BE579422A - - Google Patents

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BE579422A
BE579422A BE579422DA BE579422A BE 579422 A BE579422 A BE 579422A BE 579422D A BE579422D A BE 579422DA BE 579422 A BE579422 A BE 579422A
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08LCOMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L63/00Compositions of epoxy resins; Compositions of derivatives of epoxy resins

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  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Paints Or Removers (AREA)

Description

       

   <Desc/Clms Page number 1> 
 



  " Complexes intermoléculaires de résines alkydes et de résines époxy et leur procédé de fabrication ". 



   La présente invention concerne des complexes in- termoléculaires alkyde-époxy, dérivés de composés alkydes et de dérivés époxydés de composés non saturés, les com- positions formées avec ces produits et leurs mélanges avec des matières diverses, les procédés de fabrication de ces complexes. Cette invention se rapporte plus parti- culièrement à des complexes résineux des résines époxy, que l'on peut diluer indéfiniment dans l'eau (apparem- ment solubles dans l'eau), formant des pellicules et plas- tiques, sous la forme d'un arrangement intermoléculaire d'un produit alkyde résineux modifié et d'un composé déri- vé d'un acide gras époxydé, tel qu'une huile de lin épo- xydée ou autre produit époxydé dérivé d'une huile grasse. 



  Cette invention vise également un procédé de fabrication de ces composés sous forme d'un système soluble dans l'eau, et les produits qu'ils permettent d'obtenir. 



   On utilise les produits de cette invention de pré- férence comme véhicules dans les compositions pour enduc- tion ; on peut les diluer avec de l'eau, et ils peuvent former des vernis, des peintures et des émaux améliorés. 



  Les compositions préférées de cette invention se polymé- risent en pellicules possédant une excellente adhérence, une excellente cohésion interne (mise en évidence par la 

 <Desc/Clms Page number 2> 

 souplesse), une excellente ténacité, avec un beau brillant et une résistance supérieure à l'eau, aux substances al- calines et aux agents chimiques, et elle ne jaunissent sen- siblement pas et leur couleur ne se ternit pas par vieillis- sement excessif. 



   Les véhicules non inflammables constituant les pro- duits de cette invention sont particulièrement utiles dans les cas où les enduits sont appliqués en usine et où l'u- tilisation de compositions pour enduction classiques occa- sionne des dangers d'incendie, et où les règlements exi- gent l'évacuation des vapeurs nuisibles.

   Pour obtenir les 
 EMI2.1 
 1 meilleurs résultats, on cuit les produits de cette inven- et des tion pour polymériser les pellicules terminées, mais on composi- n'est pas obligé de procéder à une cuisson dans tous les tions d'en-cas. duction La présente invention propose de fournir : - des constituants améliorés pour compositions d'en- ductioniqui semblent être solubles dans l'eau et qu'on peut de ce fait diluer à l'infini avec de l'eau, lesdites compositions et lesdits constituants pouvant être utilisés 
Sans danger d'incendie, et qui donnent des pellicules te- naces, durables et souples, présentant une excellence ré- sistance à l'eau, aux substances alcalines, aux acides, une excellence ténacité et résistant aux intempéries, à l'abrasion, et aux cycles répétés de gel et de dégel,

   et résistant très bien au jaunissement et conservant bien leur couleur une fois pigmentés ; les procédés de fabrica- tion de ces constituants pour compositions d'enduction et de ces compositions d'enduction; - des compositions résineuses complexes époxydées à base d'huile, stables et solubles dans l'eau, renfermant un groupe époxy réactif, et qu'on peut diluer avec de l'eau pour les appliquer sous forme de pellicule, puis les sécher et les polymériser pour en faire des pellicules insolubles dans l'eau; - des composés gras époxydes, renfermant des comple- xes, pigmentés en blanc et solubles dans l'eau, en asso- ciation avec des produits résineux, et susceptibles d'être cuits pour former les pellicules finies;

   
Pour atteindre ces buts ainsi que des buts conne- xes, l'invention comprend les caractéristiques décrites plus en détail dans ce qui va suivre et qui lui sont pro- pres, la description ci-après exposant en détail certains exemples de formes de mise en oeuvre servant d'exemples de l'invention et de perfectionnements, ces exemples n'étant 

 <Desc/Clms Page number 3> 

 cependant donnés qu'à titre indicatif des diverses maniè- res suivant lesquelles on peut mettre en oeuvre le prin- cipe de l'invention. 



   Pour fabriquer des complexes intermoléculaires des résines alkydes modifiées avec des acides gras décrits et des composés époxydés renfermant de l'oxygène interne sous forme oxirane, et les compositions pour enduction de la présente invention, le traitement comprend les deux stades opératoires suivants : - Partie 1 : Dans cette partie du traitement, on   t'orme   une résine alkyde   modifiée   par une huile, renfer- mant un mono acide, un acide ou un anhydride polybasique et un polyol dans lequel on fait réagir un second anhy- dride polybasique avec le complexe monoacide - polyacide- polyol ayant déjà réagi, de manière àobtenir un demi - ester résineux modifié par une huile.

   Ces complexes ont tous un indice d'acide élevé, compris entre 80 et 120 environ après la réaction finale, avec conservation d'un groupe   carboxyl,e   ou de plusieurs groupes carboxyle qui réagissent avec les groupes époxy. 



    - Partie 2 : la seconde partie du traitement,   on fait réagir le complexe de demi-ester résineux modifié par une huile, après refroidissement et dilution avec un solvant mutuel miscible à l'eau, avec un composé gras à longue chaîne comportant de l'oxygène interne du type oxyrane. On ne continue pas cette réaction jusqu'à son achèvement, mais on l'arrête en ajoutant un inhibiteur et stabilisant neutre, tel que de l'ammoniac ou une amine, de préférence une alkyl amine, dans laquelle le radical alkyle comprend de 1 à 5 atomes de carbone, par exemple la triéthylamine.

   De plus, dans cette partie de la réac- tion, on prend soin de ne pas laisser aller jusqu'au bout la réaction entre le complexe de la Partie 1 et le com- plexe époxydé, et, dans ce but, on peut ajouter peu à peu en proportions voulues le composé époxydé et le composé inhibiteur et neutralisant, tout en agitant et en froi- dissant convenablement, parce que la réaction est exo- thermique. Des déterminations périodiques de l'indice d'acide de la masse en réaction et des déterminations de la limpidité des échantillons ( une fois complètement neu- tralisés et dilués avec de l'eau), comme dans les exem- ples donnés ailleurs dans la présente description, permet- tent de réaliser un contrôle adéquat.

   Dans. cette partie 2, 

 <Desc/Clms Page number 4> 

 il ne faut pas permettre à la température de dépasser 93  C environ, et il faut   de@prérérence   la maintenir entre 52 et 63  C pour les réactifs préférés, comme on le montre- ra par des exemples. 



   Le produit fini des réactions des parties 1 et 2, est un complexe intermoléculaire d'un composé gras à   lon-   gue chaîne,époxydé, et d'un demi-ester du type résine al- kyde modifiée par une huile, existant sous forme d'un pro- duit neutralisé par une amine d'un demi-ester d'alkyde et d'un corps gras à longue chaîne époxydé, ayant partielle- ment réagi, contenu dans de l'eau et dans un solvant or- ganique miscible à l'eau. Dans les produits finalement ob- tenus la viscosité dépend normalement de la proportion de liquide par rapport aux solides. La viscosité résultante préférée est comprise entre 10 et 30 stockes environ pour 46% environ de NV (matières non volatiles). Le pH est com- pris entre 7,2 et 9 environ et la couleur, suivant l'échel- le Gardner, est de 1 à 4 environ. 



   Les produits de l'invention sont principalement utilisés comme véhicules, pour peintures et émaux, qu'on peut diluer par addition d'eau, avant ou après broyage direct des pigments dans ces produits, et avec ou sans ad- dition ultérieure d'une quantité supplémentaire d'eau, pour diluer, si on le désire ou si c'est nécessaire, pour l'application sous forme de pellicule. Les pellicules for- mées avec les véhicules solubles dans l'eau préférés,peu- vent être polymérisés à des températures comprises entre 65 et 149 C, en 10 à 60 minutes ou plus. Aux températures moins élevées, il faut polymériser pendant plus longtemps. 



  Le programme de cuisson préféré consiste à cuire entre 
 EMI4.1 
 é/ 121 et 149g C, pendant 30 minutes. Ainsi qu'on l'expose ion plus loin, on obtient des pellicules tenaces et très bril- 011 lantes, présentant une excellente résistance aux agents chimiques. Cornue'le montrera ci-après dans des exemples, on peut incorporer encore d'autres composants résineux et compatibles. 



   Les noyaux réactifs résiduels du complexe restent bloqués par l'agent inhibiteur-neutralisant, au cours du magasinage et même dansla peinture ou l'émail terminés. 



  Cependant, lors de l'application sous forme de pellicule, et par chauffage, l'agent inhibiteur-neutralisant est chas- sé et la réaction finale se produit in situ, dans la pel- licule. La réaction comprend une réaction entre les noyaux 

 <Desc/Clms Page number 5> 

 du demi-ester et le composé époxydé, avec formation résultante de la pellicule désirée, possédant les caractéristiques mentionnées ci-dessus. Tout ceci se passe -sans qu'il y ait de risques d'incendie. 



   Comme on l'a expliqué, la résine de base est une résine alkyde modifiée. Dans le but d'éviter le jaunissement, on effectue la modification avec des acides gras saturés. 



   Les exemples ci-après illustrent davantage la façon de fabriquer les produits de cette invention, mais il est entendu que ces exemples sont donnés uniquement à titre explicatif, et ne doivent pas être:considérés comme limitant la présente invention. 



   Exemple I 
 EMI5.1 
 
<tb> Partie <SEP> 1 <SEP> Parties <SEP> en <SEP> poids
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> A. <SEP> Acide <SEP> pélargonique <SEP> 210
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> B. <SEP> Monopentaérythritol <SEP> 224
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> C. <SEP> Anhydride <SEP> phtalique <SEP> 285
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> D. <SEP> Anhydride <SEP> maléique <SEP> (facultatif) <SEP> 1
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> E. <SEP> Diéthyl <SEP> éther <SEP> du <SEP> diéthylène <SEP> glycol <SEP> 63
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> (facultatif)
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> F. <SEP> Anhydride <SEP> tétrachlorophtalique <SEP> 188
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> G.

   <SEP> Ether <SEP> monobutylique <SEP> de <SEP> l'éthylène <SEP> 312
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> glycol
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 1283
<tb> 
 
 EMI5.2 
 
<tb> Viscosité <SEP> 80 <SEP> stokes
<tb> 
<tb> Non <SEP> volatils <SEP> 69%
<tb> 
<tb> Indice <SEP> d'acide <SEP> 94 <SEP> (sur <SEP> non <SEP> volatils)
<tb> 
 
 EMI5.3 
 
<tb> PARTIE <SEP> 2 <SEP> Parties <SEP> en <SEP> poids
<tb> 
<tb> 
<tb> Ester <SEP> d'alkyde <SEP> de <SEP> base <SEP> de <SEP> la
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> Partie <SEP> 1 <SEP> 250
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> A. <SEP> Triéthylamine <SEP> 23,5
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> B. <SEP> Huile <SEP> de <SEP> lin <SEP> époxydée
<tb> 
<tb> 
<tb> (à <SEP> 8,5 <SEP> % <SEP> d'oxygène <SEP> sous <SEP> forme <SEP> oxyrane) <SEP> 68,8
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> C.

   <SEP> Eau <SEP> 181,7
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 524,0
<tb> 
 
 EMI5.4 
 
<tb> Viscosité <SEP> 17,3 <SEP> stokes'
<tb> 
<tb> Non <SEP> volatils <SEP> 46 <SEP> %
<tb> 
<tb> hH <SEP> 8,33
<tb> 
<tb> couleur <SEP> (Gardner) <SEP> 2-3
<tb> 
 

 <Desc/Clms Page number 6> 

 Exemple II 
 EMI6.1 
 
<tb> Partie <SEP> 1 <SEP> Parties <SEP> en <SEP> -poids
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> A. <SEP> Acides <SEP> gras <SEP> de <SEP> coco <SEP> 190
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> B. <SEP> Monopentaérythritol <SEP> 200
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> C. <SEP> Anhydride <SEP> phtalique <SEP> 285
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> D. <SEP> Anhydride <SEP> maléique <SEP> (facultatif)
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> E. <SEP> Diéthyl <SEP> éther. <SEP> du <SEP> diéthylène <SEP> glycol <SEP> 63
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> (facultatif)
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> F.

   <SEP> Anhydride <SEP> tétrachlorophtalique <SEP> 188
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> G. <SEP> Ether <SEP> monobutylique <SEP> de <SEP> l'éthylène <SEP> glycol <SEP> 315
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 1242
<tb> 
 
 EMI6.2 
 
<tb> Viscosité <SEP> 75 <SEP> stokes
<tb> Non <SEP> volatils <SEP> 68 <SEP> % <SEP> 
<tb> 
<tb> Indice <SEP> d'acide <SEP> 104 <SEP> (sur <SEP> non <SEP> volatils)
<tb> 
 
 EMI6.3 
 
<tb> Partie <SEP> 2 <SEP> Parties <SEP> en <SEP> poids
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> Ester <SEP> d'alkyde <SEP> de <SEP> base <SEP> de <SEP> la
<tb> 
<tb> 
<tb> partie <SEP> 1 <SEP> 250
<tb> 
<tb> A. <SEP> triéthylamine <SEP> 24,8
<tb> 
<tb> 
<tb> B. <SEP> Huile <SEP> de <SEP> lin <SEP> époxydée <SEP> (à <SEP> 8% <SEP> d'oxygène
<tb> 
<tb> sous <SEP> forme <SEP> oxyrane) <SEP> 60
<tb> 
<tb> 
<tb> C.

   <SEP> Eau <SEP> 166,5
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 501,3
<tb> 
 
 EMI6.4 
 
<tb> Viscosité <SEP> 21 <SEP> stokes
<tb> 
<tb> Non <SEP> volatils <SEP> 46,5 <SEP> % <SEP> 
<tb> 
<tb> pH <SEP> 8,5 <SEP> ' <SEP> 
<tb> 
<tb> Couleur <SEP> (Gardner) <SEP> 3
<tb> 
 
Dans chacun des exemples ci-dessus, on mélange les composants (A), (B), (C), (D) et (E), de la partie 1, et on les fait réagir de manière à former l'ester d'alkyde par un procédé classique d'estérification d'alkydes. Le pro- cédé consiste essentiellement à mélanger et à chauffer à la manière habituelle, entre 177 et 204  C, les composés (A) à (E), jusqu'à ce qu'on obtienne l'indice d'acide désiré.

   On effectue les déterminations de l'indice d'acide, d'après la méthode d'essai classique de Gardner,   à   intervalles de temps donnés, sur des échantillons des produits de la réaction. On utilise de préférence l'anhydride maléique, mais on peut,si on le désire, s'en passer. On peut utiliser à sa place, mais moins préférablement, d'autres mono et diacides non saturés en alpha-bêta. On utilise de préférence un solvant inerte miscible à l'eau tel que l'éther (E). On peut toutefois se 

 <Desc/Clms Page number 7> 

 passer de ce solvant, dans certains cas, ou le remplacer par un autre   solvant   non réactif. 



