Brevet FR2735139A1 — publié le 19961213

La présente invention a pour objet de nouvelles compositions pour stabiliser des matières polymères à la lumière. De nombreuses compositions polymères sont exposées à des niveaux élevés de lumière pendant leur durée d'utilisation. Les compositions de revêtement qui sont appliquées aux véhicules à moteur sont des exemples de telles compo- sitions polymères, étant donné que les véhicules auxquels elles sont appliquées sont fréquemment exposés au soleil pendant des périodes prolongées. La lumière, et en particulier la lumière ultra-violette (UV), a des effets nocifs sur les films de revêtement; les effets les plus connus sont la décoloration et la dégradation du polymère filmogène de la composition de revêtement. Pour supprimer ces effets, il est courant d'inclure des additifs dans ce type de compositions polymères, dont la fonction est de contrecarrer les effets de la radiation UV et de prolonger ainsi la durée d'utilisation de la composition polymère. Diverses classes de composés ont été décrites dans la technique. Comme exemple d'un groupe de composés, on peut citer les benzotriazoles qui ont été utilisés comme absorbants UV pendant un certain temps. Une autre classe comprend les diphényloxamides dont des exemples sont décrits dans le brevet américain 3 808 273. Une classe plus récente de composés comprend les stabilisants à base d'une amine stériquement encombrée (HALS), par exemple les tétraalkylpipéridines. La Demanderesse a maintenant trouvé qu'une association particulière de tels stabilisants peut donner des résultats spécialement efficaces, en particulier lors d'une utilisation dans des compositions de revêtement, et en particulier pour les véhicules à moteur. L'invention concerne donc une composition stabilisante à la lumière qui comprend au moins un diphényloxamide et au moins une tétraalkylpipéridine, le diphényloxamide étant choisi parmi les composés de formule I R 1 0 0 (1) R2 ilOi OH o NilNH-C-C-NH R3 R4 dans laquelle RI est choisi parmi l'hydrogène, un halogène ou un groupe alkyle en C,- C2o ou alcoxy en C,-C2o, R2 est choisi parmi l'hydrogène, un halogène ou un groupe alkyle en CI- C20 ou alcoxy en C,-C2o, phényle et phénoxy, et R3 et R4 sont choisis parmi l'hydrogène ou un groupe alkyle en CI-C20 ou alcoxy en C1-C,0, et la tétraalkylpipéridine est choisie parmi les composés des formules II à IX CH2)1 (I1) ( \+:" N-Rs R8 (III) R- NH -CH2-CH2-COOR, (IV) R 8-N- R, P70R7 R7 " Il 9iCl 1 (yV) RR7RC7H)--O R R7 go O 7R7 ? 7 V R8-No-cN R Il1 7 R, \ Ro c-- R7 R, R7 ? Ri-NO-C (VIII) c = CH-K oCH3 R7R RR7 R7R7 R8-O-C (lx) C:RCH7 Rt-N01i O o R5 est choisi parmi l'hydrogène ou un groupe de formule -(CH2).-COOR6 o R6 signifie un groupe alkyle en CI-CIs, chaque R7 est choisi parmi un groupe aikyle en C,-C6, de préférence un groupe méthyle, ou deux groupes R7 fixés au même atome de carbone de la pipéridine, forment ensemble avec cet atome de carbone, un cycle isocyclique saturé comportant au maximum 6 atomes de carbone, Rs est choisi parmi l'hydrogène ou un groupe alkyle en C,-Cs, (alkyl en C,-Cs)-carbonyle, alcoxy en C,-C,8, -COR13, o R13 signifie -C(R,4)=-CH2; alkyle en C,-C6; phényle, -NRs5R6; -COC6H5; -CH2C6H5; COO-alkyle en C1-Cl2 ou -COOH; Rl5 signifie l'hydrogène ou un groupe alkyle en CI-C,2, cycloalkyle en C5-C6, phényle, (phényl)-alkyle en C,-C4 ou (alcyl en C1C12)-phényle et Rl6 signifie l'hydrogène ou un groupe aikyle en C1-C12 et Rl4 signifie l'hydrogène ou un groupe alkyle en CI-C6 non substitué ou monosubstitué par OH; R9 signifie un groupe alkyle en C-Cs8, RIo est choisi indépendamment parmi l'hydrogène ou un groupe alkyle en C,-C,2, alcoxy en C,-Cl2, -OH ou /_OH RI, est choisi parmi un groupe alcoxy en C,-Cls et Ph OCH2COOR6 o Ph signifie un groupe phényle; n signifie un nombre de 1 à 18, et m signifie un nombre de 1 à 4, le diphényloxamide et la tétraalkylpipéridine étant présents dans la composition selon un rapport compris