PROCEDE DE FABRICATION D'UNE DISPERSION AQUEUSE DE POLYETHYLENE OU.
D'UN COMPOSE PDLYMERISE OU POLYCONDENSE, DE POIDS: MOLECULAIRE ELEVE.
On a proposé à maintes reprises l'utilisation de polyéthylènes. de poids moléculaire élevé comme pellicule ou recouvrement par suite de la stabilité élevée du polyéthylène vis-à-vis des composés organiques et inorganiqueso On a déjà proposé également dans ce but de disperser très finement
du polyéthylène et d'utiliser cette dispersion pour préparer des pellicules ou des recouvrements. Dans ce but, on a pulvérisé du polyéthylène et on l'a mélangé par une agitation violente avec de l'eau et un agent émulsionnant,
de manière à obtenir une masse pâteuse employée ensuite pour préparer les . pellicules où les recouvrements désirés. Les pellicules ou recouvrements ainsi obtenus ne-présentent toutefois pas les avantages attendus. En particulier, il s'en faut de beaucoup qu'ils aient la-fable perméabilité à la vapeur d'eau que l'on doit attendre de pellicules ou de recouvrements en polyéthylène.
Un but de l'invention est de préparer des pellicules ou des revêtements de polyéthylène fortement améliorés et possédant en particulier une imperméabilité considérablement accrue pour la vapeur d'eau comparativement aux pellicules et aux recouvrements qui ont été obtenus jusqu'à présent à partir de dispersion de polyéthylène.
L'invention repose sur l'idée de produire une dispersion aqueuse de polyéthylène sans utiliser un agent émulsionnant qui reste dans la pellicule ou le recouvrement de polyéthylène final. Conformément à l'invention, une dispersion aqueuse de polyéthylène est obtenue en agitant de la poudre
de polyéthylène avec de l'eau avec addition d'un composé organique qui
soit miscible avec l'eau, mais qui ne puisse se mélanger ni réagir avec le polyéthylène et que l'on peut chasser de la dispersion par évaporation à
une température inférieure à 200[deg.]C. Des composés convenant dans ce but
sont par exemple : les alcools monovalents miscibles avec l'eau, en outre les composés aliphatiques cycliques et hétérocycliques des composés suivants, pour autant qu'ils soient miscibles avec l'eau et que leur point d'ébullition soit inférieur à 200[deg.]C. :
les alcools polyvalents,
les alcools halogènes ou aminés,
les cétones
les acides organiques et leurs esters,
les éthers,
les amines.
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au-dessous de 200[deg.]C, de même qu'une solution aqueuse ammoniacale alcaline
à diverses concentrations conviennent également.
Par polyéthylène de poids moléculaire élevé, on entend un polyéthylène dont le poids moléculaire dépasse 4000[deg.]. On envisage particulièrement le polyéthylène dont le poids moléculaire dépasse 10.000. La grosseur de grain de la poudre de polyéthylène est de préférence inférieure à ce qui correspond au standard allemand DIN 60 et peut de préférence se trouver aux environs de ce qui'correspond au standard allemand DIN 100.
Le rapport entre la poudre de polyéthylène et l'eau est compris entre 1-: 3 et 1 : 5. Lorsque la pâte est terminée, elle peut encore être diluée avec de l'eau jusqu'à ce que celle-ci soit rendue pulvérisable. Cette dilution est d'autant plus facilement possible que la grosseur de grain
du polyéthylène est plus petite. Pourra préparation de pellicules ou de revêtements sur des corps solides, la dispersion peut être appliquée d'une manière appropriée, par exemple : application à la spatule, étalement, immersion ou pulvérisation. Pour éviter que la pâte en train de sécher ne s'écoule de- la surface, on peut la mélanger avec des charges inorganiques telles qu'un gel d'alumine inerte ou un mica gonflé. Ces substances possèdent un pouvoir de renforcement de la couche et augmentent sa.capacité d'adhérence sur les surfaces métalliques.
Lorsque la dispersion a été appliquée, elle est portée de façon connue en soi à une température qui dépasse la température de fusion du polyéthylène. Cette température est choisie de telle sorte que le composé organique ajouté pour effectuer la dispersion soit éliminé. A cette température les grains de polyéthylène fondent ou s'agglomèrent pour donner une couche homogène, tandis que l'eau contenue dans la dispersion et le composé organique qu'elle contient, s'évaporent. Par ce procédé, il reste finalement une couche de polyéthylène pur qui possède toutes les propriétés précieuses du polyéthylène.
