Brevet FR3041964A1 — publié le 20170407

AGENT EPAISSISSANT POUR SYSTEMES AQUEUX, FORMULATIONS LE CONTENANT ET UTILISATIONS La présente invention concerne de nouveaux épaississants associatifs appartenant à la catégorie des HEUR (Hydrophobically modified Ethyoxylated URethane). Ces produits contiennent un composé associatif comportant un bout de chaîne carboné et une ramification méthyl ou éthyl. La présente invention concerne également des formulations intermédiaires contenant de tels épaississants ainsi que l'utilisation de ces composés comme épaississants dans des compositions finales, par exemple des compositions de peinture. Les peintures sont constituées de charges et de pigments et d'au moins un polymère organique appelé liant. Outre les charges, les pigments et le liant, une composition de peinture comporte également au moins un solvant (qui est l'eau dans le cas des peintures en phase aqueuse), des additifs pour la rhéologie, des additifs pour la stabilité (stockage, formation du film, UV) et d'autres additifs pour l'obtention de propriétés spécifiques. Le comportement et les propriétés des peintures dépendent de la nature de leurs constituants, notamment du liant, des charges et des pigments, ainsi que des additifs rhéologiques. Elles contiennent généralement un ou plusieurs épaississant(s) dont la fonction est de maîtriser la rhéologie des compositions qui le(s) contiennent, tant au stade de leur fabrication que pendant leur transport, leur stockage ou au cours de leur mise en oeuvre. Etant donnée la diversité des contraintes pratiques au niveau de chacune de ces étapes, il est intéressant pour le formulateur de disposer d'une gamme d'épaississants présentant des comportements rhéologiques différents lorsqu'ils sont utilisés dans les compositions finales. En outre, ces épaississants peuvent apporter des propriétés supplémentaires aux compositions, par exemple aux peintures, qui les contiennent. Parmi tous les épaississants pour peinture, on distingue : - les épaississants naturels à base de cellulose également appelés éthers cellulosiques, de type HEC ou de type HMHEC (Hydrophobically Modified HEC), - les épaississants acryliques de type non associatif, appelés ASE (Alkali Swellable Emulsion) et ceux de type associatif, appelés HASE (Hydrophobically modified Alcali Swellable Emulsion) et 3041964 2 - les polyuréthanes épaississants associatifs de type HEUR (Hydrophobically modified Ethyoxylated URethane). Les polyuréthanes épaississants ou HEUR résultent de la condensation entre un composé 5 de type poly(alkylène glycol), un polyisocyanate et un composé associatif de type alkyle, aryle ou aryalkyle constitué d'un groupe terminal hydrophobe. Coatex est à l'origine de nombreux travaux de recherche sur les épaississants pour peintures. Par ailleurs, Coatex commercialise les produits de la gamme Coapur®, par 10 exemple les produits Coapur® XS, qui sont des polyuréthanes épaississants non ioniques procurant des profils rhéologiques qui varient entre le type newtonien (viscosité élevée à haut gradient de cisaillement) et/ou le type pseudoplastique (viscosité élevée à bas gradient de cisaillement). 15 Les inventeurs ont mis au point un nouveau polyuréthane épaississant qui permet d'augmenter très notablement la viscosité à haut gradient de cisaillement et de conférer, ainsi, à la composition qui le contient un bon comportement dynamique, c'est-à-dire une viscosité élevée à gradient de cisaillement élevé. Cet épaississant peut être classé dans la catégorie des épaississants de type newtonien ou « ICI builder ». 20 Un épaississant de type « ICI builder » peut être défini comme un produit qui conduit à une augmentation de la viscosité ICI lorsque l'on augmente sa dose au sein de la composition de peinture, sans augmentation importante des viscosités à bas gradient de vitesse (viscosité Brookfield). Ce nouvel épaississant peut, par exemple, être utilisé seul dans une composition de 25 peinture où il est nécessaire d'avoir une viscosité élevée à haut gradient de cisaillement (par exemple une peinture satinée ou brillante comportant une teneur en liant élevée). Il peut également être utilisé en combinaison avec un épaississant de type pseudoplastique. Une telle combinaison permet, ainsi, d'obtenir une composition présentant un bon comportement dynamique lié à la présence de l'épaississant newtonien 30 et un bon comportement statique lié à la présence de l'épaississant de type pseudoplastique. Un tel épaississant peut être formulé en phase aqueuse et, du fait de sa structure particulière, il permet un épaississement de la composition finale sans nécessiter d'équipement particulier ou d'énergie de cisaillement élevée. 