PROCEDE DE FABRICATION DE LAQUES, EMAUX ET PEINTURES ET PRODUITS OBTENUS PAR
SON APPLICATION.
L'emploi de résines époxy, comme constituants des liants pour laques émaux et peintures est connu. Ces résines qui sont des produits de condensation de diphénols ou de polyphénols avec l'épichlorhydrine - par exemple du diphénylol - propane avec l'épichlorhydrine - possèdent des propriétés mécaniques remarquables et une grande indifférence chimique. Pour que ces propriétés des résines epoxy se retrouvent dans les liants obtenus et afin d'en blo-
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appropriés, susceptibles notamment de provoquer des liaisons moléculaires transversales nombreuses, appelées "cross-linking".
Dans l'application des liants à base de résines epoxy au recouvrement d'objets, pour leur embellissement ou leur protection de la corrosion, il faut choisir les corps d'ajouté de manière qu'ils permettent une conversation suffisamment longue sous la forme liquide de la laque ou de la peinture et provoquent d'autre part dans le film appliqué sur un support, une réactif suffisamment rapide pour que le recouvrement se trouve dans son état final aussi vite que possible après son application.
Pour que le film assure une protection de longue durée, il faut enfin que les produits de réaction utilisés avec les résines epoxy présentent eux-mêmes une résistance chimique et des propriétés mécaniques suffisantes, afin d'éviter dans le liant des points vulnérables facilement attaquables; et pour la même raison leur liaison avec les groupes réactifs des résina epoxy doit présenter elle-même également, la plus haute indifférence chimique possible. D'après la nature du réactif d'ajoute choisi, la réaction entre celui-ci et les résines epoxy se produit par simple séchage à l'ait à la température ambiante ou bien par initiation ou accélération de la réaction moyennant qu'on fasse passer le recouvrement dans un four de chauffage.
Comme réactifs à employer avec les résines epoxy, on a préconisé certaines résines phénoliques ainsi que des résines urée-formol, mais l'emploi de ces corps n'a été reconnu acceptable que dans des cas déterminés bien limités et notamment à l'exclusion de tous les cas où la réaction doit se pro-duire à la température atmosphérique ou à une température légèrement plus élevéeo
On a proposé également comme réactif pour les résines epoxy,certaines aminés, en particulier l'éthylène diamine spécialement recommandée pour les réactions à la température atmosphérique et la diéthylène triamine pour les réactions à températures plus élevées.
L'expérience a montré toutefois que les laques et peintures basées sur des liants obtenus de la sorte n'assurent pas les résultats attendus par l'emploi des résines epoxy. Dans les laques ou peintures devant sécher à l'air à la température ambiante, la combinaison résines epoxy, - éthylène diamine exige une durée de réaction de 8 jour pour l'obtention des propriétés finales de cette combinaison; pour la grande majorité des applications, une telle durée de réaction est beaucoup trop longue.
L'objet de la présente invention est un procédé de fabrication
de laques et peintures basé sur un liant obtenu par l'emploi de résines epoxy, qui répond entièrement aux besoins de la pratique et évite les inconvénients ci-dessus mentionnés. Suivant l'invention on utilise comme corps de réaction avec les résines epoxy , des di-isocyanates ou des poly-isocyanates. L'expérience a montré que par l'emploi de ces réactifs on obtient des liants d'une résistance chimique et mécanique remarquable et des films de recouvrement ne présentant à ces égards aucun point faible. Au surplus la réaction à température ambiante se produit très rapidement.
Les laques et peintures basés sur la nouvelle combinaison de résines epoxy et de poly-isocyanates sont particulièrement faciles à appliquer par les méthodes habituelles - peinture à la brosse, pistolage, plongage, etc. Ils ont en outre l'avantage que les couches appliquées deviennent rapidement insolubles dans les solvants utilisés, permettant ainsi la mise en couches successives sans danger de reprise ou de dissolution des couches précédentes. Les couches appliquées sont hors poussière en 10 à 20 minutes, et permettent la mise de la couche suivante ainsi que la manipulation de l'objet traité en
20 à 30 minutes. Dans la plupart des cas, les propriétés finales de la couche sont obtenues en 24 à 48 heures. Des périodes de séchage et de durcissement final plus prolongées sont nécessaires dans les cas seulement d'application
de résines epoxy à très haut degré de polymérisation, comme elles sont appliquées pour une haute protection chimique à des températures élevées. D'ailleurs par le choix des proportions des réactifs il est possible d'activer la réaction pour obtenir sa terminaison en un temps beaucoup plus court selon
les besoins occurents; par le choix judicieux du poly-isocyanate approprié
et des proportions de réactifs en présence (résines epoxy et polyisocyanates), il est possible de constituer à loisir des liants pour laques et peintures présentant la résistance chimique et les propriétés mécaniques les plus favorables pour l'application considérée.
