Brevet FR2643645A1 — publié le 19900831

LAQUE SOLAIRE, COMPOSITION ET PROCEDE D'OBTENTION La présente invention concerne le domaine technique généraL des produits de revêtement de surface destinés à assurer des fonctions de protection de la surface considéree ou des éléments disposés derriere ou sous La surface. L'invention concerne, plus particuLièrement, Les produits aptes à protéger, essentieLLement, contre les agressions dues aux rayonnements solaires et, accessoirement, contre des agressions ayant une origine mécanique, climatique ou chimique, par exemple. Le rayonnement solaire provoque, par L'intermédiaire de son rayonnement ultra-vioLet (U. V.) et infra-rouge (I. R.), notamment, de nombreux phénomènes réactifs dont certains sont considérés comme néfastes. On peut citer, sans prétendre être exhaustif, que Le rayonnement solaire est à l'origine de la détérioration de matériaux, de la décoloration de couleurs, de phénomènes d'inconfort à La chaleur ou d'éblouissement, de fatigue oculaire, de brûlures et problèmes cutanés, de déshydratation de produits ou denrées alimentaires. Pour remédier à ces effets néfastes, on a recours à des enduits ou Laques de protection qui sont appliqués par divers moyens et selon différents procédés sur Les surfaces à protéger ou sur des surfaces interposées entre la source de rayonnement et L'objet à protéger. Ces laques soLaires, quelle que soit Leur origine, possèdent des formuLations de base sensibLement identiques comportant environ 15 à 20 X d'acétate de butyle, des agents de fiLtration des U. V., à raison d'environ 10 X de toluène et de 20 Z de xylène. Les laques de l'art antérieur contiennent, en outre, un solvant du type "White-Spirit" et, éventueLlement, une proportion variable de résines uréthanes pouvant alLer jusqu'à 39 X pour assurer un durcissement correct de La Laque au bout de 28 à 48 heures.Dans certaines laques, l'acétate de butyle est remplacé par de L'acétate d'éthyle, mais en de faibles proportions. Il est, généraLement, considéré que ces Laques solaires assurent un bon contrôle du rayonnement solaire dans Le spectre des U. V. puisque 98 X des rayons U. V. sont contrôlés par absorption et réflexion dans le meilleur des cas. Ces laques soLaires souffrent, cependant, d'un premier inconvénient qui réside dans L'absence de contrôle du rayonnement solaire dans Le spectre des rayons infra-rouges (I. R.). Le champ d'utilisation de teLles laques se trouve donc limité à La protection contre le rayonnement U. V.. Le second inconvénient des Laques de l'art antérieur est Lié aux contraintes du mode d'appLication de la Laque en eLle-meme. En effet, ces laques sont, La plupart-du temps, empLoyées en tant que revêtement de protection sur des surfaces vitrées, par exemple, et appliquées à L'aide de La technique dite de coulée. Cette technique nécessite d'avoir recours à un appareillage spécifique comportant une unité de refouLement et une unité d'aspiration du produit. La technique consiste d'abord à projeter La Laque à l'aide de L'unité de refouLement sur la surface à traiter, puis à assurer L'étalement de la laque, par aspiration et récupération du produit, à L'aide de L'unité d'aspiration en une zone distincte de celle de la projection.En règle générale, Les surfaces à traiter1 teLles que les vitres ou Les vitrines, étant sensibLement verticales, le refoulement du produit a Lieu dans une zone supérieure et L'aspiration dans une zone inférieure, de manière à utiliser l'effet de La gravite pour favoriser L'étalement. Cette technique, Largement répandue, ne donne cependant pas satisfaction, en raison des pertes importantes de produit Liées au mode opératoire comportant un recycLage et un brassage permanent du produit, d'une part, et à ta nécessité d'avoir recours à deux personnes responsables, respectivement, de chacune des