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PERFECTIONNEMENTS AUX COMPOSITIONS D'ENDUITS PROTECTEURS.
La présente invention se rapporte à des compositions d'enduits protecteurs. Elle se rapporte plus particulièrement aux compositions d'enduits utilisées comme cires ou produits de polissage et contenant une matière fluide du genre silicone.
Ces dernières années ont vu le développement d'un nouveau type de composés génériquement appelés "silicones". Ces silicones sont obtenus sous des formes diverses s liquides, corps présentant l'aspect des huiles et des graisses, résines et élastomères ou caoutchoucs. Au cours d'essais tendant à mettre au point une composition perfectionnée d'enduits protecteurs, divers types de silicones ont été examinés dans le but de former une composition susceptible d'être appliquée à une surface et présentant des avantages bien définis sur une composition de polissage ne contenant que de la cire comme agent formant l'enduit.
De nombreuses expériences ont cependant indiqué qu'en général, les silicones ne sont pas utilisables à cette fin, forment souvent des trainées apparaissant lors du polissage, et présentent dans certaines conditions une adhérence très faible à la surface qu'ils recouvrent.
Bien qu'il semble donc établi qu'il n'y ait aucun avantage à ajouter tel quel un silicone quelconque à une composition de polissage, on a découvert qu'un silicone déterminé, le liquide formé de polyorganosiloxanes, souvent appelés silicones liquides,présente des propriétés remarquables et communique à la composition de polissage à laquelle il est incorporé des caractéristiques nouvelles et incontestablement améliorées.
Ces liquides forment une couche d'enduit beaucoup plus facile à polir et d'un éclat sensiblement plus vif que les pellicules de aire ha- bituelles.
Suivant l'invention, une composition protectrice capable de former une pellicule et présentant les avantages décrits, comprend un polyorganosiloxane liquide dont la viscosité à 25 C est supérieure à 20 oentisto-
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kes et un yehicule pour ce silicone liquide. Le véhicule constitue la plus grande partie en poids de la composition.
La nature et le but de l'invention étant ainsi indiqués d'une manière générale, on donnera ci-après des exemples à titre d'illustration de' l'invention. Ces exemples doivent être considérés à ce seul titre et ne peuvent limiter l'invention. Les ingrédients y sont exprimés en parties en poids, sauf indications contraires.
EXEMPLE 1
Une composition de polissage liquide est obtenue en mélangeant 20 parties de naphte dont la gamme de distillation est comprise entre 290 et 3500 et le point d'aniline est égal à 138 F (59 C) avec 22 parties de diméthylpolysiloxane d'une viscosité de 175 centistokes. Le contenu du récipient est ensuite chauffé à 185 F (85 C) environ, puis on ajoute 154,8 parties d'heptane, dont la gamme de distillation est comprise entre 192 et-212 F (91 à 100 C) et le point d'aniline est égal à 180 F (82 C). La composition obtenue est refroidie et appliquée sur un meuble de bois; après séchage, elle acquiert un beau lustre par polissage.
EXEMPLE 2.
On prépare une composition d'enduit protecteur en faisant fondre 6 parties dé cire de carnauba et 14 parties de cire microcristalline de paraffine dans un récipient approprié à 210 F (99 C) approximativement. On mélange dans un autre récipient 18 parties de naphte présentant la même gam- me de distillation et le même point d'aniline que dans l'exemple 1, avec 13 parties de diméthylpolysiloxane d'une viscosité de 500 centistokes. On'mé- lange ensuite le contenu du second récipient avec celui du premier, et'on porte la température du mélange à 185 F (85 C) environ. Le mélange est ensuite étendu par 150 parties de solvant supplémentaire. La composition est refroidie et appliquée sur une surface métallique laquée.
On obtient une pellicule protectrice qui acquiert facilement un beau lustre par polissage.
EXEMPLE 3.
On mélange 10 parties de diméthylpolysiloxane liquide, d'une viscosité de 1000 centistokes avec 22 parties de naphte. On ajoute 4 parties d'acide oléique et 1,8 partie de morpholine avec 19,6 parties de silice de diatomées. On porte le mélange à 190 F (88 C) environ et on y ajoute graduellement 142,6 parties d'eau. Le produit refroidi et appliqué sur une surface métallique forme une pellicule qui nettoie la surface lorsqu'on la polit et laisse une pellicule protectrice d'un beau lustre.