Comme réactifs les plus convenables, pour la fabrication des liants suivant l'invention.:, à base de résines epoxy, il faut citer particulièrement le triphenylméthane tri-isocyanate, dont l'emploi a été reconnu particulièrement favorable.
A titre d'exemples non limitatifs de son objet, il sera donné ci-dessous quelques types d'application du procédé et des liants suivant l'inventiono
Il va de soi que les solvants appliqués doivent être exempts d'eau et d'alcools, en raison de la forte réactivité des isocyanates avec les groupes hydroxyles libreso
Premier exempleo
Un "primer" pour fer d'excellentes propriétés anti-rouilles peut être suivant 1-'invention composé comme suit-.
Matières solides
<EMI ID=2.1>
<EMI ID=3.1>
L'épikote 1001 est un produit de condensation de diphenylolpropane
<EMI ID=4.1>
correspondent à un équivalent d'epoxyde. Le Desmodur TH est le produit de condensation d'une molécule d'un alcool trivalent avec trois molécules de toluylendi-isocyanate.
Le solvant du "primer" comprend:
<EMI ID=5.1>
Pour l'application à la brosse, on travaille à 70 % de matière sèche.
Deuxième exemple.
Un émail d'excellente résistance chimique et à la température, pour le recouvrement intérieur de cuves, par exemple pour l'industrie chimique, est obtenu suivant l'invention par emploi de la composition suivante:
Matières solides
<EMI ID=6.1>
<EMI ID=7.1>
La partie solvante de l'émail contient des parties égales de mesityloxyde, methyléthyl cétone, cellosolve acétate et toluol.
Pour la brosse on applique une solution de 60 % de matière sèche; pour l'application au pistolet on dilue à 50 % de matière avec un diluant composé de parties égales de méthyl éthyl cétone et de toluol.
Troisième exemple.
Une laque pour le recouvrement de récipients contenant des solvants organiques:
Matières solides:
<EMI ID=8.1>
Le solvant est composé comme suit:
<EMI ID=9.1>
Le Desmodur AP stable est un produit identique à celui appliqué dans l'exemple 1, dans lequel toutefois les groupes isocyanates libres sont fixés en
<EMI ID=10.1>
les groupes isocyanates redeviennent disponibles.
<EMI ID=11.1> <EMI ID=12.1>
Pour l'application au pistolet on utilise la laque avec un con-
<EMI ID=13.1>
recouvrement 30 minutes au four à une température de 170[deg.]C. Le recouvrement
est, après ce traitement, entièrement insoluble dans la plupart de solvants
habituels.
Comme il est connu pour les laques à base de résines epoxy, on
peut ajouter de petites proportions d'une résine urée-formol pour améliorer
l'égalisation du filme
REVENDICATIONS.
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tures, caractérisé par le fait qu'on utilise comme réactifs essentiels de formation du liant une résine epoxy et un poly-isocyanatee
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MANUFACTURING PROCESS OF LACQUERS, ENAMELS AND PAINTS AND PRODUCTS OBTAINED BY
ITS APPLICATION.
The use of epoxy resins as constituents of binders for enamels and paints is known. These resins which are condensation products of diphenols or polyphenols with epichlorohydrin - for example diphenylol - propane with epichlorohydrin - have remarkable mechanical properties and great chemical indifference. So that these properties of epoxy resins are found in the binders obtained and in order to block
<EMI ID = 1.1>
suitable, capable in particular of causing numerous transverse molecular bonds, called “cross-linking”.
In the application of binders based on epoxy resins to the covering of objects, for their embellishment or their protection against corrosion, it is necessary to choose the added bodies so that they allow a sufficiently long conversation in the liquid form of lacquer or paint and on the other hand cause in the film applied to a support, a sufficiently rapid reagent so that the coating is in its final state as quickly as possible after its application.
In order for the film to provide long-term protection, the reaction products used with the epoxy resins must themselves have sufficient chemical resistance and mechanical properties, in order to avoid vulnerable points in the binder that are easily attacked; and for the same reason their bond with the reactive groups of epoxy resins must itself also exhibit the highest possible chemical indifference. Depending on the nature of the added reagent chosen, the reaction between it and the epoxy resins occurs by simple air-drying at room temperature or else by initiation or acceleration of the reaction by passing covering in a heating oven.