unités de refoulement et d'aspiration pour assurer L'application du produit, d'autre part. Ces deux facteurs contribuent à augmenter fortement Le coût global d'un traitement par ces laques solaires. Par ailleurs, il a été constaté que La technique de coulée ne permettait pas d'obtenir une bonne régularité de L'épaisseur de la Laque sur la surface à traiter, en raison, notamment, de la phase d'aspiration dont Les caractéristiques ne peuvent être contrôlées avec suffisamment de précision.En outre, il est reconnu que la technique de la coulée se prête très difficilement à l'application de laques sur des surfaces non verticales, ce qui limite pratiquement l'utilisation de cette technique aux surfaces verticales. Pour remédier à ces inconvénients, il a été envisagé d'appliquer les laques de protection et, en particulier, les Laques solaires par pulvérisation au pistolet ou sous forme d'aérosol par exemple. Jusqu'à présent, les tentatives de conditionnement des produits actifs des Laques se sont avérées non satisfaisantes. On a ainsi constaté un durcissement prématuré de la laque en présence des gaz propulseurs, tels L'azote ou les flugènes, par exempLe. On a, également, observé une réduction très importante de la durée de vie des laques lors des tentatives de conditionnement et une forte tendance à L'écoulement sur La surface à traiter, cet écoulement pouvant survenir pLusieurs jours après la tentative d'application sous forme d'aérosol.Enfin, des phénomènes de fuites au niveau des joints du récipient contenant l'aérosol ont été constatés, en raison de l'effet corrosif des compositions des laques de L'art antérieur. L'objet de la présente invention vise à remédier aux inconvénients des laques de l'art anterieur en proposant une formulation pour une Laque, du type laque solaire, apte à être conditionnée et appliquée par puLvérisation, sans perte de propriétés et avec une bonne fiabilité technique d'application. Un autre objet de l'invention est de proposer une composition de Laque rendant possible L'application sous forme d'aérosol, tout en conservant Les propriétés de la laque. Un autre objet encore de l'invention consiste à proposer une formulation pour une laque soLaire permettant d'assurer, simultanément, le contrôle du rayonnement ultra-violet et infra-rouge. L'invention se propose, subsidiairement, de réaliser une Laque utilisable, à la fois, selon La technique de la coulée et sous forme d'aérosoL dont l'application est particulièrement aisée, qui présente une bonne régularité d'étalement et une résistance durable et renforcée dans Le temps aux agressions des agents externes. La présente invention se rapporte, également, au procédé d'obtention de La laque solaire. Ces objectifs sont atteints grâce à une Laque solaire ayant La composition suivante - 49 à 70 % dtune résine choisie parmi Les résines polyuréthanes, uréthanes ou époxy, - 2 à 15 Z d'un agent de nettoyage, - 10 à 15 X de xylène, - 5 à 25 % d'un solvant apte à favoriser l'étalement de La laque, - 0,9 à 1,1 Z de naphténate de cobaLt, - 2,2 à 2,8 X de naphténate de plomb, - 0,7 à 0,9 X de naphténate de calcium, - 5 à 15 % d'acétate d'éthyle, - 0,3 à 0,8 % d'un agent anti-coulure, La Laque est obtenue par un procédé d'obtention qui consiste à : - réaliser un premier bain comprenant : : . 49 à 69 % d'une résine choisie parmi les résines polyuréthanes, uréthanes ou époxy, . 2 à 15 % d'un agent de nettoyage, . 10 à 15 % de xylène seul ou complémenté par du toluène, . 5 à 25 % d'un solvant apte à favoriser l'étalement de la laque, - réaliser séparément un second bain comprenant . 0,9 à 1,1 % de naphténate de cobalt, . 2,2 à 2,8 % de naphténate de plomb, . 0,7 à 0,9 % de naphténate de calcium, . 5 à 15 % d'acétate d'éthyle, . 