Dans ces exemples, on utilise des solvants présentant des points d'aniline égaux à 138, 180 et 132 F (59, 82 et 56 C env.). On notera cependant qu'on peut utiliser n'importe quel hydrocarbure liquide, éther liquide ou hydrocarbure chlorosubstitué liquide présentant de préférence un point d'aniline compris entre -22 et 185 F ( -30 et 85 C). Lorsqu'on utilise un solvant possédant un point d'aniline inférieur à -30 C, le pouvoir dissolvent de la composition est trop élevé et la laque, la peinture ou les autres revêtements peuvent être sensiblement affectés. Si le solvant présente un point d'aniline supérieur à 85 C, son pouvoir dissolvant n'est pas suffisant pour toutes les cires qui peuvent entrer dans la composition.
Les points d'aniline sont déterminés par la méthode de l'American Society for Testing Materials, qui comprend le séchage des échantillons à essayer par agitation pendant deux minutes au moins avec du sulfate de sodium anhydre. On place 10 millimètres d'aniline et 10 millimètres du solvant à essayer dans un tube à essais à chemise d'air, muni d'un agitateur et d'un thermomètre. On agite le mélange en évitant d'y introduire des bulles d'air.
Tout en poursuivant l'agitation, on laisse refroidir le mélange, à une vitesse ne dépassant pas 1 C par minute pour atteindre finalement une température inférieure de 1 ou 2 C à la température correspondant à l'apparition initiale du trouble. Le point d'aniline est caractérisé par un trouble qui augmente.
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fortement lorsqu'on abaisse la température
On notera en outre, si l'on utilise un solvant provenant de la distillation du pétrole, qu'il est préférable que ce solvant présente urie gamme de distillation comprise entre 190 et 450 , en plus dès conditions 'de.
point d'aniline. Lorsqu'on utilise un produit de distillation du pétrole dont la gamme de distillation est inférieure au minimum prescrit,'la volati- lisation se produit trop rapidement pour la plupart des applications), et ne permet pas un étalement suffisant de la composition. Si le maximum de la gamme de distillation dépasse le maximum de 450 prescrit, la volatilisation du solvant est trop lente et le séchage ralenti exige qu'une période plus longue s'écoule avant de pouvoir procéder à un polissage satisfaisant
Ces températures de distillation ont été établies par la mé- thode suivante. Le bain d'un condenseur est rempli de glace pilée et d'eau et maintenu à une température de 35 à 40 F (1-4 C).
On mesure 100 millimètres du solvant à essayer dans un tube cylindrique gradué de 100 mm, puis on le transvase dans un ballon d'Engler propre et sec de'125 mm en évitant que le liquide s'écoule dans le tube de vapeur. Le ballon rempli'est ensuite placé directement sur l'ouverture de la plaque d'amiante de l'élément de chauffage, et le tube de vapeur du ballon est fixé à l'aide d'un bouchon serrant de façon à s'enfoncer de 2 à 5 cm dans le tube du condenseur. Le cylindre gra- dué est placé à la sortie du tube du condenseur de façon que le tube du ' condenseur y soit enfoncé de 2,5 cm au moins sans cependant dépasser le 'trait de 100 millimètres.
La partie supérieure du cylindre gradué est recouverte d'un morceau de carton rigide découpé de façon a épouser étroitement le tube du condenseur. Un thermomètre est ensuite serré au milieu du goulot du bal- lon de façon que le bout inférieur du tube capillaire soit au niveau de l'in- térieur du fond du tube de sortie de la vapeur à son point de jonction avec le goulot du ballon. L'apport de chaleur est réglé de telle facon que la première goutte de produit condensé tombe du bord du condenseur au moins cinq minutes, mais au plus dix minutes après l'application de la chaleur.
La température à laquelle tombe la première goutte est le point d'ébulli- tion initial. L'apport de chaleur est continuellement réglé pour que la distillation se poursuive à une vitesse uniforme d'au moins quatre et au plus cinq millilitres par minute, soit approximativement deux gouttes par seconde. La température indiquée par le thermomètre de distillation est relevée lorsque le niveau du produit de la distillation atteint la marque des 5,10, 20, 30, 40,50, 60,70, 80, 90 et 95 millimètres dans le tube gradué. Après 95 millimètres on cesse de régler l'apport de chaleur. La température maximum lue après les 95 millimètres de distillation est notée comme point final.