entre 1:19 et 19:1. Sauf indication contraire, dans la présente demande, les groupes et les restes alkyle et alcoxy peuvent être linéaires ou ramifiés. Lorsqu'un symbole apparaît plus d'une fois dans une formule, ses significations sont indépendantes les unes des autres. Selon un mode de réalisation préféré de l'invention, R2 et R3 signifient l'hydrogène. Selon un autre mode de réalisation préféré, R4 signifie l'hydrogène. Selon un mode de réalisation spécialement préféré, R2, R3 et R4 signifient l'hydrogène. Selon un mode de réalisation particulièrement préféré, R est choisi parmi un groupe alkyle en C,-C,> et alcoxy en C,-C2. Il est particulièrement préféré que R1 soit en position 2 ou 4. Comme exemples spécifiques de diphényloxamides spécialement préférés, on peut citer ceux des formules Ia-Ih -C2H5 0 0 NH- C- C-NH OH (Ia) OC2H5 O OH ENH- C C-NH b) (][b) OC2H5 0 O OH Il Il SNH- C-C-NH (Ic) C2H5 0 o il, il NH- C-C-NH (Id) H O-CgH17 O O Le composé de formule Ia est particulièrement préféré. Les tétraalkcylpipéridines préférées sont celles des formules II à VI o R8 signifie Rh, Rh étant choisi parmi le groupe comprenant l'hydrogène ou un groupe alkyle en C1-C4, (alkyl en C,-C4)-carbonyle et alcoxy en C1- C8. Selon un mode de réalisation spécialement préféré, Rh. signifie Rs,, Rb étant choisi parmi l'hydrogène ou un groupe méthyle, acétyle et octyloxy. Selon un autre mode de réalisation préféré de l'invention, une composition selon l'invention comprend également au moins un benzotriazole absorbant UV. Les benzotriazoles sont connus depuis un certain temps comme stabilisants anti-UV et l'un quelconque de ces benzotriazoles peut être utilisé dans l'invention. Les benzotriazoles préférés pour une utilisation selon l'invention, répondent à la formule X OH R12 N X x R,2 dans laquelle X est choisi parmi l'hydrogène, un halogène ou un groupe alkyle en C,- Cl8 et alcoxy en C,-CI8, R12 est choisi parmi un groupe alkyle en C,-Cl8 et -C(R,3)2Ph, o R13 signifie un groupe alkyle en C,-C4 et Ph signifie un groupe phényle. Selon les cas préférés, X signifie le chlore et RU2 est choisi parmi un groupe butyle, nonyle et -(CH3)2Ph. Le diphényloxamide, la tétraalkylpipéridine et le benzotriazole, lorsque ce dernier est présent, peuvent être mélangés pour former une seule composition qui peut ensuite être utilisée de façon pratique. Toutefois, ils peuvent également être ajoutés séparément et dans un cas particulier qui sera décrit plus en détails ci- après, les composants individuels de la composition peuvent être utilisés dans différentes parties du film de revêtement. Le rapport pondéral du diphényloxamide à la tétraalkylpipéridine dans la composition est compris de préférence entre 1:5 et 5:1. Lorsque le benzo- triazole est présent, il représente de 5 à 25%, de préférence de 10 à 20% en poids par rapport au poids total de la composition. Les compositions de l'invention sont utiles comme stabilisants anti-UV des polymères. La matière polymère peut être l'une quelconque des matières poly- mères et la composition de l'invention peut être incorporée selon les méthodes habituelles. L'invention concerne donc une matière polymère comprenant une composition telle que décrite plus haut en une quantité efficace, comme stabilisant à la lumière. L'invention concerne également un procédé pour améliorer la stabilité à la lumière d'une matière polymère, comprenant l'incorporation d'une composition telle que décrite plus haut dans la matière polymère. Les compo- sitions de l'invention ne sont pas affectées par les opérations normales de transformation des polymères et sont facilement incorporées dans des systèmes polymères pour préparer toute une gamme d'articles polymères. Les compositions de l'invention sont particulièrement utiles lorsqu'elles sont utilisées comme stabilisants à la lumière pour les compositions de revêtement qui sont appliquées sur des substrats pour leur fournir un film polymère décoratif et/ou