Quelques exemples du procédé sont donnés ci-après
1. - On mélange 700 parties d'eau avec 25 parties d'éthanol et
25 parties de propylamine. Ensuite, on introduit dans un malaxeur 250 parties de poudre de polyéthylène ayant une grosseur de grain inférieure à ce qui correspond au standard allemand DIN 100 (0,06 mm de largeur de maille du tamis d'essai). -On ajoute lentement le mélange eau-éthanol-propylamine tout
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se forme une pâte stable que l'on amène facilement par dilution avec de l'eau à la consistance voulue pour l'emploi.
2. - On prépare un mélange de 600 parties d'eau, 30 parties de
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peu à peu tout en agitant 325 parties d'une poudre de polyéthylène, de.grosseur de grain aussi petite que possible, jusqu'à obtention d'une pâte épaisse. Celle-ci peut être diluée en ajoutant simplement de l'eau avec agitation comme dans l'exemple 1.
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tinu simultanément d'une part 200 parties de poudre de polyéthylène de grosseur de grain inférieure à ce qui correspond au standard allemand DIN-80 (0,075 mm de largeur de maille du tamis d'essai) et d'autre part un mélange de 755 parties d'eau, 51 parties d'alcool chloropropylique et 30 parties d'acétate d'éthyle. La pâte obtenue sort ensuite de l'appareil d'une manière continuée
4. - On prend 1000 gr de poudre de polyéthylène (poids moléculaire supérieur à 14.000)-de grosseur de grain inférieure à ce qui correspond
au standard allemand DIN 60 au tamis d'essai DIN 1171, 2200 g d'eau, 200 g d'éthylène glycol et 15 g de Tixoton (gel d'alumine inerte). On les mélange dans un malaxeur planétaire ordinaire avec une vitesse de rotation qui
n'est pas trop grande, jusqu'à obtention d'une pâte consistante. Il est avantageux de laisser reposer le produit ainsi obtenu pendant plusieurs heures, afin de permettre au processus de mouillage de s'effectuer complètement. Si l'on veut par exemple traiter un fût en fer avec cette pâte, on
la dilue immédiatement avant de commencer le travail avec autant d'eau qu'il est nécessaire pour obtenir un produit se prêtant bien au travail au pistolet à peinture normal. La couche appliquée adhère bien au métal à l'état
sec et ne retombe pas. Un simple chauffage suffit pour obtenir une couche homogène très brillante de polyéthylène pur. La couche est vitreuse et a l'aspect d'un émail lorsqu'on la trempe à l'eau directement après le traitement thermique.
Alors que la poudre de polyéthylène ordinaire a la propriété de
ne pas former de dispersion avec l'eau seule, même en agitant le plus fort possible, on peut préparer une poudre qui donne, sans plus, une dispersion avec de l'eau, par séchage de la dispersion obtenue suivant le procédé décrit ci-dessus A cet effet, on peut, à une température d'environ 100[deg.]C ou dépassant légèrement 100[deg.]C et en cas d'application du vide à des températures correspondantes plus basses, enlever l'eau contenue dans la dispersion aqueuse préparée suivant le procédé décrit ci-dessus, de manière à obtenir une poudre sèche. Bien que lors de l'évaporation de l'eau une partie très importante au moins du composé organique utilisé comme agent de dispersion suivant le procédé décrit ci-dessus soit éliminée, la poudre conserve néanmoins la propriété de pouvoir à tout moment, sans plus, être agitée avec de l'eau pour former une dispersion.
Le procédé s'applique non seulement au polyéthylène mais aussi
à d'autres composés polymérisés ou polycondensés de poids moléculaire élevéa
Comme composés à ajouter au mélange, on peut utiliser les substances désignées ci-dessus, c'est-à-dire des composés d'alcools polyvalents, des composés aliphatiques, cycliques et hétérocycliques des groupes de composés suivants : alcools polyvalents, alcools halogénés, alcools aminés, cétones, éthers, amines et acides organiques ainsi que leurs esters et les composés
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Ces substances seront désignées ci-après par l'expression !'agent de mélange!!.
Exemple 1.
250 parties de poudre de polyacrylonitrile de poids moléculaire supérieur à 45.000 sont mélangées lentement en agitant constamment à 700 par-
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pylamine. Il se forme déjà après quelques minutes une émulsion stable que l'on peut amener à un degré approprié de dilution par une addition supplémentaire d'eau.
Exemple 2.
