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polyéthylène et en particulier à un procédé d'obtention de polyéthylène
sous une forme dispersàble dans l'eau. Au cours des dernières années le polyéthylène a reçu un grand nombre d'applications par suite de sa résistance remarquable aux agents chimiques.- On a d'autre part éprouvé des difficul-
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forme de poudres ou d'émulsions aqueuses, mais ces procédés sont en général relativement compliqués; les poudres obtenues ne se dispersent pas facilement dans l'eau et les dispersions aqueuses proposées contiennent, en plus du polyéthylène et de-l'eau, des agents de dispersion d'un genre tel qu'ils abaissent sensiblement les propriétés du polyéthylène et que l'on n'arrive
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L'invention a pour but de procurer un procédé qui ne .présente pas ces -désavantages..
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de 200[deg.] C. De telles substances seront désignées dans ce qui suit sous le nom d''agents dé mélange. De cette dispersion, on sépare par voie mécanique
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en une masse pulvérulente ou pâteuse constituée par du polyéthylène et par des quantités faibles-de l'agent de mélange précité et d'eau.
La poudre ou la pâte, obtenue d'après le procédé ci-dessus et contenant l'agent de mélange et l'eau en plus du polyéthylène, a la pro-priété de pouvoir être mélangée avec de l'eau par agitation pour donner sans plus une dispersion stable de concentration appropriée. On peut par exemple appliquer cette dispersion aqueuse sur des surfaces par brossage; pulvérisation ou projection. L'eau et l'argent de mélange contenus dans la couche appliquée peuvent en être éliminés totalement par chauffage à une température qui est supérieure au point d'ébullition de l'eau et Se l'agent de mé-
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réaliser des enduits de polyéthylène extrêmement minces et totalement exempts de pores.
Après séparation substantielle de la phase solide de la phase liquide par voie mécanique, la dispersion de la dissolution de polyéthylène dans l'agent de mélange, obtenue suivant le procédé, constitue un produit commercial facilement transportable et utilisable'.
Comme agents de mélange on prendra en considération les composés appartenant aux groupes suivants :
les alcools monovalents,
les composés aliphatiques, cycliques et hétérocycliques des groupes suivants :
alcools polyvalents
alcools halogènes . alcools aminés cétones
éthers
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sés hétérocycliques eux-mêmes, dont le point d'ébullition est inférieur à 200[deg.]C.
La. viscosité de la dispersion' ainsi obtenue doit être la plus faible possible. L'effet suivant en résulte : le dissolvant, qui adhère au polyéthylène dans le gel et qui rend ce dernier très facilement friable
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gel perd de ce fait la propriété de s'agglomérer à nouveau en éléments solides lors de l'élimination du solvant. Les particules de polyéthylène pratiquement exemptes de dissolvant et extrêmement fines qui en résultent sont suspendues isolément les unes des autres dans la dispersion ainsi préparée.
On peut utiliser n'importe quel procédé pour séparer la phase solide de la phase liquide. Un filtre suffit dans la plupart des cas; on utilise éventuellement le vide. A titre d'exemple, on peut utiliser aussi des essoreuses ou des presses.
Le résidu du polyéthylène solide, comme celui par exemple qui reste sur le filtre, peut être transformé sans plus en dispersion aqueuse avec de l'eau en ajoutant par exemple la quantité d'eau voulue et en agitant simplement. Lorsqu'on doit réaliser une dispersion très fine, il peut être avantageux d'ajouter une quantité adéquate d'un des agents de mélange mentionnés plus haut et d'agiter, ce qui réussit sans difficulté.
Si dans un but particulier, on veut éliminer complètement le dissolvant, on répète plusieurs fois la dispersion ci-dessus avec le résidu solide, au besoin à température élevée.
Lorsqu'on sèche le résidu sur filtre, on obtient une poudre très fine. Cette poudre de polyéthylène, contrairement aux poudres de polyéthy-
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ment avec de l'eau sans l'intervention de composés additionnels; on ajoute dans certains cas des quantités quelconques d'agent de mélange.