protecteur. Elles sont particulièrement utiles dans les compositions de revêtement automobiles, pour la première monte ou la réparation. L'invention concerne donc une composition de revêtement stabilisée contre les dégradations provoquées par la lumière, par l'incorporation d'une composition telle que décrite plus haut en une quantité efficace, comme stabilisant anti-U.V. La composition de revêtement peut comprendre l'une quelconque des matières polymères filmogènes normales en milieux aqueux ou non aqueux, sous forme d'une solution, d'une dispersion ou d'une poudre et il peut s'agir de matières polymères telles que les acryliques, les résines alkyde, les résines de polyesters, les résines polyuréthanes, les résines époxy et les résines urée-, mélamine- et phényl-formaldéhyde. On a trouvé qu'on obtient des résultats particulièrement bons lorsque la composition de revêtement est une composition du type couche de base/couche de finition. Dans ce cas, on applique sur un substrat une couche de base colorée sur laquelle on applique ensuite (en général alors que la couche de base est encore humide) une couche de finition transparente ou "claire". Cela donne une finition présentant un degré élevé de brillance et une couleur intense apparente. De telles compositions sont couramment utilisées dans le domaine de l'automobile. De tels revêtements risquent toutefois d'être particulièrement sensibles aux UV. La présente invention permet la formulation d'une composition du type couche de base/couche de finition qui présente une résistance aux UV particulièrement bonne. L'invention concerne donc également un film de revetement qui comprend au moins deux couches, au moins une couche de base colorée et au moins une couche de finition transparente, une composition de la présente invention étant présente dans au moins une couche de base, au moins une couche de finition ou à la fois au moins dans une couche de base et au moins dans une couche de finition. Selon un mode de réalisation particulièrement préféré, le diphényloxamide et la tétraalkylpipéridine sont présents dans au moins une couche de finition transparente et le benzotriazole est présent dans au moins une couche de base colorée. L'invention concerne donc également un film de revêtement qui comprend au moins deux couches, au moins une couche de base colorée et au moins une couche de finition transparente, et une composition telle que décrite plus haut dans laquelle on inclut au moins un benzotriazole, ce dernier étant incorporé dans au moins une couche de base et les autres composants de la composition étant incorporés dans au moins une couche de finition. Les compositions de l'invention, en fonction de leur compatibilité avec le système filmogène particulier, peuvent être ajoutées directement au système ou il être tout d'abord dissoutes ou dispersées dans un solvant approprié avant l'addition. Les compositions de revêtement de l'invention ont d'excellentes propriétés. Même après une exposition prolongée à la lumière, le brillant demeure élevé et il y a peu de craquelures. Cela est particulièrement visible lorsque les compositions de type couche de base/couche de finition de l'invention sont comparées aux compositions connues de ce type. La quantité de la composition nécessaire pour conférer une prolongation appréciable de la stabilisation à la lumière à la composition polymère varie avec le type et l'utilisation finale du polymère, mais elle est en général nettement inférieure à la quantité nécessaire de stabilisants à la lumière habituels. Le spécialiste pourra facilement déterminer la quantité appropriée pour chaque cas particulier, mais les quantités sont en général comprises entre 0,01 et 8,0%, plus préférablement entre 0,2 et 4,0% en poids du polymère. Les exemples suivants illustrent l'invention sans aucunement en limiter la portée. Dans ces exemples, les parties s'entendent en poids. Exemple 1: Utilisation d'une composition de l'invention