   Une fois que l'indice d'acide, déterminé par les mtéhodes d'essai classiques, a été baissé entre 70 et 90 environ, on refroidit le mélange réactionnel a. 135  C, ou moins, et on ajoute l'anhydride tétrachlorophtalique (F). 



  On élève à nouveau la température à 177-190  C et on la maintient pendant 15 à 30 minutes environ, pour former un ester partiel ou un demi-ester de l'alkyde préparée et de l'acide tétrachlorophtalique, avec conservation d'une aci- dité résiduelle équivalant au moins à un groupe carboxyle. 



  Une fois le demi-ester   l'orme,   on refroidit à 121  C, ou moins, la résine alkyde modifiée par une huile grasse, on ajoute le solvant miscible à l'eau (G), tout en agitant, et on refroidit ensuite jusqu'au-dessous de 54  C environ. 



   On ajoute alors les composants de la Partie 2 au demi-ester tétrachlorophtalique de la Partie 1, et de pré- férence de la manière suivante : on ajoute d'abord le tiers environ de la triéthylamine (A), agent inhibiteur et stabi- lisant, et on le mélange pour préparer le demi-ester à l'ad- dition du composant époxy (B) qu'on ajoute alors.

   En varian- 
 EMI7.1 
 pendant te, on peut d'abord mélanger l'inhibiteur, en une propor- une durée tion approximative, comme on l'a indiqué, avec le composé de réac-,. ensuite ce mélange produit réac- tion suf- sposy et ajouter ensuite ce mélange au produit de la réac- fisante tion de la Partie 1, tout en agitant. pour abais- ser l'indice L'addition du composant epoxy B provoque une d'acide de élévation de température due à une réaction exothermique, 6 à 12 points en- et on maintient cette température entre 60 et 63g C envi- viron, ron, et, de préférence, de 8 à 10 points environ, comme on a pu le déterminer approximativement par un procédé consis- tant à mesurer normalement des échantillons de temps en temps.

   Une autre méthode de mesure, pour déterminer la lim- pidité et le terme final de la réaction, est la   suivante :   
On prélève 50 g environ du complexe dont la teneur en composés non volatils et l'indice d'acide sont connus. 



  Ce prélèvement renferme une partie de l'amine utilisée com- me inhibiteur et stabilisant. On neutralise encore l'aci- dité jusqu'à un pH de 7,8, avec une quantité supplémentaire de la même amine. On abaisse à 15 %, par addition d'eau,la teneur en matières non volatiles de l'échantillon neutra- lisé avec de l'amine. Une opacité excessive de cette solu- tion indique qu'il est nécessaire de poursuivre la réaction. 



  Si l'opacité de la solution à 15 % est telle qu'on peut li- re un journal à travers une épaisseur de 38 mm environ,la réaction de préparation est considérée comme sensiblement complète. 

 <Desc/Clms Page number 8> 

 



   Au moment où la limpidité désirée est atteinte, comme le montre l'échantillon. essayé, on ajoute le com- plément de l'amine pour arrêter la réaction. Ensuite,on dilue le véhicule avec de l'eau (C), 5 à 10 minutes en- viron après la dernière addition de l'amine. 



   On a constaté qu'on peut utiliser immédiatement les complexes résine alkyde-époxy des exemples 1 et 2, ou bien les emmagasinner pour une utilisation ultérieure. 



  Pour les utiliser comme véhicule pour les peintures et les émaux on broie facilement dans ces complexes des pig- ments à l'aide des installations classiques de broyage pour peintures. On peut emmagasiner le produit pigmenté pendant longtemps et indéfiniment sans que cela nuise à ses propriétés comme enduit. 



   Comme on l'a indiqué, les complexes résine alkyde- époxy ci-dessus, dilués avec de l'eau, sont de préférence utilisés comme véhicule pour des vernis, des peintures et des émaux, dans lequel véhicule on incorpore plus facile- 
 EMI8.1 
 ment un pigment ou une matière colorante, comme dans le ne cas de l' exemple'WI4 On a constaté que les complexes ré- sine alkyde-époxy, solubles dans l'eau, une fois polymé- risés convenablement, sont essentiellement incolores ou limpides comme de l'eau, et résistent au jaunissement, quand on les surchauffe, mieux que lor-Isly attendait.Cet- te propriété rend ces véhicules utiles pour faire des émaus utilisés sur des réfrigérateurs, des machines à laver, des poêles, des appareils   sanitaires,etc...   



   On trouvera ci-dessous d'autres exemples de com- plexes résine alkyde-époxy, solubles dans   l'eau :   
Exemple III 
 EMI8.2 
 
<tb> Partie <SEP> 1 <SEP> Parties <SEP> en <SEP> poids
<tb> 
<tb> 
<tb> Composants
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> A. <SEP> Acides <SEP> gras <SEP> d'huile <SEP> de <SEP> tall <SEP> 105
<tb> 
<tb> (à <SEP> faible <SEP> teneur <SEP> en <SEP> résine)
<tb> 
<tb> 
<tb> B. <SEP> Monopentaérythritol <SEP> 80
<tb> 
<tb> 
<tb> C. <SEP> Anhydride <SEP> phtalique <SEP> 110
<tb> 
<tb> D. <SEP> Anhydride <SEP> maléique <SEP> 1,6
<tb> 
<tb> 
<tb> E. <SEP> Diéthyléther <SEP> du <SEP> diéthylène <SEP> glycol <SEP> 24
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> F. <SEP> Anhydride <SEP> tétrachlorophtalique <SEP> 72
<tb> 
<tb> 
<tb> G.

   <SEP> Monobutyl <SEP> éther <SEP> de <SEP> l'éthylène <SEP> glycol <SEP> 128
<tb> 
 
On fabrique ce complexe comme exposé dans la présente description. 



   On fabrique le complexe de résine époxy à base d'huile, qu'on peut diluer à l'infini ou dissoudre dans de l'eau, par addition contrôlée   des[composants   suivants, 

 <Desc/Clms Page number 9> 

 Constituant une addition au produit de la réaction de la Partie 1 du mélange, à savoir : 
 EMI9.1 
 
<tb> Partie <SEP> 2 <SEP> Parties <SEP> en <SEP> "poids
<tb> 
<tb> 
<tb> A. <SEP> Huile <SEP> de <SEP> lin <SEP> époxydée <SEP> 73
<tb> 
<tb> (à <SEP> 8,3 <SEP> % <SEP> d'oxyrane)
<tb> 
<tb> 
<tb> B. <SEP> Triéthylamine <SEP> 62
<tb> 
<tb> 
<tb> C. <SEP> Eau <SEP> (du <SEP> robinet) <SEP> 320
<tb> 
 
On procède à cette addition de la manière décrite. 



   On fabrique les compositions de la manière décrite et on fait réagir le mélange comme on l'a indiqué. 



   Exemple IV 
 EMI9.2 
 
<tb> Partie <SEP> 1 <SEP> Parties <SEP> en <SEP> poids
<tb> 
<tb> 
<tb> Composants <SEP> : <SEP> 
<tb> 
<tb> 
<tb> A. <SEP> Acides <SEP> gras <SEP> de <SEP> soja <SEP> 406
<tb> 
<tb> 
<tb> B. <SEP> Pentaérythritol <SEP> 312
<tb> 
<tb> 
<tb> C. <SEP> Anhydride <SEP> phtalique <SEP> 425
<tb> 
<tb> 
<tb> D. <SEP> Anhydride <SEP> maléique <SEP> -4
<tb> 
<tb> 
<tb> E. <SEP> Diéthyl <SEP> éther <SEP> du <SEP> diéthylène <SEP> glycol <SEP> 94
<tb> 
<tb> 
<tb> F. <SEP> Anhydride <SEP> tétrachlorophtalique <SEP> 281
<tb> 
<tb> 
<tb> G. <SEP> Monobutyl <SEP> éther <SEP> de <SEP> l'éthylène <SEP> gly- <SEP> 500
<tb> 
<tb> col
<tb> 
 
On fait réagir et on fabrique de la manière décrite. 



   La base d'alkyde modifiée fabriquée dans la Partie 1 est alors prête pour la production du complexe de résine époxy soluble dans l'eau formé dans la partie 2, qui consiste en une réduction partielle d'une huile épo- xydée avec le produit de la réaction de la Partie 1, de la manière suivante :

   
 EMI9.3 
 
<tb> Partie <SEP> 2. <SEP> Parties <SEP> en <SEP> poids
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> A. <SEP> Base <SEP> d'ester <SEP> alkyde <SEP> de <SEP> la <SEP> Partie <SEP> 1 <SEP> 345
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> B. <SEP> Triéthylamine <SEP> 32,5
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> C. <SEP> Huile <SEP> de <SEP> lin <SEP> époxydée <SEP> (à <SEP> 8,3 <SEP> % <SEP> 50
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> d'oxyrance)
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> D. <SEP> Eau <SEP> 204
<tb> 
 On fabrique   c.e   produit de la manière décrite.

   
 EMI9.4 
 
<tb> Viscosité <SEP> 10,3 <SEP> stokes
<tb> 
<tb> Matières <SEP> non <SEP> volatiles <SEP> 47 <SEP> % <SEP> 
<tb> 
<tb> pH <SEP> 8,4
<tb> 
<tb> 
<tb> Couleur <SEP> (Gardner) <SEP> 5
<tb> 
 

 <Desc/Clms Page number 10> 

   On   pigmente de préférence ce complexe d'époxy soluble dans l'eau, mais on peut l'utiliser en masse ou couche de finition limpide, polymérisée par la chaleur . 



  Autrement, si on le désire, la composition est applicable, comme les autres complexes analogues, dans l'industrie du moulage à chaude des matières plastiques, ou comme pro- duit adhésif soluble dans l'eau dans l'industrie des sta- tifiés et dans d'autres techniques et, dans chacun de ces cas, on le polymérise par la chaleur pour l'amener à l'état insoluble dans l'eau. 



   On trouvera dans ce qui suit d'autres exemples encore illustrant divers composants de réaction applica- bles dans la fabrication de complexes de résines époxy solubles dans l'eau, et de compositions à base d'alkyde demi-ester et d'huile époxydée. Ces complexes d'époxy ainsi que d'autres déjà décrits, constituent également des composants pour les matières plastiques, les adhésifs et autres compositions, y compris les véhicules pour ver- nis, peintures et émaux tels que décrits ici-même :

   
Exemple V 
 EMI10.1 
 
<tb> Partie <SEP> 1 <SEP> Parties <SEP> en <SEP> poids
<tb> 
<tb> 
<tb> A. <SEP> Acides <SEP> gras <SEP> de <SEP> lin <SEP> 330
<tb> 
<tb> 
<tb> B. <SEP> Glycérol <SEP> 280
<tb> 
<tb> 
<tb> C. <SEP> Anhydride <SEP> phtalique <SEP> 425
<tb> 
<tb> 
<tb> D. <SEP> Anhydride <SEP> maléique <SEP> 5
<tb> 
<tb> 
<tb> E. <SEP> Diéthyl <SEP> éther <SEP> de <SEP> l'éthylène <SEP> glycol <SEP> 97
<tb> 
<tb> 
<tb> F. <SEP> Anhydride <SEP> tétrachlorophtalique <SEP> 280
<tb> 
<tb> 
<tb> G. <SEP> Monoéthyl <SEP> éther <SEP> de <SEP> l'éthylène <SEP> glycol <SEP> 460
<tb> 
 
Viscosité 125 stokes 
Matières non volatiles 70 % 
Indice d'acide 91 (sur les matiè- res non volatiles) Partie 2. 
 EMI10.2 
 
<tb> 



  A. <SEP> résine <SEP> alkyde <SEP> de <SEP> base <SEP> de <SEP> la <SEP> Partie <SEP> 1 <SEP> 345
<tb> B. <SEP> Triéthylamine <SEP> 33
<tb> 
<tb> C. <SEP> Huile <SEP> de <SEP> lin <SEP> époxydée <SEP> (à <SEP> 8,3% <SEP> d'oxyrane) <SEP> 72,5
<tb> 
<tb> D. <SEP> Eau <SEP> 228
<tb> 
 
 EMI10.3 
 
<tb> Viscosité <SEP> 25 <SEP> stores
<tb> 
<tb> 
<tb> Matières <SEP> non <SEP> volatiles <SEP> 47 <SEP> % <SEP> 
<tb> 
<tb> 
<tb> pH <SEP> 8,2
<tb> 
<tb> 
<tb> Couleur <SEP> (Gardner) <SEP> 4
<tb> 
 

 <Desc/Clms Page number 11> 

 Exemple VI 
 EMI11.1 
 
<tb> Partie <SEP> 1 <SEP> Parties <SEP> en <SEP> poids
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> A. <SEP> Acide <SEP> gras <SEP> d'huile <SEP> de <SEP> tall <SEP> 367
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> B. <SEP> Triméthyloléthanol <SEP> 162
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> C. <SEP> Sorbitol <SEP> 140
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> D.

   <SEP> Anhydride <SEP> phtalique <SEP> 425
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> E. <SEP> Anhydride <SEP> maléique
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> F. <SEP> Diéthyl <SEP> éther <SEP> du <SEP> diéthylène <SEP> glycol <SEP> 94
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> G. <SEP> Anhydride <SEP> tétrachlorophtalique <SEP> 280
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> H. <SEP> Monobutyl <SEP> éther <SEP> de <SEP> l'éthylène <SEP> glycol <SEP> 480
<tb> 
 
Viscosité 100 stokes 
Matières non volatiles 69,1% 
Indice d'acide 87 (sur les matières non volatiles) Partie 2 
 EMI11.2 
 
<tb> A. <SEP> Résine <SEP> alkyde <SEP> de <SEP> base <SEP> de <SEP> la <SEP> Partie <SEP> 1 <SEP> 345
<tb> 
<tb> B. <SEP> Diméthyléthanolamine <SEP> 31
<tb> 
<tb> 
<tb> C. <SEP> Huile <SEP> de <SEP> soja <SEP> époxydée <SEP> (6,2% <SEP> en <SEP> oxyrane) <SEP> 67,5
<tb> 
<tb> 
<tb> D.

   <SEP> Eau <SEP> 228,7
<tb> 
 
 EMI11.3 
 
<tb> Viscosité <SEP> 22 <SEP> stokes
<tb> 
<tb> Matières <SEP> non <SEP> volatiles <SEP> 46 <SEP> %
<tb> 
<tb> pH <SEP> 8,0
<tb> 
<tb> Couleur <SEP> (Gardner) <SEP> 3+
<tb> 
 Exemple VII 
 EMI11.4 
 
<tb> Partie <SEP> 1 <SEP> Parties <SEP> en <SEP> poids
<tb> 
<tb> 
<tb> A. <SEP> Acides <SEP> gras <SEP> de <SEP> soja <SEP> 120
<tb> 
<tb> B. <SEP> Mono-pentaérythritol <SEP> 58
<tb> 
<tb> C. <SEP> Anhydride <SEP> tétrachlorophtalique <SEP> 170
<tb> 
<tb> D. <SEP> Monobutyl <SEP> éther <SEP> de <SEP> l'éthylène <SEP> glycol <SEP> 45
<tb> 
 
Viscosité 22 stokes 
Matières non volatiles 77,5% 
Indice d'acide 88,7 (sur les matières non volatiles) Partie 2 
 EMI11.5 
 
<tb> A. <SEP> Résine <SEP> alkyde <SEP> de <SEP> base <SEP> de <SEP> la <SEP> Partie <SEP> 1 <SEP> 312
<tb> 
<tb> B. <SEP> Diméthyléthanolamine <SEP> 31
<tb> 
<tb> C.

