau des propriétés d'usage des revêtements (peintures et vernis) ainsi préparés, les avantages suivants: applicabilité aisée, bon pouvoir garnissant, bonne ten- sion, peu de coulure. REVENOICATIONS 1. Comoosition de revêtement stable au stockage, comprenant au moins un dispersant, au moins un mouillant, au moins un modificateur de rhéologie, au moins un coalescent, au moins une base minérale, au moins un retardateur de coalescence et au moins un liant constitué d'une dispersion aqueuse de particules de polymère, caractérisée en ce que ladite dispersion comprend au moins un interpolymère de (A) 95 a 99 % en poids d'au moins un monomère choisi parmi les acrylates et méthacrylates d'alkyle dont le groupe alkyle a de 1 à 8 atomes de carbone et (B) de 1 à 5 % en poids d'au moins un monomère hydrosoluble copolymérisable avec le(s) monomère(s)(A), lesdites particules ayant une structure composite comprenant un noyau et une envelop- pe, et ladite enveloppe contenant de 50 à 90 % en moles du (des) monomères) hydrosoluble(s) de la dispersion. 2. Composition de revêtement selon la revendication 1, caractéri- sée en ce qu'elle comorend de 50 a 85 % en poids du liant constitué d'une dispersion aqueuse de polymère. 3. Composition de revêtement selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisée en ce qu'elle comprend en outre au moins une solution anti- corrosive, 4. Composition de revêtement selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisée en ce qu'elle comprend en outre au moins un biocide. 5. Composition de revêtement selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisée en ce qu'elle comprend en outre au moins un antimoussant. 6. Composition de revêtement selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisée en ce aue 10 à 40 % en poids de(s) monomère(s) hydrosoluble(s) de la dispersion sont contenus dans la phase aqueuse de ladite dispersion. 7. Composition de revêtement selon l'-une des revendications 1 à 6, caractérisée en ce que le monomère hydrosoluble est choisi parmi les acides acrylique, méthacrylioue, itaconique et maléique, les acrylates et méthacry- lates d'aminoalkyle dont le groupe alkyle a de 2 à 8 atomes de carbone ainsi que leurs sels d'ammonium quaternaire, la vinylpyrolidone, la vinylimidazo- le, les vinylpyridines, les acrylates et méthacrylates d'imidazolidone et leurs dérivés substitués, les esters acryliques et méthacryliques sulfonés, la (méth)acrylamide et ses dérivés substitués, les acrylates et méthacryla- tes d'hydroxyalkyle dont le groupe alkyle a de 2 à 8 atomes de carbone. 8. Composition de revêtement selon l'une des revendications1 à 7, caractérisée en ce que le retardateur de coalescence est choisi parmi le propylène glycol, l'éthylène glycol et le méthoxy diglycol. 9. Composition de revêtement selon l'une des revendications 1 à 8, - 6 - caractérisée en ce que la base minérale est l'ammoniaque. 10. Composition de revêtement selon l'une des revendications 1 a 9, caractérisée en ce qu'elle comprend en outre des pigments et/ou charges.