BE1015493A5

BE1015493A5 - Melange de plastifiants pour la dispersabilite aqueuse de resines.

Info

Publication number: BE1015493A5
Application number: BE2002/0614A
Authority: BE
Inventors: Duran Gonzalez Victor; Ara Paolo
Original assignee: Condensia Quimica S A
Priority date: 2002-09-29
Filing date: 2002-10-25
Publication date: 2005-05-03
Also published as: ES2213467B1; NL1021870C2; ITRM20030444A0; US7078557B2; US20040063834A1; GB0322514D0; FR2845091A1; FR2845091B1; ITRM20030444A1; GB2394954A; ES2213467A1

Abstract

Mélange de plastifiants pour la dispersabilité acqueuse des résines du type de diarylates de diols, caractérisé par son contenu de grande quantité de monoarylates de diols et la présence optionnelle de mono-ou diarylates de triols.

Description

MÉLANGE DE PLASTIFIANTS POUR LA DISPERSABILITÉ AQUEUSE DE RÉSINES.

OBJET DE L'INVENTION Mélange de plastifiants à base d'un mélange de monoesters et diesters de diols ou triols avec de l'acide benzoïque et avec un acide méthylbenzoïque, et son utilisation comme additif pour adhésifs appliqués en milieux hydrophiles.

ANTÉCÉDENTS DE L'INVENTION L'utilisation de dibenzoates ou ditoluates de diéthylène-glycol ou dipropylèneglycol, ainsi que de leurs mélanges entre eux, et leur utilisation comme plastifiants sont documentées dans la bibliographie technique dès le siècle dernier. Ainsi donc, par exemple, dans les publications suivantes est décrite l'utilisation comme plastifiant du dibenzoate de diéthylène-glycol (DBD), du dibenzoate de triéthylène-glycol (DBT), du ditoluate de diéthylène-glycol (DTD), et du ditoluate de triéthylène-glycol (DTT), ou de leurs mélanges : US 2,070,331 (1936) ; UK 496,574 (1936) ; US 2,585,448 (1948) ; UK 815,991 (1956) ; US 2,956,978 (1960) ; UK 1,321,383 (1971) ; US 3,874,985 (1973) ; Jpn Tokkyo Koho 81 00,304 (1975); A.V.Bailey et al., J.Am.OiI.Chem.Soc 1976, 53 (5), 176-178 ; W. D.Arendt (Velsicol Chemical Corporation), Tech.

Pap. 1979, 25, 410-412; US 4,277,387 1981; US 4,331,579 (1982) ; US 4,336,166 (1982); US 4,444,933 (1982) ; EPO 0 157 426 (1984); EPO 0 234 710 (1987); Fed. Regist. 1987 52(4) 527-530 ; US 4,767,813 (1988) ; US 4,818,779 (1989).

Le plastifiant cité dans un numéro des documents précédents, au moins depuis 1982, est Benzoflex, marque de Velsicol Chemical Corporation pour désigner une famille de plastifiants dont la composition est celle de mélanges

de DBD et DBT. Il y a d'autres marques commerciales qui utilisent les mêmes familles de mélanges ou des équivalents des mêmes polyesters de polyglycols, par exemple K-Flex, qui est de la propriété de Furam Chemicals Ltd. L'utilisation comme plastifiant des diesters aryliques d'autres glycols, comme les dérivés du propylène-glycol, est également décrite dans la bibliographie.

Il y a deux raisons de nature chimicophysique : 1. le bon plastifiant doit être liquide à température ambiante, 2. le polymère à plastifier (par exemple celui de nature vinylique ou acrylique) est hydrofuge, qui recommandent que le plastifiant soit un mélange de diesters aryliques de glycols et, parfois, de triesters de triols. Lorsque dans un document comme US 5,676,742 est décrit un mélange avec la présence de monoesters de diéthylène-glycol et de dipropylène-glycol, avec les diesters correspondants, on fait valoir que l'avantage n'est pas comme plastifiant, mais come additif résistant à la croissance de moisissure.

Le fait que les plastifiants préférés dans l'industrie soient des diesters et de nature liquide, est dû à ce que :
1. Les processus où le plastifiant joue son rôle se réalisent en milieux absolument hydrofuges, comme par exemple au sein de poly(chlorure de vinyle) ou de poly(acrylate de méthyle). La nature de ces milieux hydrofuges veut dire que la présence de monoesters empire les performances techniques du plastifiant (voir par exemple
US 2,956,978).