   <SEP> Huile <SEP> de <SEP> soja <SEP> époxydée <SEP> (6,2% <SEP> en <SEP> oxyrane) <SEP> 70
<tb> D. <SEP> Eau <SEP> 267
<tb> 
 
 EMI11.6 
 
<tb> Viscosité <SEP> 10 <SEP> stokes
<tb> 
<tb> Matières <SEP> non <SEP> volatiles <SEP> 46 <SEP> %
<tb> 
<tb> 
<tb> pH <SEP> 8,5
<tb> 
<tb> Couleur <SEP> (Gardner) <SEP> 6
<tb> 
 

 <Desc/Clms Page number 12> 

 Exemple VIII 
 EMI12.1 
 
<tb> Partie <SEP> 1 <SEP> Parties <SEP> en <SEP> poids
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> A. <SEP> Acides <SEP> gras <SEP> d'huile <SEP> de <SEP> ricin
<tb> 
<tb> 
<tb> déshydratée <SEP> 365
<tb> 
<tb> 
<tb> B. <SEP> krono-p <SEP> e-nt <SEP> aérythritol <SEP> 310
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> C. <SEP> Anhydride <SEP> phtalique <SEP> 485
<tb> 
<tb> D. <SEP> Anhydride <SEP> màléique <SEP> 3
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> E. <SEP> Diéthyl <SEP> éther <SEP> du <SEP> diéthylène <SEP> glycol <SEP> 94
<tb> 
<tb> 
<tb> F.

   <SEP> Anhydride <SEP> tétrachlorophtalique <SEP> 165
<tb> 
<tb> 
<tb> G. <SEP> Monobutyl <SEP> éther <SEP> de <SEP> l'éthylène <SEP> glycol <SEP> 490
<tb> 
 Viscosité 215 stokes Matières non volatiles 69 % Indice d'acide 89,8 (sur matières non volatiles) Partie 2. 
 EMI12.2 
 
<tb> A. <SEP> Résine <SEP> alkyde <SEP> de <SEP> base <SEP> de <SEP> la <SEP> Parie <SEP> 1 <SEP> 250
<tb> 
<tb> B. <SEP> Triéthylamine <SEP> 24
<tb> 
<tb> C. <SEP> Huile <SEP> de <SEP> lin <SEP> époxydée <SEP> (à <SEP> 8,3% <SEP> d'oxyrane) <SEP> 36
<tb> 
<tb> D.

   <SEP> Eau <SEP> 143
<tb> 
 
 EMI12.3 
 
<tb> Viscosité <SEP> 18 <SEP> stokes
<tb> 
<tb> 
<tb> Matières <SEP> non <SEP> volatiles <SEP> 46,5%
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> pH <SEP> 7,4
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> Couleur <SEP> (Gardner) <SEP> 3+
<tb> 
 
Le procédé de fabrication de chaque résine alkyde demi-ester soluble dans l'eau et la réaction d'ad- dition avec cette dernière d'une huile grasse époxydée, sont les mêmes que dans l'Exemple III ci-dessus, à l'ex- ception de la Partie 1 de l'Exemple VII. 



   Dans la Partie 1 de l'Exemple VII se trouve dé- crite une varianttdu procédé par charges séparées consis- tant à ajouter un excès d'anhydride tétrachlorophtalique à la place de l'anhydride phtalique. Dans le procédé pré- féré, ceci élimine le refroidissement avant d'ajouter l'anhydride dibasique. Les conditions et la température de réaction sont   sembl aoles,   avec cette différence que la durée de la réaction est diminuée de 1 heure environ. 



  Toutefois, avec l'excès d'anhydride tétrachlorophtalique utilisé, il y aura à la fois formation de diester et de demi-ester; le réglagle de la viscosité est plus   incer-   tain et on constate que les compositions sont plus ins- tables et qu'elles sont sujettes à se gélifier au cours 

 <Desc/Clms Page number 13> 

 de la réaction, si l'on ne prend pas grand soin d'empê- cher les surchauffes. On peut, d'une menière générale, in- diquer que le procédé préféré de cette invention consiste à appliquer le mode opératoire de la Partie 1 des Exem- ples I à IV. 



   Exemple IX Partie 1 
On fabrique d'abord un produit d'alcoolyse d'hui- le de soja ayant subi un raffinage alcalin, en mélangeant 226 parties d'huile de soja et   54   parties de monpentae- rythritol et 0,10 partie en poids d'hydroxyde de lithium, et en chauffant le mélange pendant une demi-heure,à   232 C   On ajoute au produit ci-dessus les composants suivants : 
 EMI13.1 
 
<tb> Partie <SEP> 1 <SEP> Parties <SEP> en <SEP> poids
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> A. <SEP> Anhydride <SEP> phtalique <SEP> 285
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> B. <SEP> Monopentaérythritol <SEP> 112
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> C. <SEP> Anhydride <SEP> maléique <SEP> 1,5
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> D. <SEP> Diéthyl <SEP> éther <SEP> du <SEP> diéthylène <SEP> glycol <SEP> 63
<tb> 
 
 EMI13.2 
 B.

   Anhydride tétrachlorophtaliqu, 188 
 EMI13.3 
 
<tb> F. <SEP> Monobutyl <SEP> éther <SEP> de <SEP> l'éthylène <SEP> glycol <SEP> 300
<tb> 
 
On fabrique le produit de réaction ci-dessus de la manière décrite dans les exemples l à 3. Ceci consiste essentiellement à traiter d'abord le produit de l'alcoo- lyse de l'huile de soja, avec les composants (A), (B), (C) et (D), comme dans une fabrication d'alkyde, comme décrit, après quoi, on ajoute le composant (E), on chauf- fe le mélange entre 177 et 1880 C, et on poursuit la   ré-   action jusqu'à avoir un indice a'acide de 86 environ.On refroidit alors le mélange réactionnel à 1210 C environ et on ajoute la partie (F).

   Les constantes de cette compo- sition sont les suivantes : 
Viscosité 83 stokes 
Matières non volatiles 69,3 % 
Couleur ( Gardner) 5 + 
Indice d'acide 102 (sur matières non volatiles) 

 <Desc/Clms Page number 14> 

 
 EMI14.1 
 
<tb> Partie <SEP> 2 <SEP> Parties <SEP> en <SEP> poids
<tb> 
<tb> 
<tb> A. <SEP> Résine <SEP> alkyde <SEP> de <SEP> base, <SEP> Partie <SEP> 1 <SEP> 250
<tb> 
<tb> 
<tb> B. <SEP> Triétbylamine <SEP> 25
<tb> 
<tb> 
<tb> C. <SEP> Huile <SEP> de <SEP> lin <SEP> époxydée <SEP> (8,3%) <SEP> 60,7
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> D. <SEP> Eau <SEP> 173,3
<tb> 
 
Le traitement de la Partie 2 est le même que celui décrit plus haut, essentiellement une demi-heure à 63  C, et il donne un complexe de résine soluble dans l'eau,   d'un   composé à chaîne grasse longue époxydée, dérivé d'une huile ou d'une substance à base d'huile.

   Les   constantes   du produit. final sont les suivantes : 
Viscosité 7,5 stokes pH 7,6 
Indéfiniment soluble dans l'eau. 



   Exemple X 
 EMI14.2 
 
<tb> Partie <SEP> 1 <SEP> Parties <SEP> en <SEP> poids
<tb> 
<tb> 
<tb> A. <SEP> Acides <SEP> gras <SEP> d'huile <SEP> de <SEP> tall <SEP> 130
<tb> 
<tb> 
<tb> B. <SEP> Monopentaérythritol <SEP> 100
<tb> 
<tb> 
<tb> C. <SEP> Anhydride <SEP> phtalique <SEP> 135
<tb> 
<tb> 
<tb> D. <SEP> Anhydride <SEP> maléique <SEP> 2
<tb> 
<tb> 
<tb> E. <SEP> Diéthyl <SEP> éther <SEP> du <SEP> diéthylène <SEP> glycol <SEP> 30
<tb> 
<tb> 
<tb> F. <SEP> Anhydride <SEP> chlorendique <SEP> Il)
<tb> 
<tb> 
<tb> G.

   <SEP> Monobutyl <SEP> éther <SEP> de <SEP> l'éthylène <SEP> glycol <SEP> 124
<tb> 
 
 EMI14.3 
 
<tb> Viscosité <SEP> 240 <SEP> stokes
<tb> 
<tb> 
<tb> Matières <SEP> non <SEP> volatiles <SEP> 76 <SEP> % <SEP> 
<tb> 
<tb> 
<tb> Indice <SEP> d'acide <SEP> 91,2 <SEP> (sur <SEP> matières
<tb> 
<tb> 
<tb> -non <SEP> volatiles)
<tb> 
<tb> 
<tb> Couleur <SEP> (Gardner) <SEP> 3-4
<tb> 
 Partie 2 
 EMI14.4 
 
<tb> A. <SEP> Résine <SEP> alkyde <SEP> de <SEP> base, <SEP> Partie <SEP> 1 <SEP> 230
<tb> 
<tb> B. <SEP> Triéthylamine <SEP> 24
<tb> C. <SEP> Huile <SEP> de <SEP> lin <SEP> époxydée
<tb> 
<tb> (indice <SEP> d'oxyrane <SEP> 8,3%) <SEP> 61
<tb> 
<tb> D.

   <SEP> Eau <SEP> 200
<tb> 
 
 EMI14.5 
 
<tb> Viscosité <SEP> 14 <SEP> stokes
<tb> 
<tb> Matières <SEP> non <SEP> volatiles <SEP> 46 <SEP> % <SEP> 
<tb> 
<tb> pH <SEP> 7,8
<tb> 
 
On fabrique le produit ci-dessus de la manière déjà décrite et ce produit constitue un exemple de plus du complexe résineux à base d'huile époxydée, soluble dans l'eau, décrit ici. 



   On trouvera ci-après d'autres exemples illustrant une modification : 

 <Desc/Clms Page number 15> 

 Exemple XI 
 EMI15.1 
 
<tb> Partie <SEP> 1 <SEP> Parties <SEP> en <SEP> poids
<tb> 
<tb> A. <SEP> Acides <SEP> gras <SEP> d'huile <SEP> de <SEP> tall <SEP> 112
<tb> 
<tb> 
<tb> B. <SEP> Monopentaérythritol <SEP> 102
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> C. <SEP> Anhydride <SEP> phtalique <SEP> 143
<tb> 
<tb> D. <SEP> Anhydride <SEP> maléique <SEP> 1
<tb> 
<tb> 
<tb> E. <SEP> Diéthyl <SEP> éther <SEP> du <SEP> diéthyl <SEP> éthylène
<tb> 
<tb> 
<tb> glycol <SEP> 30
<tb> 
<tb> F. <SEP> Anhydride <SEP> monochlorophtalique <SEP> b5
<tb> 
<tb> 
<tb> G.

   <SEP> Monobutyl <SEP> éther <SEP> de <SEP> l'éthylène <SEP> glycol <SEP> 150
<tb> 
 
On fait réagir (A), (B), (C), (D) et (E) à la manière habituelle, telle qu'elle a été décrite, jusqu'à ce que l'indice d'acide soit de 75, et on ajoute (F) à 135 C. On chauffe le mélange à   1?7-1882-   C, pendant 30 minùtes, on refroidit à 93  C et on ajoute (G). 



   Les résultats de l'analyse du produit obtenu sont les suivante : 
Viscosité 190 stokes 
Matières non volatiles 68,5   %   
Indice d'acide 105 (sur matières non volatiles) 
 EMI15.2 
 
<tb> Partie <SEP> 2 <SEP> Parties <SEP> en <SEP> -poids
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> A. <SEP> Résine <SEP> alkyde <SEP> de <SEP> base,Partie <SEP> 1 <SEP> 200
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> B. <SEP> Triéthylamine <SEP> 5
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> C. <SEP> Huile <SEP> de <SEP> lin <SEP> époxydée <SEP> (indice
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> d'oxyrane <SEP> 8,3) <SEP> 49
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> D. <SEP> Triéthylamine <SEP> 17
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> E. <SEP> Eau <SEP> 137
<tb> 
 
On fait réagir les composants (A), (B) et (C) comme on l'a expliqué;

   on maintient la température à 52  C pendant une heure et demie, puis on ajoute (D) en refroidis- sant. Au bout de 5 à 10 minutes, on ajoute (E) en agitant bien. Les caractéristiques du produit sont les suivantes : 
 EMI15.3 
 
<tb> Viscosité <SEP> 9,9 <SEP> stokes
<tb> 
<tb> 
<tb> pH <SEP> 7,3
<tb> 
<tb> 
<tb> Couleur <SEP> (Gardner) <SEP> 2-3
<tb> 
 Exemple XII 
 EMI15.4 
 
<tb> Partie <SEP> 1 <SEP> Parties <SEP> en <SEP> -poids
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> A. <SEP> Acide <SEP> pélargonique <SEP> 190
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> B. <SEP> Monopentaérythritel <SEP> 220
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> C. <SEP> Anhydride <SEP> phtalique <SEP> 285
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> D. <SEP> Anhydride <SEP> maléique <SEP> 1
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> E. <SEP> Diéthyl <SEP> éther <SEP> du <SEP> diéthylène <SEP> glycol <SEP> 63
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> F.

   <SEP> Anhydride <SEP> tétrachlorophtalique <SEP> 188
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> G. <SEP> Monobutyl <SEP> éther <SEP> de <SEP> l'éthylène <SEP> glycol <SEP> 285
<tb> 
 

 <Desc/Clms Page number 16> 

 
On fait réagir de (A) jusqu'à (E) à la manière habituelle, comme on l'a exposé, entre 177 et   1999   C,jusqu'à ce que l'indice d'acide soit de 80, on refroidit à 135  C et on ajoute (F). On chauffe à nouveau le mélange entre 177 et 1889 C pendant une demi-heure, on refroidit à 93  C et on ajoute (G). Les caractéristiques du produit sont les suivantes : 
 EMI16.1 
 
<tb> Viscosité <SEP> 117 <SEP> stokes
<tb> 
<tb> 
<tb> Couleur <SEP> (Gardner) <SEP> 1-2
<tb> 
<tb> 
<tb> Indice <SEP> d'acide <SEP> 103 <SEP> (sur <SEP> matières <SEP> non
<tb> 
<tb> 
<tb> volatiles)
<tb> 
<tb> 
<tb> Matières <SEP> non <SEP> volatiles <SEP> 68,8 <SEP> %.
<tb> 
 



   On peut autrement utiliser d'autres inhibiteurs, d'une nature moins préférée pour certaines compositions, pour fabriquer des résines alkydes époxy solubles dans l'eau. 