Les solvants convenables peuvent être employés séparément ou en combinaison à condition qu'au moins la plus grande partie en poids de la composition soit formée par le solvant. Les solvants convenables compren- nent des hydrocarbures liquides comme le naphte, le solvant de Stoddard, etc..; des hydrocarbures chloro-substitués comme le tétrachlorure de carbo- ne, le dichlorure d'éthylène, le perchloréthylène et le trichloréthylène; et des éthers comme par exemple l'éther éthylique ou l'éther hexylique.
On produit les silicones liquides dans des viscosités compri- ses entre 0,65 et 1. 000.000 de centistokes à la température ambiante. Mais seuls les polyorganosiloxanes comme le diéthylpolysiloxane, le diméthylpoly- siloxane, etc.. conviennent pour la présente invention, et sont choisis de préférence avec une viscosité supérieure à 20 centistokes à 25 C. En effet, l'incorporation d'un organopolisiloxane liquide dont la viscosité est infé- rieure à 20 centistokes donne une surface dont l'éclat n'est pas entièrement satisfaisant. D'autre part, lorsqu'on utilise un silicone liquide polymérisé à forte viscosité, 35.000 centistokes par exemple, la composition qui le con- tient donne une pellicule dans laquelle apparaissent des trainées lors du po- lissage.
On préfère utiliser les polyorganosiloxanes liquides à raison
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de 0,5 à 10%. En proportion moins élevée, les résultats avantageux remarquables du liquide ne peuvent être suffisamment appréciés. Au-dessus de cette gamme, des trainées ou "nuages" peuvent apparaître sur la matière traitée.
Dans certaines applications,on peut obtenir un produit supérieur en associant le silicone liquide à une cire. Ceci dépend apparemment de la surface sur laquelle on applique la nouvelle composition. On remarquera dais les exemples que les silicones liquides considérés peuvent-former, avec ou sans cire, des compositions de formes différentes: une solution ou une émulsion aqueuse. L'émulsion aqueuse convient le mieux si l'on désire obtenir une action abrasive de nettoyage.
?* importe quel type de cire peut être employé sans restriction. et l'invention comprend les cires minérales considérées comme classe, par exemple, la cire de paraffine avec les paraffines microcristallines et oxydées, la cire de lignite, l'ozokérite, etc..; la classe des cires végétales par exemple les cires de carnauba, de candellilier, d'ouricury, de palme etc..; et la classe des cires animales, par exemple la cire d'abeilles.
Lorsqu'on désire employer ensemble une certaine teneur de'silicone fluide et une cire, il est préférable que ces matières soient incorpo= rées dans un rapport défini l'une à l'égard de l'autre, c'est-à-dire au moins une partie d'organopolysiloxane liquide pour quatre parties de cire, et'pas plus de deux parties de liquide pour une partie de cire. Si l'on utilise moins d'une partie de liquide pour quatre parties de cire, la facilité de polissage qui caractérise la composition de l'invention n'est pas appréciable. En outre, l'éclat de la pellicule est sensiblement moindre que celui qu'on obtient lorsque les ingrédients sont mélangés dans les proportions'préférées. Si la composition contient plus de deux parties de liquide par partie de cire, on obtient une pellicule qui tend à former des trainées au polissage.
Les principes de l'invention peuvent être appliqués d'autres manières que celles décrites et divers changements peuvent être apportés aux procédés et appareils décrits sans sortir du cadre de l'invention.
REVENDICATIONS.
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1. Composition d'enduit protecteur, caractérisée en ce qu'elle comprend au moins 0,5 % en poids d'un polyorganosiloxane liquide d'une viscosité au moins égale à 20 centistokes à 25 C, et un véhicule liquide constituant la plus grande partie en poids de la composition.
2. Composition suivant la revendication 1, caractérisée en ce que le véhicule liquide est un solvant du polyorganosiloxane liquide.
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IMPROVEMENTS IN THE COMPOSITIONS OF PROTECTIVE COATINGS.
The present invention relates to protective coating compositions. It relates more particularly to coating compositions used as waxes or polishing products and containing a fluid material of the silicone type.
The last few years have seen the development of a new type of compound generically called "silicones". These silicones are obtained in various liquid forms, bodies having the appearance of oils and greases, resins and elastomers or rubbers. In the course of attempts to develop an improved composition of protective coatings, various types of silicones have been examined with the aim of forming a composition capable of being applied to a surface and exhibiting well-defined advantages over a composition of polishing containing only wax as the coating forming agent.
However, numerous experiments have indicated that in general, silicones cannot be used for this purpose, often forming streaks appearing during polishing, and under certain conditions exhibit very poor adhesion to the surface which they cover.