2. La flexibilité voulue dans les plastiques résultants empire si les plastifiants sont solides à température ambiante. Un mélange liquide de plastifiants dont au moins un des composants dans plus de 20% est solide à température ambiante offre des inconvénients dans certains cas, comme quand on l'utilise avec des adhésifs devant assembler des pièces en mouvement.

La nature hautement hydrophobe des polymères à plastifier entraîne que la dispersabilité dans l'eau de ces polymères est de courte durée. Cette circonstance apparaît tout spécialement dans les récents adhésifs industriels d'application en milieu aqueux, généralement à base de polymères vinyliques ou acryliques, car pendant l'utilisation industrielle des formulations usuelles du polymère plastifié avec des mélanges de DBD ou DBT se sépare rapidement une phase aqueuse d'une autre phase hydrophobe, un manque d'homogénéité se produisant très tôt dans de telles suspensions. Le résultat est une application défectueuse de l'adhésif avec une subséquente perte de force adhésive.

DESCRIPTION DE L'INVENTION Grâce au mélange de plastifiants pour la dispersabilité aqueuse de résines faisant l'objet de la présente invention, on élimine l'inconvénient de la séparation de phases pendant l'application industrielle de recouvrements ou scellants en milieu aqueux ou simplement hydrophile.

L'invention consiste en un mélange de monoesters aryliques de diols ou triols, comme plastifiant véhicule de propriétés hydrophiles, avec les diesters aryliques cités ci-dessus, qui sont de nature hydrophobe mais facilement

miscibles avec les molécules des monoesters. On a découvert que les monoesters de ces polyols sont d'excellentes molécules pour entraîner une suffisante solvatation/dispersion dans l'eau des molécules hydrophobes du polymère.

La polarité fort élevée du mélange plastifiant de l'invention permet d'obtenir des dispersions ayant huit heures de stabilité, intervalle qui signifie une sensible amélioration dans la manipulation industrielle des dispersions.

Faisant partie de l'invention, est incluse l'option, dans le mélange plastifiant, de la présence d'un léger pourcentage d'un ester arylique d'un triol comme le 1,1,1,-triméthylolpropane. Ce dernier composant augmente, en outre, le poids moléculaire moyen du mélange plastifiant, avec la conséquente diminution favorable de volatilité et migration.

DESCRIPTION DES COMPOSANTS DES PLASTIFIANTS FAISANT L'OBJET DE L'INVENTION Groupe 1. Mono-arylates de glycols.

Ar-COO-R2-OH Groupe 2. Diarylates de glycols.

Ar-COO-R2-OCO-AR Groupe 3. Mono-arylates de triols.

Ar-COO-(R3)(OH)2

Groupe 4. Diarylates de triols.

(Ar-COO)2-(R3)-OH Où Ar-COO- représente l'un ou l'autre des groupes fonctionnels suivants : Benzoate, 1-méthylbenzoate, 2-méthylbenzoate et 3-méthylbenzoate.

Les glycols peuvent être : Diéthylène-glycol, triéthylène-glycol, dipropylèneglycol, tripropylène-glycol, néopentylglycol.

Les triols peuvent être : Glycérine, 1,1,1-triméthyloléthane, 1,1,1, triméthylolpropane, 1,2,6-hexanetriol.

RÉALISATION PRÉFÉRENTIELLE DE L'INVENTION Les monoesters et les diesters, ainsi que leurs mélanges, se préparent selon n'importe laquelle des méthodes existant dans l'état de la technique, par exemple en mélangeant des produits purs ou par stérification conjointe des polyalcools. Les proportions dans les mélanges sont exprimées en % poids.

Formule 1.

Monobenzoate de diéthylène-glycol.............10% Monotoluate de diéthylène-glycol ...................2% Monobenzoate de dipropylène-glycol...........10%
EMI5.1
Monotoluate de dipropylène-glycol .................1 % Monobenzoate de 1,1,1-triméthyloléthane.....3% Dibenzoate de diéthylène-glycol...................35% Ditoluate de diéthylène-glycol ......................... 1% Dibenzoate de dipropylène-glycol.................35% Ditoluate de dipropylène-glycol.......................2% Dibenzoate de 1,1,1-triméthyloléthane...........1%

Formule 2.

Monobenzoate de diéthylène-glycol .............10% Dibenzoate de diéthylène-glycol...................40% Monobenzoate de dipropylène-glycol.............5% Dibenzoate de dipropylène-glycol.................20%
EMI6.1
Monobenzoate de triéthylène-glycol ...............5% Dibenzoate de triéthylène-glycol...................20% Formule 3.