0,3 à 0,8 % d'un agent anti-coulure, - mélanger les deux bains, puis assurer L'agitation du mélange obtenu, - laisser ensuite reposer le mélange dans une enceinte hermétique, - effectuer une filtration du produit par passage à travers une unité de filtration. Diverses autres caractéristiques ressortent de la description faite ci-dessous en référence aux dessins annexés qui montrent, à titre d'exemples non limitatifs, des formes de réalisation de l'objet de l'invention. La fig. 1 montre un graphique illustrant, à titre schématique uniquement, les capacités de contrôle du rayonnement solaire obtenues à l'aide de la Laque selon l'invention par rapport à une laque de ltart antérieur et un témoin. La fig. 2 représente la transmittance lumineuse d'un échantillon de verre non traité dans Le spectre du proche et moyen infra-rouge. La fig. 3 représente La transmittance lumineuse d'un échantillon de verre traité avec une laque selon L'invention dans Le meme spectre infra-rouge. La fig. 4 représente la transmittance lumineuse spécifique à la laque selon L'invention dans Le meme spectre infra-rouge. La Laque solaire seLon l'invention est composée de : - 49 à 70 Z d'une résine polyuréthane, ou méthane, ou époxy, - 2 à -15 Z d'un agent de nettoyage, - 10 à 15 X de xylène, - 5 à 25 Z d'un solvant apte à favoriser L'étalement de la laque, - 0,9 à 11 X de naphténate de cobalt, - 2,2 à 2,8 Z de naphténate de plomb, - 0,7 à 0,9 Z de naphténate de calcium, - 5 à 15 Z d'acétate d'éthyle, - 0,3 à 0,5 X d'un agent anticoulure. L'incorporation d'une resine a pour objet de conférer à la laque une certaine résistance mécanique, à l'usure notamment La résine joue, par ailleurs, un rôle de liant vis-å-vis des autres composants et intervient dans la phase de sechage de la laque en assurant une bonne régularité de l'épaisseur. Toutes Les résines de type polyuréthane, uréthane ou époxy sont utilisables et, en particulier, Les résines uréthanes "URALAC" ou "URADUR" 13.307. La proportion de résines dans le produit peut varier de 49 à 70 S. On réservera lsenploi des résines uréthanes pour constituer des laques applicables sous forme d'aérosol, en raison de Leur capacités propres de durcissement. Les résines polyuréthanes ou époxy seront utilisées pour la réalisation de Laques destinées à l'appLication dite "professionnelle", par pistolet par exemple. Dans ce cas, on aura recours, au moment de l'application, à un durcisseur approprié à La résine choisie, à raison de 5 à 20 X. Un agent de nettoyage doit être prévu dans la composition, afin d'eviter, lors de la pulvérisation par pistolet ou sous forme d'aérosol, un bouchage des organes de puLvérisation. Cet agent doit, également, empêcher Le durcissement de la résine et maintenir les siccatifs. Les agents utilisabLes, à raison de 5 à 15 X sont, par exemple, l'alcool cétylique, Le diéthylène gLycoL, l'éthylène glycol, le propylène gLycoL, le triéthylène gLycoL, Le trîchloroéthylène. Ces composés sont, par ailleurs, directement responsables de La vitesse de séchage de La Laque. La filtration du rayonnement ultra-violet est assurée, de manière connue-par l'homme de L'art, par du xyLène (mélange d'isomères), seul ou complémenté par du toluene dans la limite de 10 à 15 Z pour les deux composés. Cet agent joue, également, un rôle dans l'épaississement de La laque après son application. Sa proportion varie relativement peu, entre 10 et 15 X. Le solvant responsable des propriétés d'étalement -de ta laque peut être choisi parmi les produits couramment employés dans le domaine technique des vernis et peintures, teLs le white-spirit, L'a cétone, le méthylbutylacétone, les esters, les hydrocarbures. Leurs proportions peuvent varier entre 5 et 25 X, suivant la vitesse de séchage escomptée. La combinaison des naphténates de cobalt, de plomb et de calcium s'est révélée assurer un filtrage efficace des rayonnements infra-rouges en combinaison avec l'acétate