Although it therefore seems established that there is no advantage in adding any silicone as it is to a polishing composition, it has been discovered that a specific silicone, the liquid formed from polyorganosiloxanes, often called liquid silicones, has outstanding properties and impart new and clearly improved characteristics to the polishing composition incorporated therein.
These liquids form a much easier to polish coating layer with a significantly brighter luster than usual surface films.
According to the invention, a protective composition capable of forming a film and exhibiting the advantages described comprises a liquid polyorganosiloxane whose viscosity at 25 ° C. is greater than 20 oentisto-
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kes and a yehicule for this liquid silicone. The vehicle constitutes the major part by weight of the composition.
The nature and the aim of the invention being thus indicated in a general manner, examples will be given below by way of illustration of the invention. These examples must be considered for this sole reason and cannot limit the invention. The ingredients are expressed in parts by weight, unless otherwise indicated.
EXAMPLE 1
A liquid polishing composition is obtained by mixing 20 parts of naphtha whose distillation range is between 290 and 3500 and the aniline point is equal to 138 F (59 C) with 22 parts of dimethylpolysiloxane with a viscosity of 175 centistokes. The contents of the container are then heated to about 185 F (85 C), then 154.8 parts of heptane are added, the distillation range of which is between 192 and -212 F (91 to 100 C) and the point d aniline is 180 F (82 C). The composition obtained is cooled and applied to a wooden cabinet; after drying, it acquires a beautiful luster by polishing.
EXAMPLE 2.
A protective coating composition is prepared by melting 6 parts of carnauba wax and 14 parts of microcrystalline paraffin wax in a suitable vessel at 210 F (99 C) approximately. In another vessel, 18 parts of naphtha having the same distillation range and the same aniline point as in Example 1 are mixed with 13 parts of dimethylpolysiloxane with a viscosity of 500 centistokes. The contents of the second container are then mixed with those of the first, and the temperature of the mixture is brought to about 185 F (85 C). The mixture is then extended with 150 parts of additional solvent. The composition is cooled and applied to a lacquered metal surface.
A protective film is obtained which easily acquires a beautiful luster by polishing.
EXAMPLE 3.
10 parts of liquid dimethylpolysiloxane, having a viscosity of 1000 centistokes, are mixed with 22 parts of naphtha. 4 parts of oleic acid and 1.8 parts of morpholine are added with 19.6 parts of diatomaceous silica. The mixture is brought to about 190 F (88 C) and gradually 142.6 parts of water are added. The product cooled and applied to a metal surface forms a film which cleans the surface when polished and leaves a protective film with a beautiful luster.
In these examples, use is made of solvents having aniline points equal to 138, 180 and 132 F (59, 82 and 56 C approx.). It will be noted, however, that any liquid hydrocarbon, liquid ether or liquid chlorosubstituted hydrocarbon preferably exhibiting an aniline point of between -22 and 185 F (-30 and 85 C) can be used. When using a solvent having an aniline point below -30 ° C, the dissolving power of the composition is too high and the lacquer, paint or other coatings can be significantly affected. If the solvent has an aniline point greater than 85 ° C., its dissolving power is not sufficient for all the waxes which may enter into the composition.
Aniline points are determined by the method of the American Society for Testing Materials, which involves drying the test samples by shaking for at least two minutes with anhydrous sodium sulfate. 10 millimeters of aniline and 10 millimeters of the solvent to be tested are placed in an air-jacketed test tube fitted with a stirrer and a thermometer. The mixture is stirred, avoiding the introduction of air bubbles.
While continuing to stir, the mixture is allowed to cool, at a rate not exceeding 1 ° C. per minute, to finally reach a temperature 1 or 2 ° C. lower than the temperature corresponding to the initial appearance of cloudiness. Aniline point is characterized by increasing cloudiness.
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strongly when the temperature is lowered
It will also be noted, if a solvent obtained from the distillation of petroleum is used, that it is preferable that this solvent has a distillation range of between 190 and 450, in addition to the conditions of.
no aniline. When using a petroleum distillate whose distillation range is less than the prescribed minimum, volatilization occurs too rapidly for most applications, and does not allow sufficient spreading of the composition. If the maximum of the distillation range exceeds the prescribed maximum of 450, the solvent volatilization is too slow and the slow drying requires a longer period to elapse before a satisfactory polishing can be carried out.
These distillation temperatures were established by the following method. The bath of a condenser is filled with crushed ice and water and maintained at a temperature of 35 to 40 F (1-4 C).