Monobenzoate de diéthylène-glycol.............10% Dibenzoate de diéthylène-glycol...................50% Monobenzoate de dipropylène-glycol...........10% Dibenzoate de dipropylène-glycol.................30% Formule 4.

Monobenzoate de diéthylène-glycol.............10% Dibenzoate de diéthylène-glycol...................38% Monobenzoate de dipropylène-glycol.............5% Dibenzoate de dipropylène-glycol.................20%
EMI6.2
Monobenzoate de triéthylène-glycol ...............5% Dibenzoate de triéthylène-glycol...................20% Monobenzoate de 1,1,1-triméthyloléthane..1,5% Dibenzoate de 1,1,1-triméthyloléthane........0,5% Un résultat typique parmi ceux obtenus avec les nouveaux plastifiants est représenté sur le graphique suivant

EMI7.1
50 -################################!########j########}- :

1 1 oT E 30 -###########################,/-####.-###-#######' - 'O 1 t2 y- 0,0 0,5 1,0 1,5 2,0 2,5 3,0 0,0 0,5 Temps écouté (s) Sur la ligne supérieure de ce graphique, nous pouvons voir, en fonction des secondes écoulées depuis l'application de l'adhésif, la force adhésive atteinte par un des adhésifs aqueux commerciaux lorsque le plastifiant utilisé est selon la formule 2.

Sur la ligne inférieure du graphique, nous pouvons voir dans les mêmes conditions la force adhésive atteinte par le même adhésif aqueux lorsque le plastifiant utilisé est un de ceux utilisés actuellement pour ce type d'adhésifs.

L'amélioration de la force adhésive est due à la plus grande dispersabilité dans l'eau du plastifiant, produite par la présence de groupes hydroxyles hydrophiles.

Claims

REVENDICATIONS 1. Mélange de plastifiants pour la dispersabilité aqueuse de résines du type des diarylates de diols, caractérisé par son contenu de grande quantité de monoarylates de diols et la présence optionnelle de mono- ou diarylates de triols.
2. Mélange de plastifiants selon la revendication 1 caractérisée en ce que les acides aryliques utilisés pour la stérification sont un ou plusieurs acides parmi les suivants : Acide benzoïque, acide 1-méthylbenzoïque, acide 2méthylbenzoïque, acide 3-méthylbenzoïque.
3. Mélange de plastifiants selon la revendication 1 caractérisée en ce que les diols utilisés pour sa stérification sont un ou plusieurs diols parmi les suivants : Diéthylène-glycol, triéthylène-glycol, dipropylène-glycol, tripropylèneglycol, néopentylglycol.
4. Mélange de plastifiants selon la revendication 1 caractérisée en ce que les triols utilisés facultativement pour sa stérification sont un ou plusieurs triols parmi les suivants: Glycérine, 1,1,1-triméthyloléthane, 1,1,1,triméthylolpropane, 1,2,6-hexanetriol.
5. Mélange de plastifiants selon la revendication 1 caractérisée par la présence simultanée d'au moins deux diesters et deux monoesters.
6. Mélange de plastifiants selon la revendication 1 caractérisée en ce que la proportion en poids du total de monoarylates de diols est comprise entre 5% et 35% du total du mélange final.
7. Mélange de plastifiants selon la revendication 1 caractérisée en ce que la proportion en poids du total de diarylates de diols est comprise entre 50% et 80% du total mélange final.
8. Plastifiants selon la revendication 1 caractérisée en ce que la proportion en poids du total de monoarylates de triols est comprise entre 0% et 10% du total du mélange final.
9. Plastifiants selon la revendication 1 caractérisée en ce que la proportion en poids du total de diarylates de triols est comprise entre 0% et 5% du total du mélange final.
10. Plastifiants selon la revendication 1 caractérisée en ce que le taux d'hydroxyle, déterminé selon la norme ASTM E 222 (94), est compris entre 35 et 70. <Desc/Clms Page number 10>
11. Plastifiants selon la revendication 8 caractérisée en ce que la proportion en poids du total de monoarylates de triols est comprise entre 0,2% et 10% du total du mélange final.
12. Plastifiants selon la revendication 9 caractérisée en ce que la proportion en poids du total de diarylates de triols est comprise entre 0,2% et 5% du total du mélange final.