d'éthyle, dont L'apport varie entre 5 et 15 X et qui est responsable du maintien des naphténates dans la composition. Il apparaît, également, que l'acétate d'éthyle a un effet stabilisateur de la Laque, qu'il facilite le séchage et qu'il s'oppose au vieillissement de la laque. Il est possible d'ajouter, dans de très faibles proportions, de l'ordre de 1 X, un peu d'acétone à la place et en complément de l'acétate d'éthyle.Pour complémenter I'acétate d'éthyle, il est également possible, à La place de l'acétone, d'utiliser du méthyl-éthyl-cétone, du méthyl-isobutyl-cétone ou un ester choisi parmi l'acétate de cellulose, L'acétate d'éthyl, l'acétate de méthyle, l'adipate d'octyle, te diméthylphtalate, le dioctyl phtalate, le mono-di-stéarate de polyoxyéthylène glycol. On peut adjoindre au naphténate de cobalt (0,9 à 1,1 X) du nitrate de cérium dans une proportion de 0,1 à 0,2 X, en vue d'augmenter le pouvoir de réflexion de la Laque aux rayons infra-rouges. Le nitrate de cérium est incorporé après passage dans un broyeur de molécules et sembLe agir en synergie avec les autres naphténates pour concourir à accroître le pouvoir de filtration de la Laque vis-å-vis des U. V. et des I. R.. Le naphténate de calcium, incorporé à raison de 0,7 à 0,9 X, peut être complémenté par du chlorohydroxyde d'aluminium pour modifier les propriétés de réflexion des rayons I. R.. Le naphténate de plomb est incorporé à raison de 2,2 à 2,8 Z. Enfin, on incorpore dans la composition un agent anti-coulure (0,3 à 0,8 X) et siccatif, afin de contrôler le glissement de la laque. Ces agents sont bien connus dans le domaine des vernis de peinture. Avantageusement, on peut prévoir d'inclure, à raison de 0,5 X, des colorants liquides à base de poudres et qui, en raison de leur granulométrie doivent être broyés, puis mélangés dans un solvant à base de glycol et d'alcool avant incorporation. Cet ajout a un effet esthétique de teintage de La Laque et provoque, en outre, une augmentation du pouvoir de réflexion au détriment de la pénétration et de L'absorption des rayonnements. EXEMPLE DE REALISATION I : Un exemple préférentiel consiste à réaliser, dans un récipient approprié, un premier bain comprenant - une résine uréthane "URADUR" 13.307 ..........1..... 49,1 % - du triéthylène glycol ........ 6 % - du xylène (mélange d'isomères) . 12,5 Z - du white spirit .................................. 15 % Il est préférable, pour faciliter le mélange, d'incorporer, dans l'ordre, La résine, le triéthylène glycol, puis Le xylène et le white spirit. Dans un second récipient, on réalise un second bain comprenant : - du naphténate de cobalt .......................... 1 % - du naphténate de plomb ........................... 2,5 % - du naphténate de calcium ......................... 0,8 % - de l'acétate d'éthyle ............................ 12,5 % - un agent anticoulure AP 50 ....................... 0,6 % Immédiatement après La réaLisation des deux bains, en tout cas aussi tôt que possibLe, on procede au mélange des deux bains, puis on assure-une agitation du mélange obtenu, à l'aide d'un agitateur mécanique par exemple. La durée de L'agitation ne doit pas être inférieure à 40 minutes et est, de préférence, égale à 60 minutes. Elle est, bien évidemment, proportionnelle à l'intensité de L'agitation et fonction du volume à agiter. Il est ensuite nécessaire de laisser reposer le mélange après agitation pendant au moins 4 heures et, de préférence, 6 heures dans une cuve hermétique. Cette étape.permet d'assurer une bonne incorporation et un mélange homogène des naphténates. On procède, enfin, à une filtration mécanique du produit obtenu, par passage à travers une unite de filtrage, mécanique par exemple. La plage de filtrage peut s'etendre de 20 à 100 microns et est, de préférence, de l'ordre de 30 microns. En raison de