   On trouvera ci-après des variantes n'ayant aucun caractère limitatif, montrant l'utilisation de l'ammonia- que et de diverses amines comme agents stabilisants : 
 EMI16.2 
 
<tb> Partie <SEP> 2a <SEP> Parties <SEP> en <SEP> poids
<tb> 
<tb> 
<tb> A. <SEP> Résine <SEP> alkyde <SEP> de <SEP> base, <SEP> Partie <SEP> 1 <SEP> 250
<tb> 
<tb> 
<tb> B. <SEP> Ammoniaque <SEP> à <SEP> 28 <SEP> le. <SEP> 3,9
<tb> 
<tb> 
<tb> C. <SEP> Huile <SEP> de <SEP> lin <SEP> époxydée <SEP> 70
<tb> 
<tb> ( <SEP> à <SEP> 8,3 <SEP> % <SEP> d'oxyrane)
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> D. <SEP> Ammoniaque <SEP> à <SEP> 28 <SEP> % <SEP> 11
<tb> 
<tb> 
<tb> E. <SEP> Eau <SEP> 197
<tb> 
 
On fait réagir les composants (A), (B) et (C) comme on l'a expliqué et on maintient la température à 52  pendant une heure. On ajoute alors (D) en refroidissant. 



  Au bout de 10 minutes, on ajoute (E) en agitant bien.L'e- xamen du produit donne les résultats suivants : 
 EMI16.3 
 
<tb> Viscosité <SEP> 28 <SEP> stokes
<tb> 
<tb> 
<tb> pH <SEP> 7,75
<tb> 
<tb> 
<tb> Couleur <SEP> (Gardner) <SEP> 2 <SEP> +
<tb> 
 Partie 2b 
 EMI16.4 
 
<tb> A. <SEP> Résine <SEP> de <SEP> la <SEP> partie <SEP> 1 <SEP> 250
<tb> 
<tb> B. <SEP> N-méthyl <SEP> morpholine <SEP> . <SEP> 6,5 <SEP> 
<tb> 
<tb> C. <SEP> Huile <SEP> de <SEP> lin <SEP> époxydée <SEP> (à <SEP> 8,0% <SEP> d'oxyrane) <SEP> 70
<tb> 
<tb> D. <SEP> N-méthyl <SEP> morpholine <SEP> 18,4
<tb> 
<tb> E. <SEP> Eau <SEP> 187,6
<tb> 
 
On fait réagir les composants (A), (B) et (C) à 52  C pendant une heure, puis on ajoute (D) en refroi-   dissànt.   Au bout de 10 minutes, on ajoute (E) en agitant bien . 

 <Desc/Clms Page number 17> 

 



  L'examen du produit donne les résultats suivants: 
 EMI17.1 
 
<tb> Viscosité <SEP> 14 <SEP> stokes
<tb> 
<tb> pH <SEP> 6,5
<tb> 
<tb> Couleur <SEP> (Gardner) <SEP> 2
<tb> 
 PARTIE 2c 
 EMI17.2 
 
<tb> A. <SEP> Résine <SEP> de <SEP> la <SEP> Partie <SEP> 1 <SEP> 250
<tb> 
<tb> 
<tb> B. <SEP> Diéthyléthanolamine <SEP> 7,5
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> C. <SEP> Huile <SEP> de <SEP> lin <SEP> époxydée <SEP> (à <SEP> 8,5 <SEP> % <SEP> 7 
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> d'oxyrane)
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> D. <SEP> Diéthyléthanolamine <SEP> 21,3
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> E. <SEP> Eau <SEP> 183,6
<tb> 
 
Le procédé est le même que dans la partie 2 b. 



  L'examen du produit donne les résultats suivants : 
 EMI17.3 
 
<tb> Viscosité <SEP> 13 <SEP> stokes
<tb> 
<tb> pH <SEP> 7,7
<tb> 
<tb> Couleur <SEP> (Gardner) <SEP> 2
<tb> 
 Partie   2d   
 EMI17.4 
 
<tb> A. <SEP> Résine <SEP> de <SEP> la <SEP> Partie <SEP> 1 <SEP> 250
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> B. <SEP> Diméthyléthanol <SEP> amine <SEP> 8
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> C. <SEP> Huile <SEP> de <SEP> lin <SEP> époxydée <SEP> (à <SEP> 8,3 <SEP> % <SEP> 70
<tb> 
<tb> 
<tb> d'oxyrane)
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> D. <SEP> Diméthyléthanol <SEP> amine <SEP> 23
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> E. <SEP> Eau <SEP> 181
<tb> 
 
Le procédé est le même que dans la Partie 2b. 



  L'analyse du produit donne les résultats suivants : 
 EMI17.5 
 
<tb> Viscosité <SEP> 13 <SEP> stokes
<tb> 
<tb> 
<tb> pH <SEP> 8,2
<tb> 
<tb> 
<tb> Couleur <SEP> (Gardner) <SEP> 2+
<tb> 
 Exemple XIII 
 EMI17.6 
 
<tb> Partie <SEP> 1 <SEP> Parties <SEP> en <SEP> poids
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> A. <SEP> Acide <SEP> pélargonique <SEP> 190
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> B. <SEP> Monopentaérythritol <SEP> 165
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> C. <SEP> Ethylène <SEP> glycol <SEP> 50
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> D. <SEP> Anhydride <SEP> tétrahydrophtalique <SEP> 290
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> E. <SEP> Anhydride <SEP> maléique <SEP> 1
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> F. <SEP> Diéthyl <SEP> éther <SEP> du <SEP> diéthylène <SEP> glycol <SEP> 63
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> G.

   <SEP> Anhydride <SEP> tétrachlorophtalique <SEP> 188
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> H. <SEP> Monobutyl <SEP> éther <SEP> de <SEP> l'éthylène <SEP> glycol <SEP> 295
<tb> 
 
On procède à cette fabrication comme on l'a expo- sé dans l'Exemple 1; elle consiste, d'une façon générale, en une estérification classique d'alkyde pour les compo- sants (A) à (F), estérifiés entre 183 et   2049-   C jusqu'à ce que l'indice d'acide soit de 75. On refroidit alors l'al- kyde à 135  C, on ajoute (G) et on chauffe le mélange à 188  C pour former le demi-ester de l'alkyde que l'on re- froidit à 93  C en ajoutant   -l'éther   (H). 

 <Desc/Clms Page number 18> 

 



  L'analyse du produit donne les résultats suivants : 
 EMI18.1 
 
<tb> Matières <SEP> non <SEP> volatiles <SEP> 69,7 <SEP> % <SEP> 
<tb> 
<tb> 
<tb> Viscosité <SEP> 26,5 <SEP> stokes
<tb> 
<tb> 
<tb> Couleur <SEP> (Gardner) <SEP> 1-2
<tb> 
<tb> 
<tb> Indice <SEP> d'acide <SEP> 88 <SEP> (sur <SEP> matières
<tb> 
<tb> 
<tb> non <SEP> volatiles <SEP> ) <SEP> 
<tb> 
 Partie 2. 
 EMI18.2 
 
<tb> 



  A. <SEP> Produit <SEP> de <SEP> la <SEP> partie <SEP> 1 <SEP> 250
<tb> 
<tb> B. <SEP> Huile <SEP> de <SEP> lin <SEP> époxydée <SEP> 61
<tb> C. <SEP> Triéthylamine <SEP> 21,7
<tb> 
<tb> D. <SEP> Eau <SEP> 178,3
<tb> 
 
On fabrique le produit de la réaction de la Partie 2 de la manière indiquée précédemment, qui consiste, d'une manière générale, à charger le composant (A) et 25% du composant (C) dans un réacteur, à chauffer à 52 C, à ajou- ter (B) et à maintenir la température à 52   C'pendant une heure.

   On ajoute alors le reste de (C) et, au bout de 10 mi- nutes, on ajoute l'eau (D) tout en mélangeant bien et en re- 
 EMI18.3 
 froidissant.1eanalyse du produit donne les résultats sui- vants : 
 EMI18.4 
 
<tb> Matières <SEP> non <SEP> volatiles <SEP> 4b <SEP> %
<tb> Viscosité <SEP> 5,2 <SEP> stores
<tb> pH <SEP> 7,5
<tb> Couleur <SEP> (Gardner) <SEP> 2-
<tb> 
 Exemple XIV 
 EMI18.5 
 
<tb> Partie <SEP> 1 <SEP> Parties <SEP> en <SEP> poids
<tb> 
<tb> A. <SEP> Acide <SEP> gras <SEP> d'huile <SEP> de <SEP> tall <SEP> (pauvres <SEP> 270
<tb> en <SEP> résine)
<tb> 
<tb> B. <SEP> Monopentaérythritol <SEP> 210
<tb> 
 
 EMI18.6 
 C.-Anhydride tétrahydrophta? ique 290 
 EMI18.7 
 
<tb> D. <SEP> Anhydride <SEP> maléique <SEP> - <SEP> 1,5 <SEP> 
<tb> e. <SEP> Diéthyl <SEP> éther <SEP> du <SEP> diéthylène <SEP> glycol <SEP> 64
<tb> 
<tb> 
<tb> F.

   <SEP> Anhydride <SEP> tétrachlorophtalique <SEP> 188
<tb> 
<tb> G. <SEP> Monobutyl <SEP> éther <SEP> de <SEP> l'éthylène <SEP> glycol <SEP> 340
<tb> 
 
On fabrique un ester d'alkyde modifié, à l'aide des composants ci-dessus, de la manière décrite dans l'exemple 13. Cette fabrication consiste en général en une estérifi- cation d'alkyde classique des composants (A) a entre 182 et 204  C, jusqu'à ce que l'indice d'acide soit de 78. 



  On'refroidit alors l'alkyde à 135  C, puis on ajoute le composant (F) et on chauffe le mélange à   1909   C, pour former le demi-ester avec une acidité résiduelle que l'on détermine comme on   l'a-déjà   indiqué. On refroidit alors à 93  C l'al- kyde modifié, on ajoute (G) et on mélange à fond jusqu'à obtention d'une solution homogène.L'ester d'alkyde modifié a les caractéristiques suivantes :

   

 <Desc/Clms Page number 19> 

 
 EMI19.1 
 
<tb> Matières <SEP> non <SEP> volatiles <SEP> 70,5 <SEP> %
<tb> 
<tb> Viscosité <SEP> 63,5 <SEP> stokes
<tb> 
<tb> Couleur <SEP> (Gardner) <SEP> 2-3
<tb> 
<tb> Indice <SEP> d'aciue <SEP> (sur <SEP> matières <SEP> non <SEP> 88
<tb> 
<tb> volatiles)
<tb> 
 P art ie 2 
 EMI19.2 
 
<tb> A. <SEP> Produit <SEP> de <SEP> la <SEP> Partie <SEP> 1 <SEP> 250
<tb> 
<tb> B. <SEP> Huile <SEP> de <SEP> lin <SEP> époxydée <SEP> (à <SEP> 8,5% <SEP> d'oxyrane) <SEP> 61
<tb> 
<tb> C. <SEP> Diméthyléthanol <SEP> amine <SEP> 19,5
<tb> 
<tb> D. <SEP> Eau <SEP> @ <SEP> 185,5
<tb> 
 
 EMI19.3 
 On fabrique le complexeJa1alkyde-époxy de la même manière que dans la partie 2 de l'exemple 13.

   Le complexe servant de véhicule aonne à l'examen les résultats suivants: 
 EMI19.4 
 
<tb> Viscosité <SEP> 15 <SEP> stokes
<tb> 
<tb> pH <SEP> 7,6
<tb> 
<tb> Couleur <SEP> (Gardner) <SEP> 2
<tb> 
<tb> Matières <SEP> non <SEP> volatiles <SEP> 46 <SEP> % <SEP> 
<tb> 
   Exemple XV    
Dans cet exemple, on fabrique un ester d'alkyde modifié de l'exemple 12, et on le modifie avec un ester d'acide gras à longue chaîne époxydée. Les composants for- mant la partie 2 des compositionsci-dessus comprennent 250 parties de l'alkyde base modifié de l'exemple 12,71 parties d'ester époxydé de pentaérythritol et a'acide gras de lin (à 8,5   %     d'oxyrane),   24 parties de triéthylamine et 197 par- ties d'eau.

   On fabrique ce complexe alkyde modifie-ester époxydé, qu'on peut diluer indéfiniment avec de l'eau, de la même .manière que celle décrite dans les exemples 14 et 15. 



  L'examen du complexe servant de véhicule nonne les résultats suivants : 
 EMI19.5 
 
<tb> viscosité <SEP> 17,5 <SEP> stokes
<tb> 
<tb> pH <SEP> 8,3
<tb> 
<tb> Couleur <SEP> (Gardner) <SEP> 2 <SEP> +
<tb> 
<tb> Matières <SEP> non <SEP> volatiles <SEP> 46%
<tb> 
 
Cet ester époxydé est un exemple des esters   époxydés   de la nature décrite pour fabriquer des compositions et des produits tels qu'ils sont réalisés et tels qu'on les consi- dère ici. 



  Composants de la Partie 1 
Les composants de l'huile de base incorporés aux résines alkydes sont des exemples d'acides gras et u'esters à chaîne longue, saturés et non saturés, dérivés a'huiles 

 <Desc/Clms Page number 20> 

 grasses d'origine végétable, animale et marine, dont la chaîne grasse comprend de 6 à 26 atomes de carbone. Les huiles utilisées pour fabriquer la résine alkyde peuvent être alcoolysées de préférence en présence d'un catalyseur, avec un polyalcool, avant de procéder à l'addition du dia- cide, qui est en général de l'anhydride phtalique.   Dn   peut également, en variante, se servir d'acides gras dans la synthèse des résines alkydes.

   On peut citer comme types d'acides saturés ou non saturés, mais sans que cette liste soit limitative, par exemple ceux des huiles de graines de coton, de mais, de colza, de soja, de carthane, de ricin, de ricin déshyaraté, de lin, de noix de coco, de   Menhaden,   de sardines, de baleine, de morue, de suif, de lard etc... 



  Les acides utiles pour la fabrication des résines alkydes, provenant en général de ces huiles, comprennent les acides suivants : les acides caproique, caprylique, caprique, lau- rique, myristique, palmitique, stéarique, béhénique, oléi- que, éruciaue, linoléique, linolénique, arachidonique et   clupanodonique.   Parmi les autres acides, on retient les acides de l'huile de tall et l'acide pélargonique. On peut modifier ces acides, par exemple avec de l'acide benzoïque, et autre. 



   On peut faire varier la quantité d'huile grasse ou d'acide gras utilisée dans l' alkyde. On   codifie   en général la résine alkyde pour au' elle renferme entre 10 et 40% et, de préférence, entre 20 et 30 % d'huile. 



   Le triméthyldléthane, le pentaérythritol, les poly-   pentaérythritols,   le glycol, le diéthylène glycol, le butane diol, le glycérol, le sorbitol, et autres constituent des exemples des polyols qu'on peut utiliser. Les quantités de ces polyols qu'on utilise peuvent varier entre une insuf- fisance de 10 % environ et un excès de 10 % environ, par rapport à la quantité chimiquement équivalente des compo- sants acides combinés totaux énumérés dans la partie 1 des exemples. Toutefois, la quantité préférée de polyol est celle qui est chimiquement équivalente à l'acidité totale. 



    Bien   qu'il reste un excès   '''.'acidité   dans l'ester d'alkyde ou dans le produit résineux terminés, on préfère utiliser au moins la quantité théorique de polyol, pour obtenir avec le diacide des produits limpides et solubles dans l'eau, 

 <Desc/Clms Page number 21> 

 ayant la structure de demi-esters, et les meilleurs résul- tats du point de vue de l'éclat et de la résistance à l'eau des pellicules polymérisées. 



