<Desc/Clms Page number 1>
PERFECTIONNEMENTS A LA 'FABRICATION DES COMPOSES ALDEHYDO-
EMI1.1
A.NU-2STNI'IT7.
La présente invention concerne en particulier les composés résultant de produits de condensation obtenus des urées, tels ' que l'urée (carbamide), la thio-urée (thio-carbamide) et, ou, leurs dérivés, ainsi qu'un procédé de fabrication de ces oom- posés.Elle vise également , en général, l'emploie connue équi- valents, de composés apparentés aux urées pour la formation de produits de condensation.
Par exemple, on pourra employer, en remplacement des
EMI1.2
urées, du cyanamide ( UGNH2), du gu...anidine (HNO (i2) 2)1 et ou, des dérivés actifs de ces substances.
Tous ces corps peuvent 'être considérés ou classés comme des composés possédant un groupe contenant un atome carbone combiné à deux ou plus de deux atomes d'azote, dont l'un au moins est un amino-azote.
On connaît des produits de condensation de l'urée, toute- fois, antérieurement, ces produits n'étaient susceptibles d'usages que dans une mesure restreinte. On connait également
<Desc/Clms Page number 2>
das produits de condensation des dérivés tels que la benzoyl- carbamide, l'acétylcarbamide, etc..
Conformément à' la présente invention, il est possible de combiner, avec les produits de condensation des urées, un agent approprié accroissant la résistance chimique, et par exemple de l'acide salicylique en proportions importantes, en obtenant ainsi un produit résultant beaucoup plus résistant aux actions des dissolvants, des composés du soufre et d'au-. tres agents de corrosion.
En préparant le composé perfectionné sous forme de solution, en emplpyant des dissolvants appropriés, il est . possible de former une nouvelle laque présentant des caractéristiques remarquables. Semblable laque peut être util sée, notamment pour la protection de surfaces métalliques, et elle convient particulièrement bien pour protéger les surfaces de métaux non ferreux, tels l'argent, le nickel, le cuivre, le laiton, l'aluminium et divers alliages.
Pour la préparation du nouveau composé, réalisé sous forme de solution, et propre à servir de laque par exemple, il est préférable de former tout d'abord un produit de condensation soluble d'une urée et de formaldéhyde, ou de son équivalent, et, dans ce processus, il est préférable d'emplpyer l'urée et la formaldéhyde (solution à 40% ) dans des proportions de 1 gramme d'urée pour environ 5cc de formaldéhyde.
La formaldéhyde du commerce contient ordinairement une très petite quantité d'acide formique, ne dépassant pas en général de 0,2 à 1%. On peut,'si on le désire, employer de la formaldéhyde contenant semblable pourcentage d'acide for- mique pour exécuter la condensation de l'urée, ou bien on peut employer de la formaldéhyde exmpte d'acide formique.
Le produit de condensation soluble de l'urée peut, par exemple, être obtenu par réaction sur l'urée de la formal- déhyde ou d'un réactif équivalent, tels des polymères de
<Desc/Clms Page number 3>
la formaldéhyde.
Conformément à la présente invention, on fait emplpi d'un agent accroissant la résistance chimique, et de l'acide salycilique, et cet agent est introduit dans le produit de condensation do l'urée, de préférence après que le pro- duit de'condensation a été préalablement formé.
Lorsqu'on désire préparer une laque, le processus préféré consiste à préparer tout d'abord le produit de condensation soluble de 1'urée, en .solution aqueuse, et d'y mélanger ensuite une solution de l'agent accroissant la résistance chimique, cette dernière solution utilisant un solvant organique ou, de préférence, un certain nombre de solvants organiques, à faible tension superficielle et possédant diffé- rents points d'ébullition.
Il est important, en particulier dans le cas/la produc- tion d'une laque destinée à être appliquée sur des surfaces métalliques, de faire usage d'une combinaison convenable- ment dosée de dissolvants communiquant à la laque une ten- sion superficielle relativement faible, la propriété de pou- voir s'épandre, et permettant le départ progressif des dissolvants sans endommager la pellicule de laque appliquée sur la surface à protéger.
La combinaison de dissolvants à laquelle il convient, suivant l'invention, d'accorder la préférence, comprend de l'eau et plusieurs dissolvants organiques,' de préférence un dissolvant à bas point d'ébullition, tel de l'alcool éthylique ( P. E.78 C). un dissolvant à point d'ébullition intermédiaire, tel de l'alcool butylique ( P.E.118 C) et un dissolvant à point d'ébullition élevé,, tel du lactate éthylique (P.E. 154 C), ce dernier dissolvant étant de préférence employé en faible proportion. L'eau, l'alcool éthylique et l'alcool butylique peuvent entrer dans le mélange sensiblement dans les mêmes proportions, bien que variant légèrement, et le lactate éthylique est de préférence utilisé dans une proportion beaucoup plus réduite, principa-
<Desc/Clms Page number 4>
lement pour des raisons économiques.
A titre d'exemple du processus préférer dans lequel le produit de condensation est formé préalablement et en- suite combiné avec l'agent accroissant la résistance chimique, on peut indiquer le processus ci-après:
On fait dissoudre 400 grammes d'urée ( CO(NH2)20 dans
2000 cc d'une solution de formaldéhyde à 40%; on chauffe le mélange sur un bain de vapeur jusqu'au moment où environ 40 à 60% en poids du mélange s'est évaporé, et l'on introduit alors dans la solution restante suffisamment d'eau 'distillée pour rétablir les 75% environ du poids du mélan- ge primitif.
Il subsiste ainsi un liquide modérement visqueux, ou solution, dont les 60% environ sont constitués par de l'eau contenant une grande quantité de formaldé- hyde, le produit de condensation étant retenu en solution. de toute manière appropriée
Si on le désire, la liqueur peut/être débarrassée de la formaldéhyde non combinée, mais il est préférable de laisser subsister en solution une certaine quantité de formal- déhyde, laquelle possède apparamment une action dissolvante.