dans une composition du type couche de base/couche de finition. La composition de l'invention comprend un mélange en poids égaux du composé Ia et d'un composé de formule II, o R5 signifie un groupe -(CH2)2COOC12H2s, R7 signifie un groupe méthyle et Rs signifie l'hydrogène. On prépare une composition de revêtement transparente en mélangeant parties d'une solution à 50% de "Viacryl" SC344 (de la société Vianova Kunstharz, une résine acrylique), 13,9 parties de "Mafrenal" MF80 (de la société Hoechst, une résine de mélamine) et 4,1 parties de "Byketal" OK (de la société Byk-Mallinkrodt, un solvant). On dissout la composition de l'invention telle que décrite plus haut dans un solvant compatible avec les solvants des résines et on l'ajoute sous agitation au mélange de résines, au rythme de 3 parties de composition solide pour parties de solides de la résine. La composition de revêtement est utilisée comme couche de finition transparente d'un système du type couche de base/couche de finition et est appliquée selon les méthodes habituelles sur une couche de base colorée encore humide, ce qui donne un film d'une épaisseur de 30-40 pmnn. La composition de revêtement est durcie à 250 C pendant 30 minutes et soumise aux UV et aux intempéries selon la série d'essais habituels. A titre de référence, on applique une composition de revêtement identique à celle décrite plus haut, mais exempte de composition de l'invention, on durcit et on effectue les essais en procédant de manière identique. La composition de revêtement de l'invention présente une résistance nettement supérieure contre le rayonnement ultraviolet et les intempéries. Exemple 2: On prépare une composition de revêtement en mélangeant une résine de polyester et un polyisocyanate dans un rapport pondérai de 2:1. A ce mélange, on ajoute une composition de l'invention, laquelle est un mélange du composé la et du composé II tels que décrits à l'exemple 1, le rapport pondérai de Ia à II étant de 2:1. On utilise la composition de revêtement transparente résultante comme couche de finition dans une composition du type couche de base/couche de finition, on la pulvérise et on effectue les essais selon l'exemple 1. On obtient les mêmes résultats excellents par comparaison avec une référence identique, mais exempte de composition de l'invention. Exemple 3: On mélange les composants suivants pour former un mélange homogène: "Setalux" C-1502 XX-60 29,5 parties (de la société Synthese B.V., une solution à 60% de résine acrylique) "Setalux" C-1382 BX-45 39,2 parties (une solution à 45% d'une résine acrylique) "Setamine" US-138 BB-70 21,4 parties (de la société Synthese B.V., une solution à 70% de résine de mélamine) "Baysilonoil" 2,5 parties (de la société Bayer, une solution à 2% de xylène dans de l'huile de silicone) "Depanol" Y solvant 7,4 parties (de la société Hoechst) Composition de l'exemple 1 2,5 parties Catalyseur à base d'acide phosphorique 2,0 parties On utilise cette composition comme couche de finition dans une composition du type couche de base/couche de finition. On la pulvérise sur une couche de base colorée encore humide, ce qui donne un film d'une épaisseur de -40 pm et on cuit au four à i 10'C pendant 20 minutes. Dans l'essai aux UV et aux intempéries, la composition de revêtement comprenant la composition de l'invention donne de bien meilleurs résultats que la référence qui est identique, mais exempte de composition de l'invention. Exemple 4: Au rythme de 2% en poids, on ajoute une composition de l'invention telle que décrite à l'exemple 1, à une finition pigmentée à base d'une résine polyuréthane du commerce. On applique par pulvérisation un film de 20-30 Pm sur des panneaux métalliques enduits d'une couche primaire, on laisse reposer à la température ambiante pendant 30 minutes et on cuit au four à 120 C pendant 30 minutes. On prépare également une série de panneaux de référence identiques, mais dont la finition pigmentée est