   Le uiacide entrant dans la composition de la rési- ne alkyde peut être l'un quelconque de ceux connus dans la technique. Cependant, on préfère l'anhydride phtalique dans l'estérification initiale de l' alkyde, pour obtenir une meilleure conservation de la couleur, et pour des rai- sons d'économie. Du fait qu'une quantité considérable du diacide existe sous la forme d'un diester dans l'alkyde terminée, cette forme est incapaole de réagir avec l'huile époxydée servant de produit ue base. On pense cepenaant qu'une partie de l'élément phtalique se trouve sous forme de demi-ester et que, en conséquence, elle réagit avec l'huile époxydée. Son rôle principal est celui d'un compo- sant résineux. 



   Les groupes carboxyde ue l'alkyde obtenu dans la partie 1 des exemples jouent le rôle d'un agent   solubili.-   sant et d'un agent de liaison entre la résine alkyde et l'huile époxydée servant de produit ae base. Les composés diacides ajoutés, qui réagissent avec l'alkyde, sont les anhydrides . phtalique, hexahydrophtalique, tétrahydroph- talique, mono-chlorophtalique, chlorendique, et autres. 



  On les fait réagir avec la masse de l'esther d'alkyde après que la première majeure partie de la réaction d'es- térification de l'alkyde est terminée. Ce produit   d'addi-   tion réagit avec le composé époxydé pour former le comple- xe intermoléculaire alkyde-époxy. On donne la préférence a cette modification de l'alkyde avec ces anhydrides dia- cides, pour obtenir une réactivité maximum avec les compo- sés époxydés utilisés dans la partie 2 des exemples. 



  Ainsi, l'équivalent en oxyrane ae l'huile époxydée servant de produit de base, peut se trouver en excès par rapport aux groupes carbonyle libres de l'alkyde de base. 



   Le solvant miscible à l'eau, comme le monobutyl éther de l'éthylène glycol, est également un solvant des résines de demi-ester et d'huile, de l'huile époxydée et du produit de la réaction. Ce solvant abaisse consi- dérablement la viscosité de la résine à base d'huile et facilite la fabrication au cours des opérations finales de neutralisation et de mélange avec des pigments.Ce 

 <Desc/Clms Page number 22> 

 solvant élève aussi la tolérance vis-à-vis de l'eau et aide à conserver la limpidité du véhicule. Comme autres exemples de solvants dont le point d'éclair est élevé,on peut citer le monométhyl éther et le monoéthyl éther de l'éthylène glycol, et les   monométh,yl-,     monoéthyl-,   et mono- butyléthers du diéthylène glycol.

   Les proportions dans les-   quels   on les utilise ne sont pas critiques,   m.is   des quan-   tités   importantes tendent à donner une faible viscosité aux véhicules terminés et à améliorer les conditions de la réaction. La proportion préférée est ue 13 à 15% environ dans le véhicule terminé à 46 % de matières non volatiles . 



  On peut utiliser d'autres solvants miscibles à l'eau dont le point d'éclair est plus bas, comme l'alcool dénaturé, et d'autres du même genre, en contrôlant convenablement les températures de fabrication et ci'addition. 



  Composants de la partie 2 
L'amine volatile qui est une base, joue le rôle de stabilisant ou d'inhibiteur pour la réaction entre les demi-esters et le composant époxy. L'amène est Volatile et elle disparaît au cours de la cuisson pour permettre à l'acidité résiduelle de réagir ensuite avec le composé d'huile époxydée. Toutefois, bien qu'on nonne la préférence à des produits comme la   triéthyl amine,   la diméthyléthanol amine, la N-méthyl morpholine, pour obtenir des   composi-   tions limpides et pour produire des pellicules dont la cou- leur soit stable, on peut utiliser, dans certains cas, d'au- tres stabilisants inhibiteurs comme l'ammoniaque, la mono- éthanol amine, la diéthanol amine, la morpholine, la dipro- 
 EMI22.1 
 pyl amine et la di-4.sopropy1 amine, etc..

   La dimét!:1yl éther nol-amine donne également ae bons résultats. L'ammmoniauqe et de nombreuses autres amines moins volatiles, comprenant la soude caustique, et des agents neutralisants ou inhi- biteurs analogues, ou bien tendant à décolorer les pelli- cules, ou bien ne forment pas convenablement de pellicule queant on les cuit à la température modérée de 93 à 149 C. 



  La quantité d'amine volatile préférée qu'on utilise est   l'équivalent   stoechimétrique suffisant pour neutraliser l'acidité du véhicule constitué par le complexe résine al- kyde-époxy. 



   On peut fabriquer les huiles époxydées et les com- posés utiles dans la présente invention, par un quelconque 

 <Desc/Clms Page number 23> 

 des procédés décrits dans les brevets des Etats-Unis d'Amé- rique n  2485.160 du 18 Octobre   1949   et 2.813.878 du 19 No- vembre   1957   et exposés par RITTER Jr et autres dans le brevet des Etats-Unis d'Amérique n  2.771.472 du 20 Novembre 1956 et par   SWERN   dans le brevet des Etats-Unis d'Amérique n  2.569.502 du 2 Octobre 1951. On fait de préférence subir un raffinage alcalin aux composés époxydés avant de les faire réagir dans le traitement décrit ici. Ces huiles sont essen- tiellement celles qui renferment de la non saturation, comme on l'a exposé à propos des huiles de base pour les résines alkydes de la partie 1 des exemples.

   Ces huiles non saturées et leurs acides gras peuvent être au préalable transformées en d'autres esters par alcoolyse ou par estérification avec des mono ou des polyalcools aliphatiques et aromatiques, sa- turées ou non saturées, substituées ou non substituées, avant ou après l'époxydation. Il est en outre possible d'utiliser des esters gras à longues chaînes époxydées, par exemple l'a- cétate d'époxy-stéaryle, l'époxy-stéarate d'époxy-stéaryle, l'époxy-stéarate de butyle, l'époxy-béhénate d'octyle, le di- époxy-stéarate de méthyle, l'adipate de di-(époxy-lauryle), le triépoxy-stéarate de propyle, l'époxy-stéarate   d'allyle,   et autres... 



   Bien que les huiles époxydées et les esters mention- nés ci-dessus soient d'origine animale, végétale et marine, il n'est pas exclu d'utiliser des esters époxydés synthéti- ques ou dérivés du pétrole. 



   La définition générale des composés d'oxyrane utiles dans la présente invention est la suivante: ce sont essen- tiellement des composés à   chaîne   longue, comportant ou non des substituants, renfermant de 8 à 26 atomes de carbone dans la chaîne grasse, comportant au moins un groupe oxyrane in- terne par chaîne, et avec ou sans groupes oxyrane en plus dans le radical substitué. 



   Les composés d'oxyrane préférés sont les huiles de glycérides époxydées comprenant de 5 à 12 % d'oxygène sous forme oxyrane. Dans ce groupe, on préfère particulièrement une huile avec de 8,0 et 9, 5% d'oxyrane. Il résulte de là que l'huile de base pour l'époxydation doit avoir de préfé- rence un indice d'iode d'au moins 150. A cette catégorie ap-   partiennent :   l'huile de lin, l'huile de soja épurée, l'hui- le de carthame, et certaines huiles de poisson. On donne tou- tefois la préférence à l'huile de lin. 

 <Desc/Clms Page number 24> 

 



   Les utilisations finales et les propriétés des pro- duits terminés de l'invention sont déterminées par divers facteurs parmi lesquels on peut considérér : 1 Le degré de modification du mono-acide (longueur d'huile ou modification)de la résine alkyae de la partie 1 aes exemples ; 2. Le rapport pondéral de la résine alkyde à l'huile époxydée de la partie 2 des exemples; 3. et la teneur en oxyrane et la structure de l'huile époxydée de la partie 2 des exemples. 



   La dureté des pellicules et leurs qualités générales après cuisson des produits finaux, s'améliorent   quand   la te- neur en oxyrane de l'huile époxydée augmente, la quantité et le type de résine   alkyae   restant constants. Réciproque- ment, il est possible d'obtenir des pellicules dures ou molles, plastiques ou collantes, quand la teneur en oxyrane s'abaisse à partir de la teneur préférée en oxyrane, qui est de 8   à   9,5 %, jusqu'à 4 % environ. Si l'on maintient cons- tante la teneur en oxyrane de l'huile époxydée et si le   pourcentage d'huile ou la modification par un mono-acide de la résine alkyde, augmentent, la pellicule devient plus molle.

   Donc, pour un ensemble donné de propriétés finales désirées, le rapport pondéral de l'ester d'alkyde acide de base ou de la resine de base au compoosant de base de l'huile époxydée, ou la modification de l'alkyde et la teneur en oxyrane du composant époxy, sont tous importants et liés   entre eux. 



   D'une façon générale, on peut obtenir des pelli- cules ayant des propriétés essentiellement équivalentes en   combinant : 1 , deux parties d'une résine alkyde courte modifiée avec 20 à 25% de monoacide, avec une partie d'une huile de 1 in époxydée (de 8 à 8,5% ou plus en oxyrane),   et 2 , six parties d'une résine alkyde plus longue 
 EMI24.1 
 modifiée iléµÎXàÉÎ ÎÉ/ÎÉ ÎÉ   huile de lin époxydée (de 8 à 8,5% ou plus en oxyrane). 



  -Les proportions ci-dessus sont comprises dans les limites préférées pour obtenir les propriétés désirées de formation de pellicules des produits cités dans la présente description. Des rapports différents de ceux indiqués ci-dessus donneront une gamme de produits plus étendue allant des matières plastiques molles, des compositions   

 <Desc/Clms Page number 25> 

 collantes, jusqu'aux produits durs, friables et cassants. 



   On peut, si on le désire, utiliser ces véhicules améliorés de la présente invention, des exemples I à   XV,   comme vernis au four limpides. Dans cette application,ils donnent un très beau brillant et leur couleur est très stable, ils résistent très bien à l'eau et aux agents al- calins, aux agents chimiques, et ils adhèrent d'une ma- nière très tenace, tout en étant très durs et très sou- ples après cuisson. Comme le diluant est de l'eau, il n'y a pas de risques de feu ou de fumées dans leur applica- tion. 



   Les complexes résine alkyde-époxy sont compatibles avec d'autres compositions résineuses solubles dans l'eau ou pouvant se disperser dans l'eau. On peut encore faire varier les. caractéristiques de formation des pellicules et les propriétés finales de formation des pellicules, pour qu'elles soient plus ou moins molles ou dures et plus ou moins brillantes ou mates. On obtient en général moins d'éclat et de mollesse quand les composants ne sont pas entièrement compatibles. 



   On trouvera dans le tableau suivant une liste de quelques types représentatifs solubles dans l'eau et qu'or peut disperser dans l'eau, de produits résineux compati- bles avec les complexes résine alkyde-époxy de l'invention 
 EMI25.1 
 
<tb> Type <SEP> de <SEP> résine <SEP> Dénomination <SEP> Fabricant
<tb> 
<tb> commerciale
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> Phénol-formaldéhyde <SEP> Admirez <SEP> PL-64 <SEP> ADM
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> Type <SEP> silicone <SEP> Silicone <SEP> R-64 <SEP> Union <SEP> Carbide
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> Mélamine-formaldéhyde <SEP> Cymel <SEP> 7273-7 <SEP> Américan
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> Cyanamid <SEP> C 
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> Mélamine-formaldéhyde <SEP> Résimène <SEP> 881 <SEP> Monsanto
<tb> 
<tb> 
<tb> butylée <SEP> ..

   <SEP> 882
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 883
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> Butadiène-styrène <SEP> Dow <SEP> Latex <SEP> 566 <SEP> Dow
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> Emulsion <SEP> acrylique <SEP> Rhoplex <SEP> B-85 <SEP> Rohm <SEP> & <SEP> Haas
<tb> 
 
L'exemple suivant illustre une composition parti- culière des complexes solubles dans l'eau, de la présenté invention, en combinaison avec une résine   mélamine-for-   maldéhyde préférée, soluble dans l'eau, ou qu'on peut disperser dans l'eau. 

 <Desc/Clms Page number 26> 

 



  Exemple XVI Partie 1 Partie en poids A. Un complexe résine alkyde-époxy soluble dans l'eau, choisi parmi les Exemples X à XII 100 B. Une résine mélamine-formaldéhyde soluble dans l'eau, et de préfé- rence la " Cymel " 7273-7 (à   75%   de matières non volatiles) (Américan Cyanamid) 5,0 
On mélange simplement la résine mélamine-formal- déhyde avec le complexe résine alkyde-époxy, dans la pro- portion de 2 à 10 parties environ pour 100 parties du véhi- cule. La résine de mélamine soluble dans l'eau, ajoutée même en petites quantités, favorise l'abaissement de la viscosité du complexe en solution quand on le dilue avec de l'eau, et elle améliore la stabilité de la couleur des pellicules après cuisson.

   Quand on augmente le poids de résine de mélamine, la dureté de la pellicule et sa résis- tance aux agents chimiques augmentent, mais l'adhérence et la souplesse des produits finis diminuent. On pense que, lors de la cuisson, la résine de mélamine réagit avec le complexe résine alkyde-époxy. 



   On peut, dans l'exemple XVI, remplacer la mélamine -formaldéhyde par les composés solubles dans l'eau, ou qu' on peut disperser dans l'eau, énumérés ci-dessus, ou bien les mélanger de toute autre façon avec les complexes de résines époxy, solubles,pour former avec eux des composi- tions modifiées. 



   On peut utiliser comme véhicules les complexes résine alkyde-époxy solubles dans l'eau décrits ci-dessus et les mélanger directement avec un pigment et les diluer avec de l'eau pour obtenir des couches de finition émail- lées au four, très brillantes. C'est ce que montre l'exem- ple suivant de mélange à cuire, donnant un beau brillant:

   
Exemple XVII 
 EMI26.1 
 
<tb> Parties <SEP> en <SEP> poids
<tb> 
<tb> Oxyde <SEP> de <SEP> titane <SEP> '(Rutile <SEP> non <SEP> crayeux) <SEP> 195
<tb> 
<tb> Véhicule <SEP> de <SEP> l'Exemple <SEP> III <SEP> (47% <SEP> de <SEP> matières
<tb> 
<tb> non <SEP> volatiles) <SEP> 472
<tb> 
<tb> 
<tb> Eau <SEP> 333
<tb> 
 

 <Desc/Clms Page number 27> 

 
 EMI27.1 
 
<tb> Concentration <SEP> en <SEP> volume <SEP> du <SEP> pigment <SEP> 18, <SEP> %
<tb> Eléments <SEP> non <SEP> volatils <SEP> du <SEP> véhicule <SEP> 27,6 <SEP> % <SEP> 
<tb> 
<tb> Consistance <SEP> (en <SEP> unités <SEP> Krebs) <SEP> 75-85
<tb> 
<tb> Matières <SEP> solides <SEP> totales <SEP> 41,7 <SEP> %
<tb> 
<tb> Rapport <SEP> pigment/liant <SEP> 0,9/1,0
<tb> 
 
On broie à l'état de pâte, dans un broyeur appro- prié, l'oxyde de titane servant de pigment,

   et un quart à un tiers environ du véhicule de l'exemple III, puis on mélange le reste du véhicule de l'exemple III. On dilue alors le produit avec de l'eau. Ceci donne un émail qui se cuit en donnant une pellicule très brillante, dure, tenace, et extrêmement résistante après 30 minutes de cuisson à 1212 C. L'éclat indiqué par l'appareil Gardner à 60  est dé 90. 