De préférence également, la solution est filtrée pour la débarrasser des insolubles présents.
Ayant ainsi obtenu une solution d'un produit de condensa-
EMI4.1
tion de l'urée, dans laquelle prédomine probablement du NHCH2 oH ) diméthyloi -urée - (0 = 0 é ) ou un composé très analogue, on y mélange une solution diacide salicylique dans un dissolvant comprenant de l'alcool éthylique, de l'alcool butylique et du lactate éthylique, de la façon suivante:
EMI4.2
<tb> Solution <SEP> de <SEP> produits <SEP> de <SEP> condensation <SEP> d'urée <SEP> 81 <SEP> cc
<tb>
<tb> Alcool <SEP> dénaturé <SEP> 50 <SEP> cc
<tb>
<tb> Alcool <SEP> butylique <SEP> 42 <SEP> cc
<tb>
<tb> Lactate <SEP> éthylique <SEP> 7 <SEP> cc
<tb>
<tb> Acide <SEP> salicylique <SEP> 5 <SEP> grs
<tb>
Les alcools et le lactate thylique servent à mainte- nir l'acide salicylique en solution et facilitent son mélange intime avec, ou sa dispersion dans la solution
<Desc/Clms Page number 5>
du produit de condensation de l'urée. Il est à noter que la. seule eau présente, conformément à ce prooessus, est celle de la solution du produit de condensation, sauf qu'il peut exister un faible pourcentage d'eau dans les alcools.
Une laque produite,conformément à la méthode qui vient d'être décrite, contient un pourcentage élevé de dissolvants organiques.
Il convient que le mélange "laque" contienne une certaine quantité d'eau, 'mais la proportion en peut varier dans de larges limites. Il est toutefois désirable d'abaisser plutôt que d'élever le pourcentage d'eau dans le dissolvant, du fait que les dissolvants organiques mentionnés possèdent une tension superficielle moindre que celle de l'eau et, comme conséquence, communiquent une tension superficielle moindre à la laque. La faible tension superficielle de la laque joue un rôle important dans la formation convenable de la pellicule sur la surface métallique.
Le lactate d'éthyl améliore la faculté d'épandage de la laque et, dans l'opération de cuisson subséquente, a tendance à se maintenir dans la pellicule pendant le durcissement, communiquant à cette pellicule ses propriétés de résistance et d'insolubilité.
L'alcool à bas point d'ébullition et l'alcool à point d'ébullition intermédiaire , outre qu'ils servent de disso vants à l'acide salicylique, oommuniquent à la laque la faible viscosité désirable en vue du trempage.
Les dissolvants mentionnés peuvent être en grande partie évaporés par l'air, ou par chauffage à une tempéra- ture d'environ 100 0 pendant une période de temps réduite, et le durcissement final de la pellicule peut s'obtenir par cuisson à une température d'environ 130 -135 C pendant un temps approprié, par exemple 20 minutes environ, ou bien le durcissement peut s'obtenir plus rapidement par chauffage
<Desc/Clms Page number 6>
à une température plus élevée, soit une température d'environ 1500. Dans certains cas une cuisson de cinq minutes suffira.
La pellicule peut être appliquée sur la surface métalli- que par trempage ou par un autre procédé approprié. Âpres avoir fait durcir une première pellicule, l'objet peut être trempé à nouveau, et une seconde pellicule obtenue d'une manière semblable, si on le désire, du fait que les dissol- vants de la laque n'attaquent pas la pellicile durcie.
Cette propriété constitue un avantage marqué par rapport aux laques de fulmi-coton ( pyroxyline) notamment.
Une laque préparée conformément au processus ci-dessus décrit contient approximativement 20% de matières solides, dont 1/8 environ est constitué par de l'acide salicylique.
Cette quantité diacide, avec les dissolvants employés, com- muniquent à la laque une consistance convenable lorsque 1' on désire 1*'appliquer par trempage, et facilite l'emploi écono- mique du produit. Après distillation 100 co de laque ont donné 68 co de produits de distillation contenant environ les 2/3 de la formaldéhyde initiale, représentant 9,5% environ de la laque.
On a constaté que mme une très mince pellicule de la laque perfectionnée résiste convenablement pendant un temps prolongé aux attaques des composés de soufre, de l'alcool , de l'air, de l'humidité, des projections de sel..etc., empê- chant la surface de métal de se ternir et la protégeant des actions corrosives.
La laque perfectionnée possède de bonnes qualités de conservation, un point d'éclair plus élevé que les laques de fulmi-coton par exemple; donne une pellicule claire et transparente, très lustrée, extraordinsirement résistante à l'action ternissante de l'air, très résistante aux dissolvants du genre des alcools, acétone, etc., et très résistante aux actions du soufre et des agents d'oxy-
<Desc/Clms Page number 7>
dation en général. opn a par exemple constaté q'une surface métallique pro- tégée par semblable pellicule, résiste efficacement, pendant plusieurs heures à l'attaque des vapèurs d'une solution à 1% de sulfure de potassium,lorsque l'objet recouvert est plaoé dans un dessicateur fermé, au-dessus de cette solution.
La pellicule résiste de façon analogue à l'attaque des vapeurs d'alcool et de l'alcool liquide.
Les manipulations, le-toucher et la respiration, etc., n'altèrent pas la pellicule.
Lorsque la pellicule de laque est soumise à cuisson, ainsi qu'il est dit plus haut, l'acide salicylique inter- vient dans la réaction de transformation de la pellicule à son état final dur et insoluble.
Il semble évident que l'acide salicylique se combine chimiquement avec les produits de condensation de l'urée employés, en formant des composés complexes. On a constaté avantageux, danscertains buts, d'employer l'acide salicy- lique dans la proportion la plus élevée qui puisse passer .en solution dans les dissolvants employés. On a par exemple constaté, qu'il convient mieux d'incorporer cinq grammes d'acide salicylique dans le mélange de laque que trois grammes ou moins. L'acide salicylique n'agit pas pour activer la réaction et ne constitue pas un agent catalyseur dans le sens usuel du mot. On sait que l'acide salicylique se combine avec la formaldéhyde pour former un produit résineux, mais apparamment il ne se produit pas d'action de l'espèce dans le durcissement de la pellicule de laque.