On donne ci-après quelques exemples de réalisation du procédé :
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de vitesse. On sépare par filtration sous vide la dispersion ainsi obtenue. Il reste sur le filtre une matière légèrement humide. Dans un mélangeur ordinaire on convertit cette matière avec de l'eau en une dispersion aqueuse, par simple agitation du contenu. .
exemple 2. On prépare un gel comme décrit dans l'exemple 1 à partir de 1500 parties d'heptane et 450 parties de polyéthylène dont le poids moléculaire,
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dans un récipient d'agitation. On agite ensuite suffisamment longtemps pour que le gel soit réduit en morceaux et on expose le mélange à l'action des ultrasons en vue de continuer la réduction ou la dispersion du polyéthylène; On sépare dans un séparateur centrifuge la dispersion obtenue en une.fraction liquide et une fraction solide. On disperse le résidu solide avec 30 parties d'alcool isopropylique et 3000 parties d'eau dans un mélangeur ordinaire.
EXEMPLE 3. On prépare comme dans l'exemple 1 un gel à partir de 3000 parties de trichloréthylène et 550 parties de polyéthylène.. On disperse le
gel dans un mélangeur rapide avec 1800 parties d'acétate de méthyle. On écarte au filtre-presse la fraction liquide de cette dispersion.. Par séchage du résidu on obtient une poudre très fine. On peut reconvertir la poudre avec de l'eau en une dispersion aqueuse à n'importé quel moment, par agitation en ajoutant, si le besoin s'en fait sentir, 30 parties environ d'alcool propylique normal pour 4000 parties d'eau.
Le procédé permet aussi l'obtention d'une poudre de polyéthylène à grain fin à partir de la dispersion fabriquée comme mentionné ci-dessus. On peut par exemple obtenir la poudre directement à partir de cette dispersion, ou bien à partir d'une dispersion aqueuse Obtenue a partir, de la dispersion mentionnée plus haut en y ajoutant de l'eau et en retirant la phase liquide qui se trouvait dans la dispersion originale.
'Suivant l'invention-le procédé consiste à préparer une dispersion de polyéthylène dissous dans un agent de mélange de la manière indiquée dans
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et à soumettre le brouillard à une opération de séchage.
On peut exécuter le procédé en ajoutant de l'eau, à la dispersion. A titre d'exemple on utilise la dispersion obtenue à partir de. polyéthylène, d'un dissolvant et d'un agent de mélange (c'est-à-dire, d'un composé organique liquide miscible avec l'eau et le dissolvant, ne réagissant pas avec le -polyéthylène et bouillant à une température inférieure à 200[deg.] C) sans séparer par un procédé mécanique le restant du liquide, et on pulvérise cette dispersion dans un appareillage approprié de sorte que les fines particules dispersées de polyéthylène se séparent du dissolvant et de l'agent de mélange en train de s'évaporer, et se dessèchent en petites parti-, cules individuelles de polyéthylène que l'on recueille de manière appropriée.
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et agiter la dispersion restante avec de l'eau en sorte qu'il se forme une dispersion aqueuse que l'on pulvérise ensuite.
Il y a différents moyens d'effectuer la pulvérisation de telles dispersions. Qu'il s'agisse d'une dispersion aqueuse ou d'une dispersion dans un agent de mélange, on peut par exemple projeter une telle dispersion
à travers une tuyère située à la partie supérieure d'une grande tour en sens inverse d'un courant d'air chaud qui se charge du brouillard de dispersion en descendant à l'intérieur de la tour. La poudre est recueillie dans un séparateur à cyclone.
On peut aussi envoyer le jet de la dispersion sur un plateau à projection; de là, la dispersion retombe lentement vers le sol en rencontrant un courant d'air ascendant, qui sera chaud de préférence; la matière en est retirée sous forme de poudre fine. On peut encore pulvériser la dispersion
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lettes soient entraînées par celui-ci avec une grande vitesse propre et que de fines particules de polyéthylène se séparent du liquide en voie d'évaporation et retombent sur le sol en passant par un séparateur à tourbillon.
On a constaté qu'il est possible de cette façon d'obtenir suivant un procédé continu une poudre de polyéthylène à grains extrêmement fins.
La quantité d'eau ajoutée doit permettre la création d'un brouillard suffisamment fin et éviter l'obligation de devoir évaporer trop d'eau.