100 millimeters of the solvent to be tested are measured in a 100 mm graduated cylindrical tube, then transferred to a clean and dry 125 mm Engler flask, preventing the liquid from flowing into the vapor tube. The filled flask is then placed directly over the opening of the asbestos plate of the heating element, and the flask's vapor tube is secured with a squeeze cap so that it sinks in. 2 to 5 cm in the condenser tube. The graduated cylinder is placed at the outlet of the condenser tube so that the condenser tube is inserted therein at least 2.5 cm without, however, exceeding the 100 mm line.
The upper part of the graduated cylinder is covered with a piece of rigid cardboard cut so as to closely fit the condenser tube. A thermometer is then clamped in the middle of the neck of the balloon so that the lower end of the capillary tube is level with the inside of the bottom of the steam outlet tube at its point of junction with the neck of the balloon. . The heat input is regulated such that the first drop of condensed product falls from the edge of the condenser at least five minutes, but not more than ten minutes after the application of heat.
The temperature at which the first drop falls is the initial boiling point. The heat input is continuously adjusted so that the distillation continues at a uniform rate of at least four and at most five milliliters per minute, or approximately two drops per second. The temperature indicated by the distillation thermometer is read when the level of the product of the distillation reaches the mark of 5,10, 20, 30, 40,50, 60,70, 80, 90 and 95 millimeters in the graduated tube. After 95 millimeters, the heat input is stopped. The maximum temperature read after the 95 millimeters of distillation is noted as the end point.
Suitable solvents can be employed singly or in combination provided that at least the major part by weight of the composition is formed by the solvent. Suitable solvents include liquid hydrocarbons such as naphtha, Stoddard's solvent, etc .; chloro-substituted hydrocarbons such as carbon tetrachloride, ethylene dichloride, perchlorethylene and trichlorethylene; and ethers such as, for example, ethyl ether or hexyl ether.
Liquid silicones are produced in viscosities between 0.65 and 1,000,000 centistokes at room temperature. But only polyorganosiloxanes such as diethylpolysiloxane, dimethylpolysiloxane, etc. are suitable for the present invention, and are preferably chosen with a viscosity greater than 20 centistokes at 25 C. In fact, the incorporation of a liquid organopolisiloxane including the viscosity of less than 20 centistokes gives a surface whose luster is not entirely satisfactory. On the other hand, when a high viscosity polymerized liquid silicone, 35,000 centistokes for example, is used, the composition which contains it gives a film in which streaks appear during polishing.
It is preferred to use liquid polyorganosiloxanes at a rate
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from 0.5 to 10%. In a lower proportion, the remarkable advantageous results of the liquid cannot be sufficiently appreciated. Above this range, streaks or "clouds" may appear on the treated material.
In certain applications, a superior product can be obtained by combining the liquid silicone with a wax. This apparently depends on the surface to which the new composition is applied. It will be noted in the examples that the liquid silicones considered can form, with or without wax, compositions of different forms: an aqueous solution or emulsion. The aqueous emulsion is most suitable if an abrasive cleaning action is desired.
? * any type of wax can be used without restriction. and the invention includes the mineral waxes considered to be class, for example, paraffin wax with microcrystalline and oxidized paraffins, lignite wax, ozokerite, etc .; the class of vegetable waxes, for example waxes of carnauba, candelilla, ouricury, palm, etc .; and the class of animal waxes, for example beeswax.
When it is desired to use together a certain content of fluid silicone and a wax, it is preferable that these materials be incorporated in a definite relation to one another, that is to say at least one part of liquid organopolysiloxane to four parts of wax, and not more than two parts of liquid to one part of wax. If less than one part of liquid is used for four parts of wax, the ease of polishing which characterizes the composition of the invention is not appreciable. In addition, the sheen of the film is significantly less than that obtained when the ingredients are mixed in the preferred proportions. If the composition contains more than two parts of liquid per part of wax, a film is obtained which tends to form streaks on polishing.
The principles of the invention can be applied in other ways than those described and various changes can be made to the methods and apparatus described without departing from the scope of the invention.
CLAIMS.
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1. Protective coating composition, characterized in that it comprises at least 0.5% by weight of a liquid polyorganosiloxane with a viscosity at least equal to 20 centistokes at 25 C, and a liquid vehicle constituting the greatest part by weight of the composition.
2. Composition according to claim 1, characterized in that the liquid vehicle is a solvent for the liquid polyorganosiloxane.