D'autre part, il est possible que les dissolvants employés puissent se combiner avec la 'formaldéhyde libre qui peut être présente dans la mélange et est dégagée avec les autres dissolvants durant les opérations de séchage et de cuisson. Il est possible également qu'une partie de la formaldéhyde libre puisse se combiner tant avec l'acide
<Desc/Clms Page number 8>
salicylique qu'avec les produits de condensation de l'urée, suivant une réaction complexe, durant la cuisson de la pel- licule, mais l'expérience indique que la formaldéhyde libre est pratiquement éliminée de la laque passant à l'état final insoluble.
La pellicule insoluble produite à la manière indi- quée est de beaucoup plus résistante à l'action du sou- fre, de l'alcool , etc., qu'une pellicule formée des seule produits de condensation de l'urée. On a constaté, par exemple, qu'une pellicule oonstituée d'une laque de produits de condensation de l'urée, sans emploi d'un agent accroissant la résistance chimique, est atta- quée dans une fraction réduite du temps nécessaire à l'at- taque de la laque perfectionnée définie, lorsqu'elle est soumise à l'essai au soufre dont il a été question.
La laque, après application à la surface à protéger, peut, si on le désire)3tre séchée à l'air, à la température d'appartement.
Dans beaucoup de cas, il convient de pousser le sécha- ge jusqu'au point où la pellicule est sèche au toucher, et l'objet peut être manipulé avant de soumettre la pellicule à l'opération de cuisson finale, qu'il convient d'exécuter à une température beaucoup plus élevée que 100 0.
Le séchage et la cuisson peuvent s'exécuter, si on le désire, en soumettant la pellicule à des températures graduellement' croissantes.
Indépendamment de la nature exacte des réactions chimi- ques qui se produisent, on obtient une pellicule très dense, claire et dure, qui adhère avec ténacité au métal; ne présente pas de solution de continuité, craquelures, vides, etc. qui, s'ils existaient, laisseraient des parties de métal exposées à l'attaque.
On suppose que la résistance chimique considérablement plus élevée est principalement due à la formation de com- posés de réactions complexes entre les produits de conden-
<Desc/Clms Page number 9>
sation de l'urne et l'acide salicylique. Il est possible que l'effet soit plus marqué en raison de la formation de dif- férents produits résineux qui, toutefois, sont répartis ou mélangés au point de former un corps pratiquement homogène dans le produit final. En tous cas, la pellicule est dense, dure, et apparamment complètement exempte de vides.
Bien qu'il soit préférable de former les produits de condensation de l'urée par chauffage, à la manière indi- quée précédemment, il est à Démarquer que les urées et les aldéhydes aliphatiques, telle la formaldéhyde, se combinent aux températures d'appartement pour donner des produits de condensation.
Toutefois pour être réalisée de cette manière, la condensation exige une période de plusieurs heures, de sorte qu'il semble préférable d'effectuer la condensation de la manière premièrement-indiquée. Cette méthode présente l'avantage supplémentaire, lorsqu'on emploie une solution de formaldéhyde, de permettre l'évaporation d'une certaine quantité d'eau, de sorte que la laque peut finalement être constituée d'une solution comprenant un pourcentage beaucoup plus élevé de dissolvants organiques possédant une faible tension superficielle.
Si on la désire, la formaldéhyde peut 'être rendue plus concentrée en évaporant, par exemple, 25% de son volume avant d'exécuter la condensation avec l'urée.
Il est également à noter que les produits de conden- sation de l'urée peuvent se produire en présence d'acide, d'alcali ou en milieu pratiquement neutre. A titre d'exemple, la solution de formaldéhyde peut contenir environ 25% d'acide formique, ou bien elle peut être neutralisée par de la potasse, ou bien être rendue alcaline à concurrence de 2% calculés en KOH. On peut employer des quantités plus
<Desc/Clms Page number 10>
importantes d'acides ou d'alcalis, toutefois iln'est pas désirable d'utiliser plus que de faibles pourcentages d' alcalis ou d'acides forts.
Bien que l'on puisse dissoudre l'acide salicylique dans des dissolvants organiques avant de confectionner le mélange avec la solution des produits de condensation de l'urée, il est possible de mélanger tout d'abord les dissolvants organiques avec la solution des produits de condensation de l'urée, et de mélanger ensuite l'acide salicylique qui entre en solution avec le mélange.
Lorsque la solution des produits , de condensation de l'urée est obtenue à la manière indiquée plus haut, la so- lution possède la limpidité de l'eau et est modérément vis- queuse,et après qu'une laque a été formée à la manière définie, cette laque possède également la limpidité de l'eau.
Il peut toutefois se produire qu'en formant la solution des produits de condensation, il se forme également des substances insolubles ou flottantes, obscurcissant le liquide. Lorsque semblable solution n'est pas claire et et de la limpidité de l'eau, elle peut être rendue claire en filtrant la liqueur et sépaBant ainsi les substances qui l'obscurcissent. En certains cas, du fer est présent comme impureté dans les substances flottantes, et ce fer est ordinairement séparé lors de la filtration. Si le fer n'est pas éliminé avant le mélange avec l'acide salicylique, la la- que peut prendre une teinte légèrement rougeâtre.
Au lieu de préparer préalablement un produit de condensa- tion de l'urée et d'y incorporer ensuite une substance chimique accroissant la résistance, tel que de l'acide salicylique, il est possible de mélanger l'urée, la for- maldéhyde et l'agent accroissant la résistance chimique et de provoquer alors la condensation.
On pourra,par exemple, procéder comme suit:
On dissout un gramme d'urée dans 5 cc d'une solution
<Desc/Clms Page number 11>
de formaldéhyde à 40% et l'on y incorpore 15 grs. d'acide salicylique. L'acide salicylique peut préalablement être mélangé à une solution à 20% d'alcool pour faciliter l'incorporation.