Les procédés connus jusqu'à ce jour donnent comparativement une poudre beaucoup plus grossière. On obtient de même une poudre beaucoup plus grossière par pulvérisation d'une dispersion véritable dans un dissolvant. Un avantage supplémentaire du procédé est que la fabrication de la poudre
à partir d'une dispersion aqueuse est si peu coûteuse, que ce procédé de fabrication peut sans plus être exploité industriellement. Il est important du point de vue économique de séparer préalablement la plus grande partie du dissolvant et de l'agent de mélange par voie mécanique et de la remplacer
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d'agent de mélange entraînées dans le liquide pulvérisé ne soit pas rendue obligatoire. La poudre obtenue a un grain si fin qu'elle passe au tamis DIN
120 à concurrence de 97% et même fréquemment de 100%.
REVENDICATIONS.
1/ Procédé de fabrication de polyéthylène dispersable dans l'eau, caractérisé en ce qu'on dissout du polyéthylène solide dans un dissolvant à des températures dépassant 70[deg.]C, en ce qu'on disperse finement cette solution dans un composé organique qui ne réagit pas avec le polyéthylène, possède un point d'ébullition inférieur à 200[deg.]C et est miscible avec l'eau et le dissolvant mentionné et en ce qu'on sépare substantiellement la phase liquide par voie mécanique.
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polyethylene and in particular to a process for obtaining polyethylene
in a water dispersible form. In recent years, polyethylene has received a large number of applications owing to its remarkable resistance to chemical agents.
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form of powders or aqueous emulsions, but these methods are generally relatively complicated; the powders obtained do not disperse easily in water and the aqueous dispersions proposed contain, in addition to polyethylene and water, dispersing agents of a kind such that they substantially lower the properties of polyethylene and that we do not arrive
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The object of the invention is to provide a method which does not have these disadvantages.
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of 200 [deg.] C. Such substances will be referred to in the following as mixing agents. From this dispersion, we separate by mechanical means
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in a pulverulent or pasty mass consisting of polyethylene and of small amounts of the aforementioned mixing agent and water.
The powder or paste, obtained by the above process and containing the mixing agent and water in addition to polyethylene, has the property of being able to be mixed with water by stirring to give without plus a stable dispersion of appropriate concentration. This aqueous dispersion can for example be applied to surfaces by brushing; spraying or spraying. The mixing water and silver contained in the applied layer can be completely removed therefrom by heating to a temperature which is above the boiling point of water and the melting agent.
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make extremely thin polyethylene plasters that are completely free of pores.
After substantial separation of the solid phase from the liquid phase by mechanical means, the dispersion of the dissolution of polyethylene in the mixing agent, obtained according to the process, constitutes a commercial product which is easily transportable and usable.
As mixing agents, consideration will be given to compounds belonging to the following groups:
monovalent alcohols,
aliphatic, cyclic and heterocyclic compounds of the following groups:
versatile alcohols
halogenated alcohols. amino alcohols ketones
ethers
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heterocyclic ses themselves, boiling below 200 [deg.] C.
The viscosity of the dispersion thus obtained should be as low as possible. The following effect results: the solvent, which adheres to the polyethylene in the gel and which makes the latter very easily friable
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The gel therefore loses the property of re-agglomerating into solid elements upon removal of the solvent. The resulting substantially solvent-free and extremely fine polyethylene particles are suspended in isolation from each other in the dispersion thus prepared.
Any method can be used to separate the solid phase from the liquid phase. A filter is sufficient in most cases; optionally, vacuum is used. By way of example, it is also possible to use wringers or presses.
The residue of the solid polyethylene, such as that for example which remains on the filter, can be transformed without further into an aqueous dispersion with water by, for example, adding the desired quantity of water and simply stirring. When a very fine dispersion is to be made, it may be advantageous to add an adequate amount of one of the aforementioned mixing agents and stir, which is easily successful.
If for a particular purpose it is desired to completely remove the solvent, the above dispersion is repeated several times with the solid residue, if necessary at elevated temperature.
When the residue is dried on a filter, a very fine powder is obtained. This polyethylene powder, unlike polyethylene powders
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ment with water without the intervention of additional compounds; in some cases any amounts of mixing agent are added.