On ajoute peu à peu en agitant 325 parties de polytétrafluoroé-
thylène en poudre dans un mélange de 600 parties d'eau, 30 parties de- diéthylcétone et 45 parties de tétrahydrofuranne; il se forme ainsi une dispersion
stable que l'on peut diluer ensuite par addition d'eau.
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On introduit dans un mélangeur à fonctionnement continu 200 par-
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ropropylique et 30 parties d'acétate d'éthyle. Il se forme une dispersion
stable pouvant être retirée de l'appareil d'une manière continue.
Suivant le degré de dilution, ces dispersions peuvent être utilisées par exemple pour l'application au pinceau ou au pistolet. L'agent
de mélange est chassé totalement de la couche ainsi appliquée par chauffage
au-dessus du point de fusion polymerisat ou du polycondensat de sorte qu'il
se forme une pellicule exempte de tout composé étrangère
On peut aussi, comme indiqué plus haut, sécher la dispersion à
l'état de poudre. Une telle poudre a la propriété de pouvoir être dispersée
dans l'eau sans difficulté et généralement sans l'intervention ultérieure
de composés additionnels.
REVENDICATIONS.
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dition d'un composé organique qui est miscible à l'eau mais qui ne se mélange
pas ni ne réagit pas avec le polyéthylène et que l'on peut éliminer de la
dispersion par évaporation en-dessous de 200[deg.]G.
METHOD OF MANUFACTURING AN AQUEOUS DISPERSION OF POLYETHYLENE OR.
OF A PDLYMERIZED OR POLYCONDENSE COMPOUND, OF HIGH MOLECULAR WEIGHT.
The use of polyethylenes has repeatedly been proposed. of high molecular weight as a film or covering due to the high stability of polyethylene towards organic and inorganic compounds o It has already been proposed also for this purpose to disperse very finely
polyethylene and use this dispersion to prepare films or coatings. For this purpose, polyethylene was sprayed and mixed by vigorous stirring with water and an emulsifying agent,
so as to obtain a pasty mass which is then used to prepare them. dandruff where the desired recoveries. The films or coatings thus obtained do not, however, exhibit the expected advantages. In particular, they are far from having the permeability to water vapor that one would expect from polyethylene films or coatings.
An object of the invention is to prepare films or coatings of polyethylene greatly improved and having in particular a considerably increased impermeability to water vapor as compared to the films and coatings which have been obtained heretofore from dispersion. polyethylene.
The invention is based on the idea of producing an aqueous dispersion of polyethylene without the use of an emulsifying agent which remains in the final polyethylene film or coating. According to the invention, an aqueous dispersion of polyethylene is obtained by stirring the powder
of polyethylene with water with the addition of an organic compound which
is miscible with water, but which cannot mix or react with polyethylene and which can be removed from the dispersion by evaporation at
a temperature below 200 [deg.] C. Compounds suitable for this purpose
are for example: monovalent alcohols miscible with water, in addition cyclic and heterocyclic aliphatic compounds of the following compounds, provided that they are miscible with water and that their boiling point is less than 200 [deg. ]VS. :
polyvalent alcohols,
halogenated or amino alcohols,
ketones
organic acids and their esters,
ethers,
amines.
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below 200 [deg.] C, as well as an aqueous alkaline ammoniacal solution
at various concentrations are also suitable.
By high molecular weight polyethylene is meant a polyethylene whose molecular weight exceeds 4000 [deg.]. Particularly contemplated is polyethylene having a molecular weight exceeding 10,000. The grain size of the polyethylene powder is preferably less than that which corresponds to the German standard DIN 60 and may preferably be around that which corresponds to the German standard DIN 100.
The ratio of polyethylene powder to water is between 1-: 3 and 1: 5. When the paste is finished, it can be further diluted with water until it becomes sprayable. . This dilution is all the more easily possible as the grain size
polyethylene is smaller. For preparing films or coatings on solid bodies, the dispersion can be applied in a suitable manner, for example: spatula application, spreading, dipping or spraying. To prevent the drying paste from flowing off the surface, it can be mixed with inorganic fillers such as inert alumina gel or swollen mica. These substances have a reinforcing power of the layer and increase its ability to adhere to metal surfaces.
When the dispersion has been applied, it is brought in a manner known per se to a temperature which exceeds the melting point of the polyethylene. This temperature is chosen such that the organic compound added to effect the dispersion is removed. At this temperature, the polyethylene grains melt or agglomerate to give a homogeneous layer, while the water contained in the dispersion and the organic compound which it contains evaporate. By this process, there is finally a layer of pure polyethylene which has all the valuable properties of polyethylene.