Aprèsévaporation des 48% des substances volatiles ( éventuellement sous pression), le produit intermédiaire, chaud, est clair, bien qu'il puisse posséder une teinte rougeâtre résultant des impuretés de fer provenant de la formaldéhyde et de l'urée.
Lorsque cette solution est refroidie, il se forme un précipité blanc de gomme, mais, lorsqu'une certaine portion de la solution chaude est mélangée avec de l'alcool dénaturé et de l'alcool butylique, il ne se produit aucune formation de substance solide durant le refroidissement. En ajoutant 55 de lactate d'éthyle, il se forme une laque qui sèche sans former de bulles, en donnant, après cuisson, une pellicule qui supporte très bien l'essai au soufre mentionné précédemment.
Les proportions des substances employées dans la forma- tion des produits solubles de condensation d'urée peuvent va- rier dans des limites très étendues; de même les proportions des substances qui forment la laque peuvent varier dans des limites très étendues. En formant le produit de condensation de l'urée, il n'est pas désirable d'employer beaucoup moins que cinq parties de la solution de formaldéhyde pour une partie de l'urée. Apparamm ent toutefois, la proportion de formaldéhyde peut être considérablement augmentée, sans grand détriment pour le procédé.
Tout accroissement considérable de la proportion de formaldéhyde se traduit toutefois par l'introduction d'eau supplémentaire dans la solution du produit de conden- sation, et, ainsi qu'on 1' a mentionné, cette eau supplémen- taire n'est pas désirable car elle peut nécessiter un sup- plément d'évaporation.
<Desc/Clms Page number 12>
Diverses combinaisons de dissolvants peuvent être em- ployées dans la laque.
Par exemple, on peut employer de l'eau (présente dans la solution des produits de condensation de l'urée) et un dis- solvant organique quelconque, ou un mélange de dissolvants organiques, tels de l'alcool propylique normal, de l'alcool iso-propylique, de l'acétone, de l'éther éthylène-glycol- mondéthylique, de l'alcool isobutylique, du benzène, de l'acétate de butyle, etc.. De l'alcool dénaturé peutfaire partie d'une combinaison appropriée de dissolvants, lorsque la substance dénaturant l'alcool est telle qu'elle n'influence pas défavorablement le résultat. Les substances dénaturantes autorisées pour les laques à la nitro-cellulose ne semblent pas affecter défavorablement le résultat. Certaines substan- ces dénaturantes, tel le chlorure de zinc, l'acide sulfuri- que, etc.. affectent défavorablement le produit.
La table ci-après indique los points d'ébullition et les tensions superficielles approximatives, en dynes par cen- timètre, de la solution du produit de condensation de l'urée, indiquée dans le premier exemple précédent, des dissolvants organiques de la laque de l'exemple mentionné, de l'eau , et de la laque produite en conformité avec le premier exem- ple donné.
EMI12.1
<tb> substance <SEP> Point <SEP> Température
<tb> d'ébullition <SEP> voisine <SEP> de <SEP> 22
<tb> tension <SEP> superficielle
<tb> en <SEP> dynes <SEP> par <SEP> centimtre.
<tb>
<tb> solution <SEP> des <SEP> produits
<tb> de <SEP> condensation <SEP> de
<tb> l'urée <SEP> 100 C <SEP> 50,4
<tb> alcool <SEP> dénaturé <SEP> (éthylique) <SEP> 78 C <SEP> 21,7
<tb> alcool <SEP> N-Butylique <SEP> 118 C <SEP> 22,4
<tb> Lactate <SEP> d'thyle <SEP> 154 0 <SEP> 27,8
<tb> eau <SEP> 100 C <SEP> 72,2
<tb> laque <SEP> ---- <SEP> 27,4
<tb>
On notera dans cette table que l'eau possède la tension superficielle la plus élevée et les alcools les tensions superficielles les moins élevées.
Pour obtenir un
<Desc/Clms Page number 13>
épandage convenable de la laque et réduire la tendance de la pellicule de se rassembler au séchage, il est néces- saire que la solution possède une tension superficielle réduite. Les tensions superficielles de l'alcool dénaturé, de l'alcool butylique et du lactate d'éthyle sont toutes relativement faibles ,tandis que leurs points d'ébullition sont respectivement de 78 C, 118 C, et 154 C, de sorte qu'à tout les stades de l'opération de séchage il reste en présence une substance à faible tension superficielle.
L'alcool dénaturé peut être désigné oomme "substance à bas point d'ébullition"; l'alcool butylique comme "substance à point d'ébullition moyen" et le lactate d'éthyle comme "substanse à point d'ébullition élevé",
En outre des caractéristiques désirables de tension au. perficielle de l'alcool dénaturé, de l'alcool butylique et du lactate d'éthyle, leur présence est nécessaire pour dissoudre l'avide salicylique qui est pratiquement inso- luble dans leau.
Ci-dessous on a indiqué un autre exemple de composition de laque produite à la manière décrite en premier lieu dans le présent mémoire, mais en utilisant des dissolvants or- ganiques de substitution. solution des produits de condensa- 81 cc tion de l'urée alcool isopropylique 33 cc alcool propylique normal 33 cc ether ethylène glycol-monoéthylique 33 oc acide salicylique 3 grs.
La laque définie ci-dessus donne de très bons résultats; les points d'ébullition et les tensions superficielles des dissolvants organiques sont mentionnés dans la.table ci- après:
<Desc/Clms Page number 14>
EMI14.1
<tb> Substance <SEP> Point <SEP> Tension <SEP> superficielle
<tb> d'ébullition <SEP> en <SEP> dynes <SEP> par <SEP> centimètre
<tb> =------------------------------- <SEP> 22 C <SEP> environ
<tb>
<tb> alcool <SEP> isopropylique <SEP> 82 C <SEP> SI.00
<tb> alcool <SEP> propylique <SEP> normal <SEP> 97 C <SEP> 23.00
<tb> Ether <SEP> ethyléne-glycolmonoéthylique <SEP> 135 C <SEP> 23,
50
<tb>
L'expérience indique qu'il est désirable d'avoir en présence des dissolvants organiques possédant différents points d'ébullition et des tensions superficielles faibles (plus rapprochées de la tension superficielle de l'alcool éthylique que de celle de l'eau).