As reagents to be used with epoxy resins, certain phenolic resins have been recommended as well as urea-formaldehyde resins, but the use of these substances has only been recognized as acceptable in specific, very limited cases and in particular to the exclusion of all cases where the reaction is to take place at atmospheric temperature or at a slightly higher temperature o
It has also been proposed as a reagent for epoxy resins, certain amines, in particular ethylenediamine especially recommended for reactions at atmospheric temperature and diethylene triamine for reactions at higher temperatures.
However, experience has shown that lacquers and paints based on binders obtained in this way do not provide the results expected by the use of epoxy resins. In lacquers or paints which have to air dry at ambient temperature, the combination of epoxy resins, - ethylene diamine requires a reaction time of 8 days to obtain the final properties of this combination; for the vast majority of applications, such a reaction time is far too long.
The object of the present invention is a method of manufacturing
lacquers and paints based on a binder obtained by the use of epoxy resins, which fully meets the needs of practice and avoids the above-mentioned drawbacks. According to the invention, use is made as the reactant with the epoxy resins, of di-isocyanates or poly-isocyanates. Experience has shown that by using these reagents, binders of remarkable chemical and mechanical resistance are obtained, and covering films which in these respects do not exhibit any weak point. In addition, the reaction at room temperature takes place very quickly.
Lacquers and paints based on the new combination of epoxy resins and polyisocyanates are particularly easy to apply by the usual methods - brush painting, spraying, dipping, etc. They also have the advantage that the applied layers quickly become insoluble in the solvents used, thus allowing successive layers without danger of taking up or dissolving the previous layers. The applied layers are dust free in 10 to 20 minutes, and allow the application of the next layer as well as the handling of the treated object.
20 to 30 minutes. In most cases, the final properties of the coating are achieved within 24 to 48 hours. Longer drying and final curing times are required in application only
epoxy resins with a very high degree of polymerization, as they are applied for high chemical protection at high temperatures. Moreover by the choice of the proportions of the reagents it is possible to activate the reaction to obtain its termination in a much shorter time according to
the needs arising; by the judicious choice of the appropriate polyisocyanate
and the proportions of reagents present (epoxy and polyisocyanate resins), it is possible to constitute at will binders for lacquers and paints having the most favorable chemical resistance and mechanical properties for the application considered.
As the most suitable reagents, for the manufacture of the binders according to the invention:, based on epoxy resins, mention should be made in particular of triphenylmethane tri-isocyanate, the use of which has been recognized as particularly favorable.
By way of nonlimiting examples of its subject, some types of application of the process and of the binders according to the invention will be given below.
It goes without saying that the solvents applied must be free of water and alcohols, due to the high reactivity of isocyanates with free hydroxyl groups.
First example
An iron "primer" of excellent anti-rust properties can be according to the invention composed as follows.
Solids
<EMI ID = 2.1>
<EMI ID = 3.1>
Epikote 1001 is a condensation product of diphenylolpropane
<EMI ID = 4.1>
correspond to an epoxy equivalent. Desmodur TH is the condensation product of one molecule of a trivalent alcohol with three molecules of toluylendi-isocyanate.
The solvent of the "primer" comprises:
<EMI ID = 5.1>
For brush application, we work at 70% dry matter.
Second example.
An enamel of excellent chemical and temperature resistance, for the interior covering of tanks, for example for the chemical industry, is obtained according to the invention by using the following composition:
Solids
<EMI ID = 6.1>
<EMI ID = 7.1>
The solvent part of the enamel contains equal parts of mesityloxide, methyl ethyl ketone, cellosolve acetate and toluol.
For the brush, a solution of 60% dry matter is applied; for the application with the gun, diluted to 50% of material with a diluent composed of equal parts of methyl ethyl ketone and toluol.
Third example.
A lacquer for coating containers containing organic solvents:
Solid matter:
<EMI ID = 8.1>
The solvent is composed as follows:
<EMI ID = 9.1>
The stable Desmodur AP is an identical product to that applied in Example 1, in which however the free isocyanate groups are attached in
<EMI ID = 10.1>
the isocyanate groups become available again.
<EMI ID = 11.1> <EMI ID = 12.1>
For spray application, lacquer is used with a
<EMI ID = 13.1>
cover 30 minutes in the oven at a temperature of 170 [deg.] C. Recovery
is, after this treatment, completely insoluble in most solvents
usual.
As it is known for lacquers based on epoxy resins, we
can add small proportions of a urea formaldehyde resin to improve
film equalization
CLAIMS.
<EMI ID = 14.1>
tures, characterized in that an epoxy resin and a polyisocyanatee are used as essential reactants for forming the binder
<EMI ID = 15.1>