   La tenue de la pellicule est exceptionnelle, en comparaison avec celle de tous les autres émaux et couches d'impression au four, dilués avec de l'eau. Il est en outre possible d'enlever le produit avec de l'eau, si on le fait immédiatement, et il ne se pose pas de problèmes de fumées ou de dangers d'incendie. 



   Cet exemple concerne un seul des nombreux pigments et agents colorants connus, de nature courante, qu'on peut mélanger avec les divers complexes résine alkyde modifiée- époxy à base d'huile décrits ici même. On obtient un véhi- cule pigmenté préféré en modifiant un complexe des exemples 1,2, et 3 dans la composition préférée de l'exemple XIII, et en préparant une composition pigmentée, comme le montre l'exemple XVII. 



   Les véhicules solubles dans l'eau préférée objets de l'invention, présentent une excellente stabilité de véhicule, ce qui permet d'y broyer directement le pigment sans qu'il soit nécessaire d'y ajouter d'autres stabili- sants ou agents mouillants, et il en résulte que les for- mules des émaux et des peintures sont très simples. Les solutions solubles dans l'eau mouillent facilement les pigments et abaissent la durée du mélange à 25 % de celle habituellement nécessaire, et elles permettent d'ajouter de 2 à 4 fois la quantité de pigment qu'on ajoute norma- lement au cours du mélange. 



   En outre, quand on mélange les véhicules avec de l'oxyde de fer, des silicates, et autres, on obtient d'ex- cellents enduits d'impression et analogues, qui adhèrent à des surfaces en acier et autres, souvent difficiles à enduire. On a par exemple préparé, comme indiqué ci-dessous 

 <Desc/Clms Page number 28> 

 des compositions pour enduits d'impression :

   
Exemple XVIII 
Formule pour impression. 
 EMI28.1 
 
<tb> Partie <SEP> 1 <SEP> % <SEP> en <SEP> poids
<tb> 
<tb> 
<tb> Oxyde <SEP> de <SEP> fer <SEP> brun <SEP> métallique <SEP> 5,33
<tb> 
<tb> 
<tb> Lithopnne <SEP> 5,33
<tb> 
<tb> 
<tb> Kaolin <SEP> 2,71
<tb> 
<tb> 
<tb> Silice <SEP> 2,71
<tb> 
<tb> 
<tb> Complexe <SEP> de <SEP> résine, <SEP> soluble <SEP> dans <SEP> l'eau
<tb> 
<tb> (de <SEP> préférence <SEP> à <SEP> 46% <SEP> de <SEP> matières <SEP> non <SEP> 15,99 <SEP> .

   <SEP> 
<tb> 
<tb> volatiles)
<tb> 
<tb> 
<tb> Eau <SEP> 7,38
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> Partie <SEP> 2 <SEP> % <SEP> en <SEP> poids
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> Complexe <SEP> de <SEP> résine <SEP> soluble <SEP> dans <SEP> l'eau <SEP> 31,98
<tb> 
<tb> 
<tb> (de <SEP> préférence <SEP> à <SEP> 46% <SEP> de <SEP> matières <SEP> non
<tb> 
<tb> volatiles)
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> Eau <SEP> 28,57
<tb> 
 
 EMI28.2 
 9 On introduit les composants de la Partie 1 dans un 4 broyeur à boulets classique, et on les broie pendant 24 go à 40 heures. On peut ensuite mélanger les composants de la partie 2 avec la partie 1 en agitant, ou en les ajou- tant dans 1.e broyeur*boulets. La proportion d'éléments solides non volatils peut varier.

   Toutefois, pour des raisons pratiques de fabrication, la gamme de composés non volatils indiquée d'une manière générale dans les complexes dont on a donné la composition, est la meilleure du point de vue des qualités d'écoulement au cours de la fabrication, des manutentions, et pour produire des compo- sitions pigmentées formant des pellicules. 



   On peut apporter de nombreuses variantes et modifi- cations aux termes de mise en oeuvre décrite, sans pour cela sortir du cadre de l'invention.



   <Desc / Clms Page number 1>
 



  "Intermolecular complexes of alkyd resins and epoxy resins and their manufacturing process".



   The present invention relates to intermolecular alkyd-epoxy complexes, derived from alkyd compounds and epoxy derivatives of unsaturated compounds, to the compositions formed therewith and their mixtures with various materials, to the methods of making these complexes. This invention relates more particularly to resinous complexes of epoxy resins, which can be diluted indefinitely in water (apparently water soluble), forming films and plastics, in the form of. an intermolecular arrangement of a modified resinous alkyd product and a compound derived from an epoxidized fatty acid, such as epoxy linseed oil or other epoxidized product derived from a fatty oil.



  This invention also relates to a process for the manufacture of these compounds in the form of a water-soluble system, and the products they allow to be obtained.



   The products of this invention are preferably used as vehicles in the coating compositions; they can be diluted with water, and they can form improved varnishes, paints and enamels.



  The preferred compositions of this invention polymerize into films possessing excellent adhesion, excellent internal cohesion (evidenced by

 <Desc / Clms Page number 2>

 flexibility), excellent tenacity, with a beautiful gloss and superior resistance to water, alkalines and chemicals, and it does not turn yellow significantly and its color does not tarnish by excessive aging. .



   The non-flammable vehicles constituting the products of this invention are particularly useful in cases where the coatings are factory applied and the use of conventional coating compositions results in fire hazards, and where regulations require the evacuation of harmful vapors.

   To get the
 EMI2.1
 For best results, the products of this invention are baked to polymerize the finished films, but baking is not required in all of the snacks. duction The present invention proposes to provide: - improved constituents for inducing compositions which appear to be soluble in water and which can therefore be diluted infinitely with water, said compositions and said constituents that can be used
Without danger of fire, and which give tenacious, durable and flexible films, exhibiting excellent resistance to water, alkaline substances, acids, excellent tenacity and resistant to weathering, abrasion, and repeated cycles of freezing and thawing,

   and very resistant to yellowing and retaining their color well when pigmented; methods of making such coating composition constituents and coating compositions; - complex resinous epoxy compositions based on oil, stable and soluble in water, containing a reactive epoxy group, and which can be diluted with water to apply them as a film, then dry and polymerize to make films insoluble in water; - epoxy fatty compounds, containing complexes, pigmented in white and soluble in water, in association with resinous products, and capable of being cooked to form the finished films;

   
In order to achieve these objects as well as related objects, the invention comprises the characteristics described in more detail in what follows and which are specific to it, the following description setting out in detail certain examples of forms of implementation. work serving as examples of the invention and improvements, these examples not being

 <Desc / Clms Page number 3>

 however, given only as an indication of the various ways in which the principle of the invention can be carried out.



   To manufacture intermolecular complexes of the alkyd resins modified with fatty acids described and epoxy compounds containing internal oxygen in oxirane form, and the compositions for coating of the present invention, the treatment comprises the following two operational stages: - Part 1 : In this part of the treatment, an alkyd resin modified with an oil is formed, containing a mono acid, an acid or a polybasic anhydride and a polyol in which a second polybasic anhydride is reacted with the monoacid complex. - polyacid-polyol having already reacted, so as to obtain a resinous half ester modified by an oil.

   These complexes all have a high acid number, between about 80 and 120 after the final reaction, with retention of a carboxyl group, e or more carboxyl groups which react with the epoxy groups.



    - Part 2: the second part of the treatment, reacting the resinous half-ester complex modified with an oil, after cooling and dilution with a mutual solvent miscible with water, with a long-chain fatty compound comprising internal oxygen of the oxyran type. This reaction is not continued until its completion, but is stopped by adding a neutral inhibitor and stabilizer, such as ammonia or an amine, preferably an alkyl amine, in which the alkyl radical comprises from 1 to 5 carbon atoms, for example triethylamine.

   In addition, in this part of the reaction, care is taken not to allow the reaction between the complex of Part 1 and the epoxy complex to go to completion, and, for this purpose, little can be added. in the desired proportions the epoxy compound and the inhibitor and neutralizing compound, while stirring and cooling well, because the reaction is exothermic. Periodic determinations of the acid number of the reacting mass and determinations of the clarity of the samples (once completely neutralized and diluted with water), as in the examples given elsewhere in this description, allow adequate control to be carried out.

   In. this part 2,

 <Desc / Clms Page number 4>

 the temperature should not be allowed to exceed about 93 ° C, and should preferably be maintained between 52 and 63 C for preferred reagents, as will be shown by examples.



   The end product of the reactions of parts 1 and 2 is an intermolecular complex of a long chain fatty compound, epoxidized, and a half ester of the oil-modified alkyd resin type existing as an oil-modified alkyd resin. 'a product neutralized by an amine of half an alkyd ester and an epoxidized long chain fatty substance, having partially reacted, contained in water and in an organic solvent miscible with the water. In the products finally obtained the viscosity normally depends on the proportion of liquid to solids. The preferred resulting viscosity is between 10 and about 30 stored for about 46% NV (non-volatile matter). The pH is approximately 7.2 to 9 and the color, according to the Gardner scale, is approximately 1 to 4.



   The products of the invention are mainly used as vehicles, for paints and enamels, which can be diluted by adding water, before or after direct grinding of the pigments in these products, and with or without the subsequent addition of a additional amount of water, for thinning, if desired or necessary, for film application. Films formed with the preferred water soluble vehicles can be polymerized at temperatures between 65 and 149 C, in 10 to 60 minutes or more. At lower temperatures, it is necessary to polymerize for a longer time.



  The preferred cooking program is to cook between
 EMI4.1
 é / 121 and 149g C, for 30 minutes. As discussed below, tough, high gloss films are obtained with excellent resistance to chemicals. As will be shown hereinafter in examples, still other resinous and compatible components can be incorporated.



   Residual reactive nuclei of the complex remain blocked by the inhibitor-neutralizer, during storage and even in finished paint or enamel.



  However, upon application as a film, and upon heating, the inhibitor-neutralizing agent is driven off and the final reaction occurs in situ in the film. The reaction includes a reaction between nuclei

 <Desc / Clms Page number 5>

 half-ester and the epoxy compound, resulting in the formation of the desired film, having the characteristics mentioned above. All this happens without the risk of fire.



   As explained, the base resin is a modified alkyd resin. In order to avoid yellowing, the modification is carried out with saturated fatty acids.



   The following examples further illustrate how to make the products of this invention, but it is understood that these examples are given for explanatory purposes only, and should not be construed as limiting the present invention.



   Example I
 EMI5.1
 
<tb> Part <SEP> 1 <SEP> Parts <SEP> in <SEP> weight
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> A. <SEP> Pelargonic <SEP> <SEP> 210
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> B. <SEP> Monopentaerythritol <SEP> 224
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> C. <SEP> <SEP> phthalic anhydride <SEP> 285
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> D. <SEP> Maleic anhydride <SEP> <SEP> (optional) <SEP> 1
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> E. <SEP> Diethyl <SEP> ether <SEP> of <SEP> diethylene <SEP> glycol <SEP> 63
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> (optional)
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> F. <SEP> Tetrachlorophthalic anhydride <SEP> <SEP> 188
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> G.

   <SEP> Ether <SEP> monobutyl <SEP> of <SEP> ethylene <SEP> 312
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> glycol
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> 1283
<tb>
 
 EMI5.2
 
<tb> Viscosity <SEP> 80 <SEP> stokes
<tb>
<tb> No <SEP> volatile <SEP> 69%
<tb>
<tb> <SEP> acid index <SEP> 94 <SEP> (on <SEP> not <SEP> volatile)
<tb>
 
 EMI5.3
 
<tb> PART <SEP> 2 <SEP> Parts <SEP> in <SEP> weight
<tb>
<tb>
<tb> Alkyd <SEP> <SEP> of <SEP> base <SEP> of <SEP> ester
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> Part <SEP> 1 <SEP> 250
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> A. <SEP> Triethylamine <SEP> 23.5
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> B. <SEP> Epoxidized <SEP> Linseed <SEP> Oil <SEP>
<tb>
<tb>
<tb> (at <SEP> 8.5 <SEP>% <SEP> oxygen <SEP> in <SEP> form <SEP> oxyran) <SEP> 68.8
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> C.

   <SEP> Water <SEP> 181.7
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> 524.0
<tb>
 
 EMI5.4
 
<tb> Viscosity <SEP> 17.3 <SEP> stokes'
<tb>
<tb> No <SEP> volatile <SEP> 46 <SEP>%
<tb>
<tb> hH <SEP> 8.33
<tb>
<tb> color <SEP> (Gardner) <SEP> 2-3
<tb>
 

 <Desc / Clms Page number 6>

 Example II
 EMI6.1
 
<tb> Part <SEP> 1 <SEP> Parts <SEP> in <SEP> -weight
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> A. <SEP> <SEP> fatty acids <SEP> of <SEP> coconut <SEP> 190
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> B. <SEP> Monopentaerythritol <SEP> 200
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> C. <SEP> <SEP> phthalic anhydride <SEP> 285
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> D. <SEP> Maleic anhydride <SEP> <SEP> (optional)
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> E. <SEP> Diethyl <SEP> ether. <SEP> of <SEP> diethylene <SEP> glycol <SEP> 63
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> (optional)
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> F.

   <SEP> Tetrachlorophthalic anhydride <SEP> <SEP> 188
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> G. <SEP> Ether <SEP> monobutyl <SEP> of <SEP> ethylene <SEP> glycol <SEP> 315
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> 1242
<tb>
 
 EMI6.2
 
<tb> Viscosity <SEP> 75 <SEP> stokes
<tb> No <SEP> volatile <SEP> 68 <SEP>% <SEP>
<tb>
<tb> <SEP> acid index <SEP> 104 <SEP> (on <SEP> not <SEP> volatile)
<tb>
 
 EMI6.3
 
<tb> Part <SEP> 2 <SEP> Parts <SEP> in <SEP> weight
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> Alkyd <SEP> <SEP> of <SEP> base <SEP> of <SEP> ester
<tb>
<tb>
<tb> part <SEP> 1 <SEP> 250
<tb>
<tb> A. <SEP> triethylamine <SEP> 24.8
<tb>
<tb>
<tb> B. <SEP> Epoxidized <SEP> Linseed <SEP> <SEP> <SEP> oil (at <SEP> 8% <SEP> oxygen
<tb>
<tb> in <SEP> form <SEP> oxyran) <SEP> 60
<tb>
<tb>
<tb> C.

   <SEP> Water <SEP> 166.5
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> 501.3
<tb>
 
 EMI6.4
 
<tb> Viscosity <SEP> 21 <SEP> stokes
<tb>
<tb> No <SEP> volatile <SEP> 46.5 <SEP>% <SEP>
<tb>
<tb> pH <SEP> 8.5 <SEP> '<SEP>
<tb>
<tb> Color <SEP> (Gardner) <SEP> 3
<tb>
 
In each of the above examples, components (A), (B), (C), (D) and (E), of part 1, are mixed and reacted to form the ester d alkyd by a conventional method of esterification of alkyds. The process consists essentially in mixing and heating in the usual manner, between 177 and 204 ° C., the compounds (A) to (E), until the desired acid number is obtained.