Some examples of how the process is carried out are given below:
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of speed. The dispersion thus obtained is separated by vacuum filtration. A slightly damp material remains on the filter. In an ordinary mixer this material is converted with water to an aqueous dispersion by simply stirring the contents. .
Example 2. A gel is prepared as described in Example 1 from 1500 parts of heptane and 450 parts of polyethylene, the molecular weight of which is
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in a stirring vessel. The mixture is then stirred long enough for the gel to be reduced to pieces and the mixture is exposed to the action of ultrasound in order to continue the reduction or the dispersion of the polyethylene; The resulting dispersion is separated into a liquid fraction and a solid fraction in a centrifugal separator. The solid residue is dispersed with 30 parts of isopropyl alcohol and 3000 parts of water in an ordinary mixer.
EXAMPLE 3. A gel is prepared as in Example 1 from 3000 parts of trichlorethylene and 550 parts of polyethylene. The mixture is dispersed.
gel in a rapid mixer with 1800 parts of methyl acetate. The liquid fraction of this dispersion is removed using a filter press. Drying the residue gives a very fine powder. The powder can be reconverted with water to an aqueous dispersion at any time by stirring adding, if needed, about 30 parts of normal propyl alcohol per 4000 parts of water.
The process also makes it possible to obtain a fine-grained polyethylene powder from the dispersion produced as mentioned above. One can for example obtain the powder directly from this dispersion, or from an aqueous dispersion obtained from the dispersion mentioned above by adding water thereto and removing the liquid phase which was in the original dispersion.
'According to the invention the process comprises preparing a dispersion of polyethylene dissolved in a mixing agent as indicated in
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and subjecting the mist to a drying operation.
The process can be carried out by adding water to the dispersion. By way of example, the dispersion obtained from. polyethylene, a solvent and a mixing agent (that is, a liquid organic compound miscible with water and the solvent, not reacting with polyethylene and boiling at a lower temperature at 200 [deg.] C) without mechanically separating the remainder from the liquid, and this dispersion is sprayed in a suitable apparatus so that the dispersed fine particles of polyethylene separate from the solvent and the mixing agent in the process. to evaporate, and dry out into small, individual polyethylene particles which are appropriately collected.
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and stirring the remaining dispersion with water so that an aqueous dispersion forms which is then sprayed.
There are different ways of spraying such dispersions. Whether it is an aqueous dispersion or a dispersion in a mixing agent, it is possible for example to project such a dispersion
through a nozzle located at the top of a large tower in the opposite direction of a current of hot air which takes care of the dispersion fog while descending inside the tower. The powder is collected in a cyclone separator.
We can also send the jet of the dispersion on a projection plate; from there, the dispersion slowly falls back to the ground, meeting an ascending air current, which will preferably be hot; the material is removed from it in the form of a fine powder. You can still spray the dispersion
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The particles are driven by it with a clean high speed and fine particles of polyethylene separate from the evaporating liquid and fall back to the ground, passing through a vortex separator.
It has been found that it is possible in this way to obtain an extremely fine-grained polyethylene powder by a continuous process.
The amount of water added must allow the creation of a sufficiently fine mist and avoid having to evaporate too much water.
The methods known to date give a comparatively much coarser powder. A much coarser powder is likewise obtained by spraying an actual dispersion in a solvent. An additional advantage of the process is that the manufacture of the powder
from an aqueous dispersion is so inexpensive that this manufacturing process can no longer be exploited industrially. It is economically important to first separate most of the solvent and mixing agent mechanically and replace it
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of mixing agent entrained in the sprayed liquid is not made compulsory. The powder obtained has a grain so fine that it passes through a DIN sieve
120 up to 97% and even frequently 100%.
CLAIMS.
1 / A method of making polyethylene dispersible in water, characterized in that solid polyethylene is dissolved in a solvent at temperatures exceeding 70 [deg.] C, in that this solution is finely dispersed in an organic compound which does not react with polyethylene, has a boiling point below 200 [deg.] C and is miscible with water and the mentioned solvent and in that the liquid phase is substantially separated by mechanical means.