exempte de la composition de l'invention. Dans un essai ultérieur aux UV et aux intempéries, les panneaux revêtus de la finition contenant la composition de l'invention donnent de meilleurs résultats que les panneaux de référence. Exemple 5: On mélange une couche de base pour automobile à base d'une résine acrylique thermodurcissable et contenant 40% de solides de résine avec, par rapport au poids de solides de résine, 1% d'un stabilisant à la lumière à base de benzotriazole ("Tinuvin" 328) et 0,8% d'acide p-toluènesulfonique. On mélange une solution de 2,79 parties des composés de formule Ia dissous dans 75 parties de cyclohexanone avec une couche de finition pour automobile à base d'une résine acrylique thermodurcissable à laquelle on a ajouté préalablement le composé de formule II utilisé à l'exemple 1 et un catalyseur acide tel que l'acide dodécylbenzène- sulfonique ou l'acide p-toluènesulfonique. La couche de finition contient 62% de solides de résine et les quantités des composants indiqués plus haut sont telles que le mélange résultant contient 3% de composé de formule Ia, 0,5% de composé de formule Il et environ 0,8% d'un catalyseur acide par rapport au poids de solides de la résine. La couche de base et la couche de finition préparées plus haut sont diluées chacune dans du xylène pour obtenir la viscosité appropriée pour une application par pulvérisation et sont pulvérisées sur un panneau en aluminium qui a été pré-traité par conversion avec une composition chimique ("Alodine"). On applique la couche de base en une épaisseur de 15-20 Mn, suivie d'une application mouillé sur mouillé de la couche de finition en une épaisseur de 43-51 pInm. Le panneau pré-traité est ensuite cuit au four à 1210C pendant 30 minutes. Le revêtement résultant présente d'excellentes propriétés de rétention de la brillance et de résistance aux craquelures lors d'une exposition à la lumière ultraviolette. REVENDICATIONS 1. Une composition de revêtement, caractérisée en ce qu'elle comprend a) une matière polymère filmogène, b) une composition stabilisante à la lumière en une quantité efficace qui comprend au moins un diphényloxamide et au moins une têtraalkyl- pipéridine, le diphényloxamide étant choisi parmi les composés de formule I R 0 0 (I) R2 Il Il OH Q NH- C- C-NHi R, dans laquelle Ri est choisi parmi l'hydrogène, un halogène ou un groupe alkyle en C,-C2. ou alcoxy en C-C o, R2 est choisi parmi l'hydrogène, un halogène ou un groupe alkyle en C1-C20 ou alcoxy en C,- C_., phényle et phénoxy, et R3 et R4 sont choisis parmi l'hydrogène ou un groupe alkyle en C,-C20 ou alcoxy en Ci-C20, et la tétraalkylpipéridine étant choisie parmi les composés des formules II à IX I CH215 (II) N-R5 P RN-R R., R7 R, 7R7 (III) Ri-N NH-CH2-CH2-COOR6 RéR7 RR7 o o R" R7 (IV) R--N O-C-(CH2)n-C 7 N-R8 R7 R7 R7 R7 R7 R7 S? (V) Ri N cl R-N N RR7 o 8" R, R7 R-N O-C R7 R7 CCHX (VI) R7R7 R7RR (VlII) R.- R. -CXC-NH-R11 Ri-N O- (VIII) R.R7 R7.R7 RR7 RR7 R 7R7 R-N O-C (IX) R 7 RRC C CH- Rj-N 0î o R5 est choisi parmi l'hydrogène ou un groupe de formule -(CH2)5-COOR6 o R6 signifie un groupe aikyle en C,-C,8, chaque R7 est choisi parmi un groupe alkyle en C,-C6, ou deux groupes R7 fixés au même atome de carbone de la pipéridine, forment ensemble avec cet atome de carbone, un cycle isocyclique saturé comportant au maximum 6 atomes de carbone, R8 est choisi parmi l'hydrogène ou un groupe alkyle en C,-C,8, (alkyl en Cl- C18)-carbonyle, alcoxy en CI-C,8, -COR13, o Rl3 signifie -C(R,4)=--CH2; alkyle en C,-C6; phényle, -NRI5RI6; -COC6H5; -CH2C6H5; COO-alkyle en C1- C2 ou -COOH; R,5 signifie l'hydrogène ou un groupe alkyle en CI-C12, cycloalkyle en C3-C6, phényle, (phényl)-alkyle en C,-C4 ou (alkyl en C-C, 2)- ph6nyle et R,6 signifie l'hydrogène ou un groupe alkyle en C,-Cn2 et Rl4 signifie l'hydrogène ou un groupe alkyle en C,-C6 non substitué ou monosubstitué par OH; Rs signifie un groupe alkyle en C,-Cl8, RIo est choisi indépendamment parmi l'hydrogène ou un groupe alkyle en C1- C,2, alcoxy en C-CC2, -OH ou OH Rii est choisi parmi un groupe alcoxy en C1-C,8 et Ph OCH2COOR6 o Ph signifie un groupe phényle; n signifie un nombre de 1 à 18, et m signifie un nombre de 1 à 4, le diphényloxamide et la tétraalcylpipéridine étant presents dans la composition selon un rapport compris entre 1:19 et 19:1. 