   Acid number determinations are carried out according to the classic Gardner test method at given time intervals on samples of the reaction products. Maleic anhydride is preferably used, but it can be dispensed with if desired. In its place, but less preferably, other mono and diacids unsaturated in alpha-beta can be used. Preferably, an inert, water-miscible solvent such as ether (E) is used. We can however

 <Desc / Clms Page number 7>

 change from this solvent, in some cases, or replace it with another non-reactive solvent.



   After the acid number, determined by conventional test methods, has dropped to about 70 to 90, the reaction mixture is cooled. 135 C, or less, and tetrachlorophthalic anhydride (F) is added.



  The temperature is raised again to 177-190 ° C. and maintained for about 15 to 30 minutes, to form a partial ester or half ester of the prepared alkyd and tetrachlorophthalic acid, with retention of an acid. - Residual content equivalent to at least one carboxyl group.



  Once the elm half-ester is finished, the fatty oil-modified alkyd resin is cooled to 121 ° C. or less, the water-miscible solvent (G) is added while stirring, and then cooled to 'below about 54 ° C.



   The components of Part 2 are then added to the tetrachlorophthalic half-ester of Part 1, and preferably as follows: approximately one third of the triethylamine (A), inhibitor and stabilizer is added. , and mixed to prepare the half ester with the addition of the epoxy component (B) which is then added.

   In varian
 EMI7.1
 During this, the inhibitor may first be mixed, in an approximate proportion, as indicated, with the reaction compound. then this mixture produces sufficient reaction and then add this mixture to the product of the reaction of Part 1 while stirring. to lower the index The addition of the epoxy component B causes an acid rise in temperature due to an exothermic reaction, 6 to 12 points in- and this temperature is maintained between 60 and 63g C approximately, ron , and preferably about 8-10 points, as could be determined approximately by a method of normally measuring samples from time to time.

   Another method of measurement, to determine the clarity and the final term of the reaction, is as follows:
About 50 g of the complex are taken, the content of non-volatile compounds and the acid number of which are known.



  This sample contains part of the amine used as an inhibitor and stabilizer. The acidity is further neutralized to a pH of 7.8 with an additional amount of the same amine. The non-volatiles content of the amine neutralized sample is reduced to 15% by addition of water. Excessive opacity of this solution indicates that it is necessary to continue the reaction.



  If the opacity of the 15% solution is such that a newspaper can be read through a thickness of about 38 mm, the preparation reaction is considered to be substantially complete.

 <Desc / Clms Page number 8>

 



   By the time the desired clarity is reached, as shown in the sample. When tested, the supplement of the amine is added to stop the reaction. Then the vehicle is diluted with water (C), about 5-10 minutes after the last addition of the amine.



   It has been found that the alkyd resin-epoxy complexes of Examples 1 and 2 can be used immediately or they can be stored for later use.



  In order to use them as a vehicle for paints and enamels, pigments are easily ground in these complexes using conventional paint grinding plants. The pigmented product can be stored for a long time and indefinitely without affecting its properties as a coating.



   As indicated, the above alkyd resin-epoxy complexes, diluted with water, are preferably used as a vehicle for varnishes, paints and enamels, in which the vehicle is easier to incorporate.
 EMI8.1
 pigment or coloring matter, as in the case of Example 'WI4 It has been found that the water-soluble alkyd resin-epoxy complexes, when properly polymerized, are essentially colorless or clear. like water, and resist yellowing, when overheated, better than Lor-Isly expected. This property makes these vehicles useful for making emaus used on refrigerators, washing machines, stoves, appliances. sanitary facilities, etc ...



   Below are other examples of alkyd-epoxy resin complexes, soluble in water:
Example III
 EMI8.2
 
<tb> Part <SEP> 1 <SEP> Parts <SEP> in <SEP> weight
<tb>
<tb>
<tb> Components
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> A. <SEP> Oil <SEP> fatty acids <SEP> <SEP> from <SEP> tall <SEP> 105
<tb>
<tb> (at <SEP> low <SEP> content <SEP> in <SEP> resin)
<tb>
<tb>
<tb> B. <SEP> Monopentaerythritol <SEP> 80
<tb>
<tb>
<tb> C. <SEP> Phthalic anhydride <SEP> <SEP> 110
<tb>
<tb> D. <SEP> Maleic anhydride <SEP> <SEP> 1.6
<tb>
<tb>
<tb> E. <SEP> Diethyl ether <SEP> from <SEP> diethylene <SEP> glycol <SEP> 24
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> F. <SEP> Tetrachlorophthalic anhydride <SEP> <SEP> 72
<tb>
<tb>
<tb> G.

   <SEP> Monobutyl <SEP> ether <SEP> of <SEP> ethylene <SEP> glycol <SEP> 128
<tb>
 
This complex is made as set forth in the present description.



   The oil-based epoxy resin complex is made, which can be infinitely diluted or dissolved in water, by controlled addition of the [following components,

 <Desc / Clms Page number 9>

 Constituting an addition to the reaction product of Part 1 of the mixture, namely:
 EMI9.1
 
<tb> Part <SEP> 2 <SEP> Parts <SEP> in <SEP> "weight
<tb>
<tb>
<tb> A. <SEP> Epoxidized <SEP> Linseed <SEP> Oil <SEP> <SEP> 73
<tb>
<tb> (at <SEP> 8.3 <SEP>% <SEP> of oxyrane)
<tb>
<tb>
<tb> B. <SEP> Triethylamine <SEP> 62
<tb>
<tb>
<tb> C. <SEP> Water <SEP> (from <SEP> tap) <SEP> 320
<tb>
 
This addition is carried out as described.



   The compositions are made as described and the mixture is reacted as indicated.



   Example IV
 EMI9.2
 
<tb> Part <SEP> 1 <SEP> Parts <SEP> in <SEP> weight
<tb>
<tb>
<tb> <SEP> components: <SEP>
<tb>
<tb>
<tb> A. <SEP> Soy <SEP> fatty <SEP> <SEP> <SEP> <SEP> 406
<tb>
<tb>
<tb> B. <SEP> Pentaerythritol <SEP> 312
<tb>
<tb>
<tb> C. <SEP> Phthalic anhydride <SEP> <SEP> 425
<tb>
<tb>
<tb> D. <SEP> Maleic anhydride <SEP> <SEP> -4
<tb>
<tb>
<tb> E. <SEP> Diethyl <SEP> ether <SEP> of <SEP> diethylene <SEP> glycol <SEP> 94
<tb>
<tb>
<tb> F. <SEP> Tetrachlorophthalic anhydride <SEP> <SEP> 281
<tb>
<tb>
<tb> G. <SEP> Monobutyl <SEP> ether <SEP> of <SEP> ethylene <SEP> gly- <SEP> 500
<tb>
<tb> col
<tb>
 
React and fabricate as described.



   The modified alkyd base made in Part 1 is then ready for the production of the water soluble epoxy resin complex formed in Part 2, which consists of a partial reduction of an epoxy oil with the product of the reaction of Part 1, as follows:

   
 EMI9.3
 
<tb> Part <SEP> 2. <SEP> Parts <SEP> in <SEP> weight
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> A. <SEP> Base <SEP> of ester <SEP> alkyd <SEP> of <SEP> the <SEP> Part <SEP> 1 <SEP> 345
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> B. <SEP> Triethylamine <SEP> 32.5
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> C. <SEP> Epoxidized <SEP> flaxseed <SEP> oil <SEP> <SEP> (at <SEP> 8.3 <SEP>% <SEP> 50
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> of oxyrance)
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> D. <SEP> Water <SEP> 204
<tb>
 This product is made as described.

   
 EMI9.4
 
<tb> Viscosity <SEP> 10.3 <SEP> stokes
<tb>
<tb> Non-volatile <SEP> <SEP> materials <SEP> 47 <SEP>% <SEP>
<tb>
<tb> pH <SEP> 8.4
<tb>
<tb>
<tb> Color <SEP> (Gardner) <SEP> 5
<tb>
 

 <Desc / Clms Page number 10>

   This water-soluble epoxy complex is preferably pigmented, but it can be used in bulk or clear, heat-cured topcoat.



  Otherwise, if desired, the composition is applicable, like other analogous complexes, in the plastic hot-molding industry, or as a water-soluble adhesive product in the sterile industry. in other techniques and, in each of these cases, it is heat polymerized to bring it to a water insoluble state.



   Further examples illustrating various reaction components applicable in the manufacture of water-soluble epoxy resin complexes, and half-ester alkyd and epoxidized oil compositions will be found in the following. These epoxy complexes, as well as others already described, are also components for plastics, adhesives and other compositions, including vehicles for varnishes, paints and enamels as described herein:

   
Example V
 EMI10.1
 
<tb> Part <SEP> 1 <SEP> Parts <SEP> in <SEP> weight
<tb>
<tb>
<tb> A. <SEP> <SEP> fatty acids <SEP> from <SEP> lin <SEP> 330
<tb>
<tb>
<tb> B. <SEP> Glycerol <SEP> 280
<tb>
<tb>
<tb> C. <SEP> Phthalic anhydride <SEP> <SEP> 425
<tb>
<tb>
<tb> D. <SEP> Maleic anhydride <SEP> <SEP> 5
<tb>
<tb>
<tb> E. <SEP> Diethyl <SEP> ether <SEP> of <SEP> ethylene <SEP> glycol <SEP> 97
<tb>
<tb>
<tb> F. <SEP> Tetrachlorophthalic anhydride <SEP> <SEP> 280
<tb>
<tb>
<tb> G. <SEP> Monoethyl <SEP> ether <SEP> of <SEP> ethylene <SEP> glycol <SEP> 460
<tb>
 
Viscosity 125 stokes
Non-volatile matter 70%
Acid number 91 (on non-volatile materials) Part 2.
 EMI10.2
 
<tb>



  A. <SEP> resin <SEP> alkyd <SEP> of <SEP> base <SEP> of <SEP> the <SEP> Part <SEP> 1 <SEP> 345
<tb> B. <SEP> Triethylamine <SEP> 33
<tb>
<tb> C. <SEP> Epoxidized <SEP> flaxseed <SEP> oil <SEP> <SEP> (at <SEP> 8.3% <SEP> of oxyran) <SEP> 72.5
<tb>
<tb> D. <SEP> Water <SEP> 228
<tb>
 
 EMI10.3
 
<tb> Viscosity <SEP> 25 <SEP> stores
<tb>
<tb>
<tb> Non-volatile <SEP> <SEP> materials <SEP> 47 <SEP>% <SEP>
<tb>
<tb>
<tb> pH <SEP> 8.2
<tb>
<tb>
<tb> Color <SEP> (Gardner) <SEP> 4
<tb>
 

 <Desc / Clms Page number 11>

 Example VI
 EMI11.1
 
<tb> Part <SEP> 1 <SEP> Parts <SEP> in <SEP> weight
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> A. <SEP> Oil <SEP> fatty acid <SEP> <SEP> from <SEP> tall <SEP> 367
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> B. <SEP> Trimethylolethanol <SEP> 162
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> C. <SEP> Sorbitol <SEP> 140
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> D.

   <SEP> Phthalic anhydride <SEP> <SEP> 425
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> E. <SEP> Maleic anhydride <SEP>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> F. <SEP> Diethyl <SEP> ether <SEP> of <SEP> diethylene <SEP> glycol <SEP> 94
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> G. <SEP> Tetrachlorophthalic anhydride <SEP> <SEP> 280
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> H. <SEP> Monobutyl <SEP> ethylene <SEP> <SEP> ether <SEP> glycol <SEP> 480
<tb>
 
Viscosity 100 stokes
Non-volatile matter 69.1%
Acid number 87 (on non-volatile matter) Part 2
 EMI11.2
 
<tb> A. <SEP> Resin <SEP> alkyd <SEP> of <SEP> base <SEP> of <SEP> the <SEP> Part <SEP> 1 <SEP> 345
<tb>
<tb> B. <SEP> Dimethylethanolamine <SEP> 31
<tb>
<tb>
<tb> C. <SEP> Soybean <SEP> <SEP> <SEP> epoxidized <SEP> oil (6.2% <SEP> in <SEP> oxyran) <SEP> 67.5
<tb>
<tb>
<tb> D.

   <SEP> Water <SEP> 228.7
<tb>
 
 EMI11.3
 
<tb> Viscosity <SEP> 22 <SEP> stokes
<tb>
<tb> Non-volatile <SEP> <SEP> materials <SEP> 46 <SEP>%
<tb>
<tb> pH <SEP> 8.0
<tb>
<tb> Color <SEP> (Gardner) <SEP> 3+
<tb>
 Example VII
 EMI11.4
 
<tb> Part <SEP> 1 <SEP> Parts <SEP> in <SEP> weight
<tb>
<tb>
<tb> A. <SEP> Soy <SEP> fatty <SEP> <SEP> <SEP> <SEP> 120
<tb>
<tb> B. <SEP> Mono-pentaerythritol <SEP> 58
<tb>
<tb> C. <SEP> Tetrachlorophthalic anhydride <SEP> <SEP> 170
<tb>
<tb> D. <SEP> Monobutyl <SEP> ethylene <SEP> <SEP> ether <SEP> glycol <SEP> 45
<tb>
 
Viscosity 22 stokes
Non-volatile matter 77.5%
Acid number 88.7 (on non-volatile matter) Part 2
 EMI11.5
 
<tb> A. <SEP> Resin <SEP> alkyd <SEP> of <SEP> base <SEP> of <SEP> the <SEP> Part <SEP> 1 <SEP> 312
<tb>
<tb> B. <SEP> Dimethylethanolamine <SEP> 31
<tb>
<tb> C.

   <SEP> Soybean <SEP> <SEP> <SEP> epoxidized <SEP> oil (6.2% <SEP> in <SEP> oxyran) <SEP> 70
<tb> D. <SEP> Water <SEP> 267
<tb>
 
 EMI11.6
 
<tb> Viscosity <SEP> 10 <SEP> stokes
<tb>
<tb> Non-volatile <SEP> <SEP> materials <SEP> 46 <SEP>%
<tb>
<tb>
<tb> pH <SEP> 8.5
<tb>
<tb> Color <SEP> (Gardner) <SEP> 6
<tb>
 

 <Desc / Clms Page number 12>

 Example VIII
 EMI12.1
 
<tb> Part <SEP> 1 <SEP> Parts <SEP> in <SEP> weight
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> A. <SEP> Castor oil <SEP> fatty acids <SEP> <SEP> <SEP>
<tb>
<tb>
<tb> dehydrated <SEP> 365
<tb>
<tb>
<tb> B. <SEP> krono-p <SEP> e-nt <SEP> erythritol <SEP> 310
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> C. <SEP> Phthalic anhydride <SEP> <SEP> 485
<tb>
<tb> D. <SEP> Melic anhydride <SEP> <SEP> 3
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> E. <SEP> Diethyl <SEP> ether <SEP> of <SEP> diethylene <SEP> glycol <SEP> 94
<tb>
<tb>
<tb> F.

   <SEP> Tetrachlorophthalic anhydride <SEP> <SEP> 165
<tb>
<tb>
<tb> G. <SEP> Monobutyl <SEP> ether <SEP> of <SEP> ethylene <SEP> glycol <SEP> 490
<tb>
 Viscosity 215 stokes Non-volatile matter 69% Acid number 89.8 (on non-volatile matter) Part 2.
 EMI12.2
 
<tb> A. <SEP> Resin <SEP> alkyd <SEP> of <SEP> base <SEP> of <SEP> the <SEP> Parie <SEP> 1 <SEP> 250
<tb>
<tb> B. <SEP> Triethylamine <SEP> 24
<tb>
<tb> C. <SEP> <SEP> Linseed <SEP> oil <SEP> epoxidized <SEP> (at <SEP> 8.3% <SEP> of oxyrane) <SEP> 36
<tb>
<tb> D.