Some examples of the process are given below
1. - 700 parts of water are mixed with 25 parts of ethanol and
25 parts of propylamine. Then, 250 parts of polyethylene powder having a grain size smaller than that corresponding to the German standard DIN 100 (0.06 mm mesh width of the test sieve) are introduced into a kneader. -We slowly add the water-ethanol-propylamine mixture while
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a stable paste is formed which is easily brought by dilution with water to the consistency desired for use.
2. - A mixture of 600 parts of water, 30 parts of
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little by little while stirring 325 parts of a polyethylene powder, of grain size as small as possible, until obtaining a thick paste. This can be diluted by simply adding water with stirring as in Example 1.
<EMI ID = 5.1>
tinu simultaneously on the one hand 200 parts of polyethylene powder with a grain size less than that which corresponds to the German standard DIN-80 (0.075 mm mesh width of the test sieve) and on the other hand a mixture of 755 parts water, 51 parts of chloropropyl alcohol and 30 parts of ethyl acetate. The dough obtained then leaves the apparatus in a continuous manner
4. - 1000 gr of polyethylene powder (molecular weight greater than 14,000) is taken - of grain size less than what corresponds
to German standard DIN 60 using DIN 1171 test sieve, 2200 g of water, 200 g of ethylene glycol and 15 g of Tixoton (inert alumina gel). They are mixed in an ordinary planetary mixer with a speed of rotation which
is not too large, until a consistent paste is obtained. It is advantageous to leave the product thus obtained to stand for several hours, in order to allow the wetting process to take place completely. If, for example, we want to treat an iron barrel with this paste, we
dilute it immediately before starting work with as much water as is necessary to obtain a product suitable for normal spray gun work. The applied layer adheres well to the metal as it is
dry and does not fall back. Simple heating is enough to obtain a very shiny homogeneous layer of pure polyethylene. The layer is vitreous and looks like an enamel when quenched with water directly after heat treatment.
While ordinary polyethylene powder has the property of
do not form a dispersion with water alone, even by stirring as strongly as possible, a powder can be prepared which gives, without more, a dispersion with water, by drying the dispersion obtained according to the process described above. top For this purpose, it is possible, at a temperature of about 100 [deg.] C or slightly exceeding 100 [deg.] C and in case of application of vacuum at corresponding lower temperatures, remove the water contained in the aqueous dispersion prepared according to the process described above, so as to obtain a dry powder. Although during the evaporation of the water at least a very large part of the organic compound used as a dispersing agent according to the process described above is eliminated, the powder nevertheless retains the property of being able at all times, without more, be stirred with water to form a dispersion.
The process applies not only to polyethylene but also
other high molecular weight polymerized or polycondensed compounds
As compounds to be added to the mixture, the substances designated above can be used, that is to say compounds of polyvalent alcohols, aliphatic, cyclic and heterocyclic compounds of the following groups of compounds: polyvalent alcohols, halogenated alcohols, amino alcohols, ketones, ethers, amines and organic acids as well as their esters and compounds
<EMI ID = 6.1>
These substances will be designated hereinafter by the expression! 'Mixing agent !!.
Example 1.
250 parts of polyacrylonitrile powder with a molecular weight greater than 45,000 are mixed slowly with constant stirring at 700 per-
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pylamine. A stable emulsion already forms after a few minutes which can be brought to an appropriate degree of dilution by additional addition of water.
Example 2.
325 parts of polytetrafluoroethylene are added little by little while stirring.
powdered thylene in a mixture of 600 parts of water, 30 parts of diethyl ketone and 45 parts of tetrahydrofuran; a dispersion is thus formed
stable which can then be diluted by adding water.
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200 times are introduced into a continuously operating mixer.
<EMI ID = 9.1>
ropropyl and 30 parts of ethyl acetate. A dispersion forms
stable that can be removed from the device continuously.
Depending on the degree of dilution, these dispersions can be used, for example, for application with a brush or with a spray gun. The agent
of the mixture is completely removed from the layer thus applied by heating
above the polymerisate or polycondensate melting point so that it
forms a film free of any foreign compound
It is also possible, as indicated above, to dry the dispersion at
powder state. Such a powder has the property of being able to be dispersed
in the water without difficulty and usually without subsequent intervention
additional compounds.
CLAIMS.
<EMI ID = 10.1>
<EMI ID = 11.1>
dition of an organic compound which is miscible with water but which does not mix
does not react or react with polyethylene and can be removed from the
dispersion by evaporation below 200 [deg.] G.