3041964 3 Ce nouvel épaississant présente en bouts de chaînes des groupements hydrophobes qui résultent de la condensation de l'alcool de formule (I) : CH3 CH_ CH37( 7-C- (I) 5 Le document WO 2011/104599 (Coatex) décrit des polymères modificateurs de rhéologie pour systèmes aqueux, notamment des compositions de peintures. Les épaississants décrits de type épaississant acrylique peuvent contenir, notamment, de l'acrylate d'éthyle (AE), de l'acide méthacrylique (MAA) et des unités monomériques 10 polymérisables de formule : R - (A0)., - (BO). - R' dans laquelle : 15 - R désigne une fonction insaturée polymérisable, par exemple méthacrylate, - A et B désignent des groupes alkyles différents l'un de l'autre et ayant de 2 à 4 atomes de carbone, par exemple oxyde d'éthylène et oxyde de propylène, - m et n sont des entiers inférieurs à 150 dont un au moins est non nul et - R' est constitué d'au moins un groupement de formule suivante : 20 CH3 - (CH2)p - CH(-CH3) - (CH2)q - dans laquelle : - p et q désignent des entiers dont un au moins est non nul et - 5 REVENDICATIONS1. Polyuréthane épaississant hydrosoluble résultant de la condensation : a) d'au moins un alcool de formule (I) : (I) dans laquelle : - x représente 0 ou 1, - p et q sont des entiers dont un au moins est non nul et - 4 2. Polyuréthane selon la revendication 1, dans lequel l'alcool a) présente une formule (II) : CH3 CHF C:-&-CH (II) 3. Polyuréthane selon la revendication 1, dans lequel l'alcool a) présente une formule (III) : CH3 CHF (III) 4. Polyuréthane selon l'une quelconque des revendications précédentes, résultant de la condensation de : a) 1 % à 29 % en poids d'au moins un composé de formule (I), (II) et/ou (III), b) 70 % à 98 % en poids d'au moins un poly(alkylène glycol) et c) 1 % à 29 % en poids d'au moins un polyisocyanate, 3041964 22 la somme de ces pourcentages massiques étant égale à 100 %. 5. Polyuréthane selon l'une quelconque des revendications précédentes, selon lequel le poly(alkylène glycol) est un poly(éthylène glycol) dont la masse moléculaire varie entre 5 2 000 g/mol et 20 000 g/mol. 6. Formulation aqueuse comprenant un polyuréthane selon l'une quelconque des revendications 1 à 5. 10 7. Formulation aqueuse selon la revendication 6, comprenant, en outre, de l'eau et au moins un agent tensioactif. 8. Formulation aqueuse selon la revendication 6 ou 7, comprenant, en outre, au moins un additif sélectionné dans le groupe consistant en un biocide, un solvant, un agent 15 anti-mousse, un régulateur de pH, un agent de coalescence, un agent encapsulant et leurs mélanges. 9. Formulation aqueuse selon l'une quelconque des revendications 6 à 8, consistant en : 20 1) 2 % à 50 % en poids d'au moins un polyuréthane selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, 2) 0,1 % à 40 % en poids d'au moins un agent tensioactif, 3) 10 % à 93 % en poids d'eau et 4) 0 % à 5 % en poids d'au moins un autre additif choisi dans le groupe consistant en 25 un biocide, un solvant, un agent anti-mousse, un régulateur de pH, un agent de coalescence, un agent encapsulant et leurs mélanges, la somme de ces pourcentages massiques étant égale à 100 %. 10. Utilisation d'un polyuréthane selon l'une quelconque des revendications 1 à 5 ou d'une formulation aqueuse selon l'une quelconque des revendications 6 à 9, pour épaissir une composition aqueuse, ladite composition étant sélectionnée dans le groupe consistant en une laque, un vernis, une peinture, un enduit, un revêtement épais, un revêtement d'imperméabilisation, une encre, une suspension minérale (slurry), une sauce de couchage papetière, une composition cosmétique et une composition détergente. 3041964 23 11. Utilisation selon la revendication 10, d'un polyuréthane ou d'une formulation aqueuse de polyuréthane comme agent d'étalement-tendu de ladite composition aqueuse.