L'acide salicylique dont il a été précédemment question, est le produit commercial ordinaire, c'est à dire de l' acide ortho-hydroxy-benzoique. Les acides hydroxy- benzoiques méta et para peuvent être employés avec de bons résultats, mais l'acide ortho est moins coûteux 9t peut s'obtenir facilement . Toutefois', lorsque de l'aoi- de méta ou de l'acide para est employé, la couleur rouge- tre résultant de la présence d'impuretés de fer dans le produit de condensation de l'urée n'apparaît pas.
En remplacement de l'acide salicylique, on peut employer plusieurs corps de substitution, toutefois, les meilleurs résultats sont obtenus en employant l'acide salicylique. Tous les composés que l'expérience indique pouvoir être employés, avec des résultats plus ou moins bons, comme agents accrois- sant la résistance chimique du produit, peuvent être classés comme acides organiques ou leurs dérivés qui n'agissent pas principalement comme catalyseurs mais qui sont combinés, en proportions importantes, dans le nouveau composé comme agents accroissant la résistance chimique.
Dans la classification générale indiquée, certains acides phénoliques et certains de leurs dérivés se sont démontrés les meilleurs pour le but considéré. Le phénol ne convient toutefois pas.
Les acides phénoliques et leurs dérivés mentionnés .
<Desc/Clms Page number 15>
ci-après, peuvent être cités comme exemples -- acide salicy- lique, salicylate d'ammonium, aside salicylique-aoétyle, acide gallique, salicylate de strontium, salicylamide, salicylate de magnésium, et acides hydroyx-naphtoique --.
Dans cette liste, les acides hydroxy-benzoiques sont à préférer, et les quatre dernières substances mentionnées ne se sont démontré que modérement bonnes, les résultats les moins favorables étant obtenus lors de l'emploi de salisya- to de magnésium.
Un second groupe de produits comprend les acides aroma- tiques non phénoliques dont on peut mentionner les exemples ci-après -- acide benzoique, acide phtalique, et acide anthranilique. Ces substances se sont démontré modérement bonnes, comparativement à l'acide salicylique.
Comme trotsième groupe de substances, on peut mention- ner : l'acide aliphatique bi-basique, dont des exemples sont l'acide succimique et l'acide oxalique. Ces substances conviennent bien moins que l'acide salicylique, mais accroissent toutefois appréoiablement la résistance chimique du produit de condensation de l'urée lorsqu'elles sont. combinées à ce dernier.
En d'autres termes, on peut former une pellicule de ré- sistance bien plus élevée, d'une laque contenant un de ces agents; que celle obtenue à l'aide des seuls produits de condensation de l'urée.
Parmi les constituants d'un dissolvant comprenant plusieurs sôlvants organiques, le lactate d'éthyle possède un point d'ébullition élevé et une tension superficielle faible;
EMI15.1
l'éther éthyléne-glycollkmonoéthylique correspond le plus en cela avec le lactate d'éthyle. Ses solvants ont tendance à demeurer dans la pellicule et à maintenir sa continuité jusqu'à ce que le durcissement approche de son point final. Toute autre substance appropriée peut être utilisée comme produit de substitution. On peut indiquer que les deux dissolvants dont il vient d'être question sont olubles
<Desc/Clms Page number 16>
dans l'alcool et dans l'eau.
Ainsi qu'il a éte indiqué , on peut modifier les proportions dans lesquelles les substances sont employées.
La proportion d'acide salicylique par rapport à l'urée est de préférence comprise entre 15 et 20% de la quantité d'urée employée dans la formation du produit de condensation .
Dans le premier exemple indiqué, l'acide salicylique représente les 30% de la quantité d'urée entrant dans le produit de condensation et cette proportion représente un minimum préféré, tandis que la/portion de 15 % peut être considérée comme un minimum en dessous duquel on ne peut descendre sans réduire l'efficacité de la substance jusqu'à un point où son emploi ne procurera que peu de bénéfice.
En cas d'emploi de dérivés de l'urée, ou de thiourée, ou autres substances, la proportion convenable d'agent accroissant la résistance chimique, à y combiner, peut être déterminée par expérience, et, lorsqu'on faitusage d'un produit de substitution de l'acide salicylique, les propor- tions seront modifiées suivant le cas considéré et en concordance avec les résultats à, obtenir.
Ainsi qu'il a été indiqué, il semble probable que les dissolvants n'entrent pas en combinaison chimique avec les substances solides, mais sont évaporés au cours des opérations de séchage et de cuisson.
La nature des dissolvants et des combinaisons de dissol- vants n'influence pas le caractère de la pellicule, en raison de leurs propriétés de maintenir des solutions col- loidales uniformes des substances so lides pendant le séchage. Ceci constitue une relation de chimie-physique, et la miscibilité ainsi que la solubilité des dissolvants relativement entre eux, de même que les tendions superfi- cielles et les points d'ébullition constituent des facteurs importante liés à la formation de la pellicule. Si une quantité d'eau, supérieure à 505 est présente dans l'en-
<Desc/Clms Page number 17>
semble du dissolvant, et en supposant que la laque coûtant environ 20% de substances solides, on y constate une tendance à la séparation colloïdale et à la formation de deux cou- ches.
De préférence, la proportion d'eau sera d'environ 25%, ou moins; toutefois il convient de ne pas employer moins de 155 d' eau.
Divers autres ingrédients ou substances peuvent être introduits dans la nouvelle composition de matières décrite.