l'utilisation d'une resine uréthane, la laque obtenue est applicable sous forme d'aérosol. EXEMPLE DE REALISATION 2 La composition de base est identique à celle de L'exemple 1. Avant la phase de filtration, on ajoute au mélange obtenu un colorant liquide adapté à la résiné utilisée. La proportion de produit colorant est incorporée à raison de 1 mi de colorant pour 1 litre de laque, en vue d'obtenir une coloration peu prononcée. En fonction de la teinte plus ou moins colorée que l'on désire obtenir, l'incorporation du colorant peut atteindre 10 ml par litre de laque. EXEMPLE DE REALISATION 3 : La composition de base et le procédé d'obtention étant identiques à ce qui est décrit dans l'exemple 1, on ajoute 0,1-0,2 X de nitrate de cérium au naphténate de cobalt, en vue d'obtenir une laque aux propriétés de réflexion I. R. aux infra-rouges améliorée. Les propriétés de la laque obtenue selon le procédé d'obtention décrit et avec les formulations divulguées ci-dessus sont illustrées à la fig. 1. Les graphes ilLustrent les propriétés de filtration (réfLexion + absorption) dans le spectre de rayonnement solaire d'un verre témoin non traite avec une laque classique de l'art antérieur et d'un verre traité avec une laque selon l'invention. La filtration aux U. V. est de l'ordre de 100 Z et la filtration aux I. RI, dans l'intervalle de longueur d'ondes 7 600-20 000 A est d'environ 80 X. Suivant la teneur en colorant et en nitrate de cérium, la filtration des I. R. peut varier de 40 à 80 X.On a, egalement, pu mettre en évidence, à l'aide d'un spectrophotomètre, des propriétés de contrôle de l'éblouissement grâce à L'étude de la transmittance lumineuse dans le spectre infra-rouge d'échantillons de verre traité ou non traité. La courbe de la fig. 2 montre le spectre dans Le proche et moyen infra-rouge d'un échantillon de verre non traité, c'est-à-dire la réponse du verre non traité seul lorsqu'iL est soumis à un rayonnement. On peut constater une forte tranmittance lumineuse, entre 6 700 et 3 900 cm , correspondant à une absorption minimale de L'infra-rouge (5 à 15 Z environ). La courbe de la fig. 3 montre, dans les mêmes conditions, La réponse de l'échantilLon de verre traité par rapport au spectrophotomètre à vide, pris comme référence. On constate une absorption supérieure à celle du verre non traité d'environ 20 %, avec un pic d'absorption spécifique proche de 100 Z aux environs de 3 000 cm La courbe de La fig. 4, déduite des courbes des fig. 2 et 3, met en évidence l'absorption spécifique de la Laque par rapport au verre.On en déduit que la Laque selon L'invention possède une transmittance d'environ 65 à 75 Z inférieure à ceLle du verre jusqu'à une Longueur d'ondes de 3 500 cl 1. Le pic d'absorption spécifique élevé, proche de 100, au voisinage de La Longueur d'ondes de 3 00D cl 1, est spécifique de La Laque étudiée et est lié à sa composition. Par ailleurs, La Laque possede une bonne résistance mécanique aux chocs et aux tentatives de rayures. IL est, également, envisageabLe d'utiliser la laque pour ses propriétés d'isolation thermique par traitement d'une face ou des deux faces de La surface du verre. La laque obtenue peut, bien évidemment, etre appliquée selon ta méthode cLassique de La couLée décrite précédemment, ce qui présente L'avantage de pouvoir traiter certaines surfaces d'accès difficile. En revanche, la laque selon L'invention applicable, contrairement aux Laques connues de l'art antérieur par pulvérisation au pistolet ou sous la forme d'un aérosol classique, dont Le conditionnement est obtenu avec des techniques usuelles. On ne constate aucun phénomène de corrosion ou d'obstruction des organes d'application, tels les joints ou les buses. Il est, également, possible de conditionner la Laque en bidon pour Les techniques de compression classiques. L'invention