2. Une composition de revêtement selon la revendication 1, caractérisée en ce que le diphényloxamide est choisi parmi les composés de formule Ia-Ih 0C2H5 O o NH- C-C- NH OH (a) OC2H5, OH O/-N-- - C C-NH (lb) 0C2H5 0 0 OH N I- t H-CC-lNH (Ic) C2H5 0 O il il &2NH- C- C-NH (Id) H 0-CsH17 0 0 NH- C- C-NH (Ie) H O-C212H25 0 o il il IN IiI -C NH(f O O 0.-C I"H37 II I NH--- C- H - C-NHl 0 0 Il il Ni-- C--C-NH (Oh) 3. Une composition de revêtement selon la revendication 1 ou 2, caractérisée en ce que le rapport du diphényloxamide à la têtraalkykpipéridine est compris entre 1:5 et 5:1. 4. Une composition de revêtement selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisée en ce qu'elle comprend également comme absorbant UV, au moins un benzotriazole de formule X OH R2 N X - X x Nx R12 dans laquelle X est choisi parmi l'hydrogène, un halogène ou un groupe alkyle en CI- Cls8 et alcoxy en C,-Ci8, R12 est choisi parmi un groupe alkyle en C,-Cl8 ou -C(R13)2Ph o Rl3 signifie un groupe alkyle en CC-C4 et Ph signifie un groupe phényle. 5. Une composition de revêtement selon la revendication 4, caractérisée en ce que X dans le composé de formule X signifie le chlore. 6. Une composition de revêtement selon la revendication 4, caractérisée en ce que R,2 dans le composé de formule X est choisi parmi un groupe butyle, nonyle et -(CH3)2Ph. 7. Un procédé pour augmenter la stabilité à la lumière des revêtements, caractérisé en ce qu'on ajoute une composition stabilisante à la lumière en une quantité efficace déterminée par rapport à la teneur en solides de la composition de revêtement, cette composition comprenant au moins un diphényloxamide et au moins une tétraalkylpipéridine de formule I-IX telle que définie à la revendication 1, le diphényloxamide étant choisi parmi les composés de formule I tels que définis à la revendication 1, le rapport du diphényloxamide à la tétraalkyl- pipéridine étant compris entre 1:19 et 19:1. 8. Un procédé selon la revendication 7, caractérisé en ce que le diphényloxamide est choisi parmi les composés de formule Ia-Ih tels que définis à la revendication 2. 9. Un procédé selon la revendication 7 ou 8, caractérisé en ce que le rapport du diphényloxamide à la tétraalkykpipéridine est compris entre 1:5 et 5:1. 10. Un procédé selon l'une quelconque des revendications 7 à 9, caractérisé en ce que la composition stabilisante à la lumière comprend également comme absorbant UV, au moins un benzotriazole de formule X tel que défini à la revendication 4. 11. Un revêtement filmogène comprenant au moins deux couches, au moins une couche de base colorée et au moins une couche de finition transparente, une composition stabilisante à la lumière qui comprend au moins un diphényl- oxamide de formule I tel que défini à la revendication 1 et au moins une tétra- alkylpipéridine de formule II-IX telle que définie à la revendication 1 étant présente dans au moins une couche de base, au moins une couche de finition ou au moins une couche de base et au moins une couche de finition. 12. Un revêtement filmogène selon la revendication 11, caractérisé en ce que le diphényloxamide est choisi parmi les composés de formule Ia-Ih tels que définis à la revendication 2, le rapport du diphényloxamide à la tétraalkyl- pipéridine dans la composition stabilisante à la lumière étant compris entre 1:19 et 19:1. 13. Une composition de revêtement selon la revendication 11 ou 12, caractérisée en ce que la composition stabilisante à la lumière comprend également comme absorbant UV, au moins un benzotriazole de formule X tel que défini à la revendication 4.