Par exemple, on peut incorporer à la laque un faible pourcen- tage d'huile de ricin, qui sert d'élément plastique,en rendant la pellicule plus flexible et plus tenace, aidant en outre à assurer la continuité et à accroître l'imperméa- bilité aux liquides.
Comme exemple d'une laque contenant de l'huile de ricin, et ayant donné de bons résultats, on peut mention- ner la suivante:
EMI17.1
<tb> solution <SEP> de <SEP> produits <SEP> de <SEP> condensation
<tb> d'urée <SEP> (décrite <SEP> en <SEP> premier <SEP> lieu) <SEP> 81 <SEP> cc
<tb> alcool <SEP> dénaturé <SEP> 50 <SEP> cc
<tb> alcool <SEP> butylique <SEP> 41 <SEP> cc
<tb> lactate <SEP> d'éthyle <SEP> 7 <SEP> cc
<tb> huile <SEP> de <SEP> ricin <SEP> 1 <SEP> ce
<tb> acide <SEP> salicylique <SEP> 3,5 <SEP> grs.
<tb>
Dans cette laque, l'huile de ricin présent représente une proportion d'environ 2,5 % des substances solides. Cette pro- portion correspond sensiblement à la quantité maximum d'huile de ricin entrant en solution.
D'autres ingrédients,agissant plus ou moins comme agents plastiques, peuvent être substitués à l'huile de ricin, comme par exemple l'acide oléique, du mastio, des résines naturelles, ets..
Les substances telles que le phosphate tri-orésylique, le phtalate-di-butylique et le stéarate de butyle ne se sont pas démontré avantageux dans la laque.
D'autre part, l'emploi de gommes naturelles, tel le mastic, en proportions modérées, est avantageux.
Dans les exemples mentionnés précédemment, l'emploi de 1 gramme d'urée pour 5 cc de solution de formaldéhyde à
<Desc/Clms Page number 18>
405 représente; une proportion moléculaire d'environ 1 à 4.
Le composé perfectionné peut être employé comme substance plastique, par un processus approprié. Par exemple, la laque peut être mélangée à des matières de charge appropriées, telles la pulpe de bois, l'amiante, le coton,etc. des pigments étant ajoutés si on le désire.
La matière préparée de cette manière peut être moulée dans une presse chauffée.
Si on le désire, les dissolvants peuvent être évaporés dans une large mesure, de préférence à des températures relativement peu élevées, éventuellement dans le vide, avant que la masse ne soit soumise à l'opé- ration de moulage.
Une autre méthode consiste a tout d'abord séparer les dissolvants des produits de condensation d'urée - formaldéhyde, solubles, par toute méthode connue ou appropriée; à mélanger avec les produits séchés la proportion convenable d'acide salicylique, ou son équivalent; à incorporer en mélange des charges et des pigments, si on le désire, et à mouler dans une presse chauffée.
De préférence, l'opération de moulage s'effectuera à une température de 135 C environ, ou à une température supérieure, et sous forte pression, telle une pression de 140 à 150 Kospar cm.L'opération de moulage se poursuit jusqu'au moment où le produit est dur, prati- quement insoluble, et très inerte.
Si on le désire, le moule peut être refroidi avant d'en retirer le produit*
Bien que la proportion moléculaire employée dans la formation du produit de condensation soluble, urée-formal- déhyde, soit de préférence 1 à 4, des essais indiquent dans que ces composés sont finalement en présence /. le produit
<Desc/Clms Page number 19>
résultant dans la proportion d'environ 1 à 2, et, ainsi qu'il a été indiqué plus haut, lorsque la com- binaison avec l'acide salicylique est réalisée, des com- posés complexes sont très probablement formés entre l'acide salicylique et les produits de condensation de l'urée-formaldéhyde.
Dans la ,formation d'un produit plastique transpa- rent, le produit de condensation soluble d'urée-formal- déhyde mentionné plus haut peut avoir été débarrassé des dissolvants, par exemple par évaporation dans le vide; la substance solide sèche est alors broyée et peut être mécaniquement mélangée avec de l'acide salicylique sec. Ces produits peuvent alors être combinés à l'aide de chaleur et de pression. Le produit résultant peut être laminé en plaques, feuilles, carreaux, à l'aide de rouleaux chauffés.
On obtient ainsi un bloc ou feuille de teinte claire et transparent permettant la transmission de rayons violets et ultra violets, propreaà être utilisés dans les solariums, ou les chambres conditionnées pour leur emploi.
Si on le désire, d'autres matières appropriées peuvent être incorporées à la substance plastique.
'Le composé perfectionné peut être employé pour imprégner des feuilles ou planches de matières fibreuses, des véhéments, des tissus de papier, etc.; et les articles imprégnés peuvent être consolidés par transformation en produit laminé. Par exemple on peut imprégner des tissus'à vêtements, des tissus de papier, et l'équivalent, à l'aide de la laque,'les sécher et les consolider ensuite dans une presse fortement chauffée, sous forte pression.
Lorsqu'une résistance très élevée aux dissolvants n'est pas une condition primordiale, on peut ajouter une quantité supplémentaire d'urée dans la laque ou dans le composé conte- nant del'acidessalicylique, et le(mélange résultant peut être
<Desc/Clms Page number 20>
employé sous forme plastique ou comme laque.
Il est possible d'employer l'acide salicylique en proportions beaucoup plus importantes qu'il n'a été indiqué dans les ex. emples donnés précédemment. La résistance de la laque,pau exemple, semble croitre ,pour les fumées de soufre, avec le pourcentage en acide salicylique,maie toutefois pas dans la même proportion.