n'est pas limitée aux exemples décrits et représentés, car diverses modifications peuvent y être apportées sans sortir de son cadre. REVENDICATIONS : 1 - Laque solaire ayant la composition suivante - 49 à 70 Z d'une résine choisie parmi les résines polyuréthanes, uréthanes ou epoxy, - 2 à 15 % d'un agent de nettoyage, - 10 à 15 % de xylèe, - 5 à 25 % d'un solvant apte à favoriser l'étalement de la laque, - 0,9 à 1,1 Z de naphténate de cobalt, - 2,2 à 2,8 Z de naphténate de plomb, - 0,7 à 0,9 Z de naphténate de calcium, - 5 à 15 % d'acétate d'éthyle, - 0,3 à 0,8 Z d'un agent anti-coulure. 2 - Laque selon la revendication î ayant la composition suivante : - Triéthylène glycol .................................... 6 % - Xylène (mélange d'isomères) ........................... 12,5 % - White spirit .......................................... 15 % - Acétate d'éthyle ...................................... 12,5 % - Naphténate de cobalt .................................. 1 % - Naphténate de plomb ................................... 2,5 % - Naphténate de calcium ................................. 0,8 % - AP 50 ................................................. 0,6 % - Résine uréthane "URADUR" 13.307 ....................... 49,1 % 3 - Procédé d'obtention d'une laque, du type laque solaire par exemple, qui consiste à - réaliser un premier bain comprenant . 49 à 70 % d'une résine choisie parmi les résines polyuréthanes, uréthanes ou époxy, . 2 à 15 % d'un agent de nettoyage, . 10 à 15 % de xylène, - 5 à 25 X d'un solvant apte à favoriser l'étalement de la laque, - réaliser séparément un second bain comprenant 0,9 à 1,1 X de naphténate de cobalt, . 2,2 à 2, 8 X de naphténate de plomb, . 0,? à 0,9 Z de naphténate de calcium, . 5 à 15 Z d'acétate d'éthyle, . 0,3 à 0,8 Z d'un agent anti-coulure, - mélanger Les deux bains, puis assurer L'agitation du mélange obtenu, - laisser ensuite reposer le mélange dans une enceinte hermétique, - effectuer une filtration du produit par passage à travers une unité de filtration. 4 - Procédé selon la revendication 3, caractérisé en ce qu'on remplace tout ou partie de l'acétate d'éthyle par un composé choisi parmi l'acétone, le méthyt-éthyl-cétone, le méthyL- isobutyl-cétone ou par un éster choisi parmi l'acétate de cellulose, L'acétate d'éthyle, l'acétate de méthyle, L'adipate d'octyle, le diméthyl phtalate, le dioctylphtalate, le mono-di-stéarate de polyoxéthyléne glycol. 5 - Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'agent de nettoyage peut être choisi parmi l'alcool cétylique, le diéthylène glycol, l'éthylène glycol, le propylène glycol, le triéthyléne gLycoL1 le trichloroethylene. 6 - Procédé selon la revendication 3, caractérisé en ce qu'on réalise le mélange des deux bains immédiatement après la réalisation des bains de départ. 7 - Procédé selon la revendication 3, caractérisé en ce qu'on assure L'agitation du mélange pendant au moins 30 minutes et, de préférence, pendant au moins 60 minutes. 8 - Procédé selon la revendication 3, caractérisé en ce qu'on laisse reposer le mélange, après agitation, pendant au moins 4 heures et, de préférence, pendant 6 heures. 9 - Procédé selon la revendication 3, caractérisé en ce qu'on effectue la filtration dans une plage de 20 à 100 microns et, de préférence, à 30 microns. 10 - Procédé selon la revendication 3, caractérisé en ce qu'on ajoute un produit coLorant, après le mélange des deux bains et avant filtration. 11 - Procédé selon La revendication 3, caractérisé en ce qu'on complémente Le naphtenate de cobalt par du nitrate de cérium à raison de 0,1 à 0,2 X. 12 - Procédé selon la revendication 3, caractérisé en ce qu'on remplace en partie le naphténate de calcium par du chloro hydroxyde d'aluminium. 13 - Procédé selon la revendication 3, caractérisé en ce que le xylène est complémenté par du toluène.