Oomme exemple de laque contenant une propor tion plus importante d'acide salicyli que que celle indiquée pré- oédemment, et qui possède également une résistance plus éle= vée à l'action des dissolvants, on peut citer la suivante:
EMI20.1
<tb> produite <SEP> de <SEP> condensation
<tb>
<tb> urée=formaldéhyde, <SEP> solubles <SEP>
<tb>
<tb> (comme <SEP> indiqué <SEP> précédemment) <SEP> ..................... <SEP> 81 <SEP> cc
<tb>
<tb> Alcool <SEP> dénaturé <SEP> ....................... <SEP> 60 <SEP> ce <SEP>
<tb>
<tb> Alcool <SEP> butylique <SEP> ................... <SEP> 42 <SEP> cc
<tb>
<tb> Lactate <SEP> d'ethyle <SEP> ....................... <SEP> 7 <SEP> cc
<tb>
<tb> Acide <SEP> saliclique <SEP> ....,................... <SEP> 20 <SEP> grs.
<tb>
Les dissolvants analogues aux alcools, ainsi que les agents de dilution propres à être employés dans la laque peu; vent comprendre des ethers, des alcools, des cétones,des es tersa Les dissolvants peuvent également comprendre du pétrole, et des hydrocarbures du goudrob de houille, des terpènes, des chlorures hydrocarbonés, et des mélanges physiques ou chimiques appropriés de ces dissolvants.
Dans le but de modifier le résultat, diverses matières et divers composés peuvent être incorporés dans le composé d'u- rée-fomaldéhyde-acide salicylique. On peut,par exemple,confec. tionner un mélange du composé d'urée-formaldéhyde-acide sali- cylique et d'un produit de condensation phénolique, et le composé résultant peut être durci avec application de chaleur et de pression.
On a déterminé que la pellicule formée de la laque décri= te en premier lieu se carbonise à une température d'environ 200 C et, dans le durcissement de la pellicule formée de cette laque, il est désirable d'employer une température mini- mum de 120 0.
La matière solide (plastique, ou solide) produite ainsi qu'il a été décrit peut être sciée, tournée, ou perforée, lors=
<Desc/Clms Page number 21>
qu'elle est convenablement établie dans ces buts.
On a constaté que, dans différents buts, la laque per= fectionnée peut avantageusement être mélangée à d'autres la- ques ou à d'autres matières. par exemple, on peut, avec succès composer la laque décrite avec une laque de cellulose dans différentes proportions. A titré d'exemple, 60% d'une laque de fulmiscoton peut être associée à 40% de la nouvelle laque décrite plus haut. D'autre part, on peut confectionner des laques composées de quantités aussi réduites que 8% de laque de fulmi-ooton. La composition peut avantageusement être réa- lisée en mélangeant ensemble une laque de fulmi-coton complète et une laque complète comprenant l'urée-formaldéhyde=acide sa- licylique.
Comme laque de mélange type on peut indiquer une laque con- tenant une partie de la laque perfectionnée décrite plus haut et deux parties d'une laque de cellulose, telle la laque sui= vante:
EMI21.1
<tb> Laque <SEP> de <SEP> celluloses
<tb>
<tb> 258 <SEP> grs <SEP> de <SEP> fulmi=coton <SEP> dans <SEP> l'acétate
<tb> de <SEP> buffle <SEP> ......... <SEP> 59 <SEP> lit
<tb> 860 <SEP> grs <SEP> de <SEP> fulmi <SEP> coton <SEP> dans <SEP> l'acétate
<tb> de <SEP> butyle <SEP> ..... <SEP> 6,8 <SEP> lit
<tb> Acétate <SEP> de <SEP> butyle <SEP> .................,....,.. <SEP> 34 <SEP> lit
<tb> Alcool <SEP> butylique <SEP> ....,..................., <SEP> 32 <SEP> lit
<tb> Alcool <SEP> dénaturé <SEP> ........................ <SEP> 29,5 <SEP> lit
<tb> Benzol <SEP> ........................
<SEP> 41 <SEP> lit
<tb> Solution <SEP> de <SEP> gomme <SEP> laque
<tb>
EMI21.2
(2, 6K B par 4,5 lit d'aloool).....;,,<,,;; 16 lit
EMI21.3
<tb> Mastic <SEP> (1,36 <SEP> K s <SEP> dans <SEP> 4,5 <SEP> litres
<tb>
<tb>
<tb> ( <SEP> d'égales <SEP> parties <SEP> de
<tb>
<tb>
<tb> ( <SEP> acétate <SEP> de <SEP> butyle <SEP> et
<tb>
<tb>
<tb> ( <SEP> alcool <SEP> dénaturé <SEP> ........... <SEP> 9.1 <SEP> lit.
<tb>
La laque composée qui vient d'être déorite, et dont fait partie la laque de fulmsi-coton,peut avantageusement être appli= quée par projection ou par trempage. Elle durci au touoher, à la température d'appartement, dans l'espace d'environ vingt minutes, mais afin qu'elle puisse résister aux vapeurs de soufre et d'alcool, l'objet laqué sera de préférence soumis à cuisson, à une température appropriée, telle 135 C, pen- dant vingt minuter environ.
Les matières solides contenues dans la laque que l'on vient
<Desc/Clms Page number 22>
EMI22.1
<tb> de <SEP> décrire <SEP> sont:
<tb>
EMI22.2
Fulmi-coton ......................... 65 grs / 4,6 lit Gomme laque ........................ 68 grs / 4,6 lit Mastic ........................ 25,5 grs 4,5 lit
EMI22.3
<tb> Résine <SEP> de <SEP> urée.formaldéhyde
<tb> acide <SEP> salicylique <SEP> 275 <SEP> grs <SEP> / <SEP> ,5 <SEP> lit.
<tb>
La présence de gommes, gomme laque et du mastic est désirable, mais n'est pas absolument nécessaire.
On a constaté que le complexe urée=formaldéhyde=acide sa- licylique antérieurement décrit en premiir lieu peut être composé avec des émaux du commerce. En réalisant cette composition, il convient xxx dans certains cas de préparer premièrement une laque composée spéciale, telle la laque suivante! Laque composée ? 1
EMI22.4
<tb> Laque <SEP> décrite <SEP> en <SEP> premier <SEP> lieu................ <SEP> 137 <SEP> lit
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> Laotate <SEP> d'éthyle <SEP> ................ <SEP> 46,5 <SEP> lit
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> 285 <SEP> grs <SEP> de <SEP> fulmi-coton <SEP> dans
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> éther <SEP> éthylène <SEP> glycol <SEP> monoéthylique <SEP> ......,. <SEP> 45,5 <SEP> lit
<tb>
Laque composée N 2
EMI22.5
<tb> Laque <SEP> décrite <SEP> en <SEP> premier <SEP> lieu <SEP> .............
<SEP> 114 <SEP> lit
<tb>
<tb> Laotate <SEP> d'éthyle <SEP> .............. <SEP> 45,5 <SEP> lit
<tb>
<tb> Alcool <SEP> dénaturé <SEP> ........ <SEP> 23 <SEP> lit
<tb>
<tb> 285 <SEP> grs <SEP> de <SEP> fulmi-coton <SEP> dans
<tb>
<tb> acétate <SEP> de <SEP> butyle <SEP> .............. <SEP> 45,5 <SEP> lit
<tb>
En composant la laque avec les laques du commerce, == laques provenent par exemple des firmes Dupont Company, O.Zapon CY, Essex Varnish Oompany, Van Schaack Chamical Bros, il oonvient de mélanger 1 a 2 parties de la laque composée avec une partie de l'émail.
Les émaux du commerce mentionnés contiennent nor- malement environ 2 parties de fulmi-ooton pour une partie de gomme naturelle, ainsi que des pigments solides et, si on le désire une teinture ou une matière colorante. Le fulmi=coton communique à la solution un degré de viscosité élevé qui em- pêche le départ des pigments. Les dissolvante employés pour confectionner les émaux sont analogues à ceux mentionnés pré- cédemment comme semblables aux alcools,mais, en général, pré= sentant des points d'ébullition de l'ordre des points d'ébulli- tion élevés pour déterminer un séchage plus lent.
Ces émaux- laques contiennent également des agents plastiques, tels que le stéarate de butyle, le tartrate de butyle ,l'huile de ricin,
<Desc/Clms Page number 23>
huile de bois de Ohine, phthalate di-butyle, phosphate tri-cré- sylique et phosphate tri-phenyl. La combinaison ou le mélange de laque=émail fulmi-coton-gomme et d'une laque composée, telle que décrite, donne une pellicule plus lustrée, de plue grande dureté,adhérent mieux au métal et présentant une résistance plus grande à l'alcool et à l'eau que les laques=émaux ordi- naires. La cuisson à haute température libère apparamment la pellicule de toute odeur. Ces mélanges peuvent également être utilisés dans la formation de corps plastiques.
La laque spéciale composée, décrite plus haut,contient, outre la laque d'urée-formaldéhyde-acide salicylique, une cer= taine quantité de fulmi=coton et de dissolvants. Si cette la- que était ajoutée seule à la laque=émail elle pourrait déter- miner la coagulation de certains des pigments.
On a constaté que des gommes naturelles peuvent être com- posées avec les laques d'urée-formaldéhyde-acide salicylique.
Les gommes sont dissoutes en premier lieu dans un dissolvant,; ce dissolvant peut varier pour les différentes gommes. L'al- cool dénaturé convient pour la gomme laque, et un mélange d'alcool dénaturé et d'acétate de butyle convient pour le mastic. Le mastic constitue une gomme plastique et sert à ren- dre plus plastique la laque décrite plus haut. Comme exemple de xxxxx proportions convenables, on peut indiquer 4 par- ties de la laque décrite en premier lieu et une partie de so- lution de mastic. La solution de mastic contient 1000 grs envi= ron de mastic pour 4,5 litres environ de solution.
Parmi les gommes naturelles susceptibles d'être employées, on peut citer les gommes suivantes) Kauri,Oopal, Sandarac, Guaiao,Dammar,, Oamphre., Zanzibar,Elemi, résine et gomme ester.
En remplacement des urées, on peut employer d'autres com- posés amino-cabone formant des résines. Ces substances peu= vent être définies comme des substances dans lesquelles un certain nombre d'atomes d'azote sont liés à une atome de car- bone, un au moins des atomes d'azote étant un atome amino-azo- te. Apparamment, les atomes d'oxygène et de soufre qui carac- /il
<Desc/Clms Page number 24>
térisent l'urée et la thiourée ne sont pas des facteurs essentiels de la réaction.
On peut introduire par exemple des pigments appro- priés, des matières colorantes organiques,..etc., dans la laque claire décrite en premier lieu, de manière que la pellicule produite ait une coloration quelconque voulue.
. Si on le désire, on peut introduire des matières desti- nées à épaissir la laque et qui aident à maintenir les pig- ments en solution colloïdale. De même, si on le désire également, des matières finement broyées, destinées à donner du corps et, ou, à réduire le prix de revient, peuvent être incorporéesé la laque. De fécon analogue, pareilles substances peuvent être introduites dans le composé plastique ou destiné au moulage. Ce dernier composé peut être confectionné sous forme, très divisée pour la facilité du remplissage des moules. On peut incorporer également à ces nouveaux composés des cires ajoutées en faibles proportions, lesquelles peuvent être particulière- ment avantageuses dans les composés de moulage, car olles ont tendance à faciliter le démoulage et communiquent aux objets un beau fini.
L'emploi d'huile de ricin est particulièrement avanta- geux; dans les émaux et les laques il sert à un but très utile. Dans beaucoup de cas il convient d'accroitre apprécia- blement son pourcentage.
REVENDICATIONS
EMI24.1
?;lia;; *.,,. *. ,, ;,,y;, , ,, , ;-, ;j ;,, * ,, * .*,<. ,,,j ;,, ,; ,.
( 1. Une composition comprenant un produit de condensation ( d'un compose possédant plusieurs atomes d'azote liés à un ato- Résumé ( me de carbone, un des dite atomes au moins 'tant un atome ( amino-a.zotp, et un compose du genre défini accroissant la.
( résistance chimique de la composition.
**ATTENTION** fin du champ DESC peut contenir debut de CLMS **.