   <SEP> Water <SEP> 143
<tb>
 
 EMI12.3
 
<tb> Viscosity <SEP> 18 <SEP> stokes
<tb>
<tb>
<tb> Non-volatile <SEP> <SEP> <SEP> 46.5%
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> pH <SEP> 7.4
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> Color <SEP> (Gardner) <SEP> 3+
<tb>
 
The method of making each water-soluble half-ester alkyd resin and the addition reaction with the latter of an epoxidized fatty oil, are the same as in Example III above, in. except Part 1 of Example VII.



   In Part 1 of Example VII there is described a variant of the batch process of adding excess tetrachlorophthalic anhydride in place of phthalic anhydride. In the preferred process, this eliminates cooling before adding dibasic anhydride. The reaction conditions and temperature are similar, with the difference that the reaction time is reduced by about 1 hour.



  However, with the excess tetrachlorophthalic anhydride used, there will be both diester and half ester formation; the viscosity adjustment is more uncertain and it is found that the compositions are more unstable and that they are subject to gelation during

 <Desc / Clms Page number 13>

 of the reaction, if great care is not taken to prevent overheating. In general, it can be stated that the preferred method of this invention is to apply the procedure of Part 1 of Examples I to IV.



   Example IX Part 1
An alkali-refined soybean oil alcoholysis product is first made by mixing 226 parts of soybean oil and 54 parts of monpentaehythmritol and 0.10 part by weight of sodium hydroxide. lithium, and heating the mixture for half an hour at 232 C. The following components are added to the above product:
 EMI13.1
 
<tb> Part <SEP> 1 <SEP> Parts <SEP> in <SEP> weight
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> A. <SEP> <SEP> phthalic anhydride <SEP> 285
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> B. <SEP> Monopentaerythritol <SEP> 112
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> C. <SEP> Maleic anhydride <SEP> <SEP> 1.5
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> D. <SEP> Diethyl <SEP> ether <SEP> of <SEP> diethylene <SEP> glycol <SEP> 63
<tb>
 
 EMI13.2
 B.

   Tetrachlorophthalic anhydride, 188
 EMI13.3
 
<tb> F. <SEP> Monobutyl <SEP> ether <SEP> of <SEP> ethylene <SEP> glycol <SEP> 300
<tb>
 
The above reaction product is made as described in Examples 1 to 3. This consists essentially of first treating the product of the alcoholic soybean oil, with components (A), (B), (C) and (D), as in an alkyd manufacture, as described, after which component (E) is added, the mixture is heated to 177-1880 C, and the process is continued. react until having an acid number of about 86. The reaction mixture is then cooled to about 1210 ° C. and part (F) is added.

   The constants of this composition are as follows:
Viscosity 83 stokes
Non-volatile matter 69.3%
Color (Gardner) 5+
Acid number 102 (on non-volatile materials)

 <Desc / Clms Page number 14>

 
 EMI14.1
 
<tb> Part <SEP> 2 <SEP> Parts <SEP> in <SEP> weight
<tb>
<tb>
<tb> A. <SEP> Resin <SEP> alkyd <SEP> of <SEP> base, <SEP> Part <SEP> 1 <SEP> 250
<tb>
<tb>
<tb> B. <SEP> Triétbylamine <SEP> 25
<tb>
<tb>
<tb> C. <SEP> Epoxidized <SEP> Linseed <SEP> Oil <SEP> <SEP> (8.3%) <SEP> 60.7
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> D. <SEP> Water <SEP> 173.3
<tb>
 
The treatment of Part 2 is the same as that described above, essentially half an hour at 63 C, and it gives a complex of water-soluble resin, of an epoxidized long fatty chain compound, derived from an oil or an oil-based substance.

   The constants of the product. final are the following:
Viscosity 7.5 stokes pH 7.6
Infinitely soluble in water.



   Example X
 EMI14.2
 
<tb> Part <SEP> 1 <SEP> Parts <SEP> in <SEP> weight
<tb>
<tb>
<tb> A. <SEP> Oil <SEP> fatty acids <SEP> <SEP> from <SEP> tall <SEP> 130
<tb>
<tb>
<tb> B. <SEP> Monopentaerythritol <SEP> 100
<tb>
<tb>
<tb> C. <SEP> Phthalic anhydride <SEP> <SEP> 135
<tb>
<tb>
<tb> D. <SEP> Maleic anhydride <SEP> <SEP> 2
<tb>
<tb>
<tb> E. <SEP> Diethyl <SEP> ether <SEP> of <SEP> diethylene <SEP> glycol <SEP> 30
<tb>
<tb>
<tb> F. <SEP> Chlorendic anhydride <SEP> <SEP> II)
<tb>
<tb>
<tb> G.

   <SEP> Monobutyl <SEP> ethylene <SEP> <SEP> ether <SEP> glycol <SEP> 124
<tb>
 
 EMI14.3
 
<tb> Viscosity <SEP> 240 <SEP> stokes
<tb>
<tb>
<tb> Non-volatile <SEP> <SEP> materials <SEP> 76 <SEP>% <SEP>
<tb>
<tb>
<tb> <SEP> acid index <SEP> 91.2 <SEP> (on <SEP> materials
<tb>
<tb>
<tb> -non <SEP> volatiles)
<tb>
<tb>
<tb> Color <SEP> (Gardner) <SEP> 3-4
<tb>
 Part 2
 EMI14.4
 
<tb> A. <SEP> Resin <SEP> alkyd <SEP> of <SEP> base, <SEP> Part <SEP> 1 <SEP> 230
<tb>
<tb> B. <SEP> Triethylamine <SEP> 24
<tb> C. <SEP> Epoxidized <SEP> Linseed <SEP> Oil <SEP>
<tb>
<tb> (Oxyrane <SEP> index <SEP> 8.3%) <SEP> 61
<tb>
<tb> D.

   <SEP> Water <SEP> 200
<tb>
 
 EMI14.5
 
<tb> Viscosity <SEP> 14 <SEP> stokes
<tb>
<tb> Non-volatile <SEP> <SEP> materials <SEP> 46 <SEP>% <SEP>
<tb>
<tb> pH <SEP> 7.8
<tb>
 
The above product is made in the manner already described and this product is a further example of the epoxidized, water-soluble oil-based resin complex described herein.



   Below are other examples of a modification:

 <Desc / Clms Page number 15>

 Example XI
 EMI15.1
 
<tb> Part <SEP> 1 <SEP> Parts <SEP> in <SEP> weight
<tb>
<tb> A. <SEP> Oil <SEP> fatty acids <SEP> <SEP> from <SEP> tall <SEP> 112
<tb>
<tb>
<tb> B. <SEP> Monopentaerythritol <SEP> 102
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> C. <SEP> <SEP> phthalic anhydride <SEP> 143
<tb>
<tb> D. <SEP> Maleic anhydride <SEP> <SEP> 1
<tb>
<tb>
<tb> E. <SEP> Diethyl <SEP> ether <SEP> from <SEP> diethyl <SEP> ethylene
<tb>
<tb>
<tb> glycol <SEP> 30
<tb>
<tb> F. <SEP> Monochlorophthalic anhydride <SEP> <SEP> b5
<tb>
<tb>
<tb> G.

   <SEP> Monobutyl <SEP> ether <SEP> of <SEP> ethylene <SEP> glycol <SEP> 150
<tb>
 
(A), (B), (C), (D) and (E) are reacted in the usual manner, as described, until the acid number is 75, and add (F) to 135 ° C. The mixture is heated to 17-1882-C for 30 minutes, cooled to 93 C and added (G).



   The results of the analysis of the product obtained are as follows:
Viscosity 190 stokes
Non-volatile matter 68.5%
Acid number 105 (on non-volatile materials)
 EMI15.2
 
<tb> Part <SEP> 2 <SEP> Parts <SEP> in <SEP> -weight
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> A. <SEP> Resin <SEP> alkyd <SEP> of <SEP> base, Part <SEP> 1 <SEP> 200
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> B. <SEP> Triethylamine <SEP> 5
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> C. <SEP> Epoxidized <SEP> flaxseed <SEP> oil <SEP> <SEP> (index
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> d'oxyrane <SEP> 8,3) <SEP> 49
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> D. <SEP> Triethylamine <SEP> 17
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> E. <SEP> Water <SEP> 137
<tb>
 
The components (A), (B) and (C) are reacted as explained;

   the temperature is maintained at 52 ° C. for an hour and a half, then (D) is added while cooling. After 5 to 10 minutes, add (E) while stirring well. The product features are as follows:
 EMI15.3
 
<tb> Viscosity <SEP> 9.9 <SEP> stokes
<tb>
<tb>
<tb> pH <SEP> 7.3
<tb>
<tb>
<tb> Color <SEP> (Gardner) <SEP> 2-3
<tb>
 Example XII
 EMI15.4
 
<tb> Part <SEP> 1 <SEP> Parts <SEP> in <SEP> -weight
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> A. <SEP> Pelargonic <SEP> <SEP> 190
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> B. <SEP> Monopentaerythritel <SEP> 220
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> C. <SEP> <SEP> phthalic anhydride <SEP> 285
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> D. <SEP> Maleic anhydride <SEP> <SEP> 1
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> E. <SEP> Diethyl <SEP> ether <SEP> of <SEP> diethylene <SEP> glycol <SEP> 63
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> F.

   <SEP> Tetrachlorophthalic anhydride <SEP> <SEP> 188
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> G. <SEP> Monobutyl <SEP> ethylene <SEP> <SEP> ether <SEP> glycol <SEP> 285
<tb>
 

 <Desc / Clms Page number 16>

 
React from (A) to (E) in the usual way, as discussed, between 177 and 1999 C, until the acid number is 80, cool to 135 C and we add (F). The mixture is again heated to 177-1889 C for half an hour, cooled to 93 C and added (G). The product features are as follows:
 EMI16.1
 
<tb> Viscosity <SEP> 117 <SEP> stokes
<tb>
<tb>
<tb> Color <SEP> (Gardner) <SEP> 1-2
<tb>
<tb>
<tb> <SEP> acid index <SEP> 103 <SEP> (on <SEP> materials <SEP> no
<tb>
<tb>
<tb> volatiles)
<tb>
<tb>
<tb> Non-volatile <SEP> <SEP> materials <SEP> 68.8 <SEP>%.
<tb>
 



   Alternatively, other inhibitors, of a less preferred nature for some compositions, can be used to make water soluble alkyd epoxy resins.



   Variants which are in no way limiting, showing the use of ammonia and various amines as stabilizing agents will be found below:
 EMI16.2
 
<tb> Part <SEP> 2a <SEP> Parts <SEP> in <SEP> weight
<tb>
<tb>
<tb> A. <SEP> Resin <SEP> alkyd <SEP> of <SEP> base, <SEP> Part <SEP> 1 <SEP> 250
<tb>
<tb>
<tb> B. <SEP> Ammonia <SEP> to <SEP> 28 <SEP> on. <SEP> 3.9
<tb>
<tb>
<tb> C. <SEP> Epoxidized <SEP> Linseed <SEP> Oil <SEP> <SEP> 70
<tb>
<tb> (<SEP> to <SEP> 8.3 <SEP>% <SEP> of oxyrane)
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> D. <SEP> Ammonia <SEP> to <SEP> 28 <SEP>% <SEP> 11
<tb>
<tb>
<tb> E. <SEP> Water <SEP> 197
<tb>
 
Components (A), (B) and (C) were reacted as explained and the temperature was maintained at 52 for one hour. Then (D) is added while cooling.



  After 10 minutes, add (E) while stirring well. Examination of the product gives the following results:
 EMI16.3
 
<tb> Viscosity <SEP> 28 <SEP> stokes
<tb>
<tb>
<tb> pH <SEP> 7.75
<tb>
<tb>
<tb> Color <SEP> (Gardner) <SEP> 2 <SEP> +
<tb>
 Part 2b
 EMI16.4
 
<tb> A. <SEP> Resin <SEP> of <SEP> the <SEP> part <SEP> 1 <SEP> 250
<tb>
<tb> B. <SEP> N-methyl <SEP> morpholine <SEP>. <SEP> 6.5 <SEP>
<tb>
<tb> C. <SEP> <SEP> Linseed <SEP> oil <SEP> epoxidized <SEP> (at <SEP> 8.0% <SEP> of oxyrane) <SEP> 70
<tb>
<tb> D. <SEP> N-methyl <SEP> morpholine <SEP> 18.4
<tb>
<tb> E. <SEP> Water <SEP> 187.6
<tb>
 
Components (A), (B) and (C) are reacted at 52 ° C. for one hour, then (D) is added with cooling. After 10 minutes, add (E) while stirring well.

 <Desc / Clms Page number 17>

 



  Examination of the product gives the following results:
 EMI17.1
 
<tb> Viscosity <SEP> 14 <SEP> stokes
<tb>
<tb> pH <SEP> 6.5
<tb>
<tb> Color <SEP> (Gardner) <SEP> 2
<tb>
 PART 2c
 EMI17.2
 
<tb> A. <SEP> Resin <SEP> of <SEP> the <SEP> Part <SEP> 1 <SEP> 250
<tb>
<tb>
<tb> B. <SEP> Diethylethanolamine <SEP> 7.5
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> C. <SEP> Epoxidized <SEP> flaxseed <SEP> oil <SEP> <SEP> (at <SEP> 8.5 <SEP>% <SEP> 7
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> of oxyrane)
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> D. <SEP> Diethylethanolamine <SEP> 21.3
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> E. <SEP> Water <SEP> 183.6
<tb>
 
The process is the same as in part 2 b.



  Examination of the product gives the following results:
 EMI17.3
 
<tb> Viscosity <SEP> 13 <SEP> stokes
<tb>
<tb> pH <SEP> 7.7
<tb>
<tb> Color <SEP> (Gardner) <SEP> 2
<tb>
 Part 2d
 EMI17.4
 
<tb> A. <SEP> Resin <SEP> of <SEP> the <SEP> Part <SEP> 1 <SEP> 250
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> B. <SEP> Dimethylethanol <SEP> amine <SEP> 8
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> C. <SEP> Epoxidized <SEP> flaxseed <SEP> oil <SEP> <SEP> (at <SEP> 8.3 <SEP>% <SEP> 70
<tb>
<tb>
<tb> of oxyrane)
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> D. <SEP> Dimethylethanol <SEP> amine <SEP> 23
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> E. <SEP> Water <SEP> 181
<tb>
 
The process is the same as in Part 2b.



  Product analysis gives the following results:
 EMI17.5
 
<tb> Viscosity <SEP> 13 <SEP> stokes
<tb>
<tb>
<tb> pH <SEP> 8.2
<tb>
<tb>
<tb> Color <SEP> (Gardner) <SEP> 2+
<tb>
 Example XIII
 EMI17.6
 
<tb> Part <SEP> 1 <SEP> Parts <SEP> in <SEP> weight
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> A. <SEP> Pelargonic <SEP> <SEP> 190
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> B. <SEP> Monopentaerythritol <SEP> 165
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> C. <SEP> Ethylene <SEP> glycol <SEP> 50
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> D. <SEP> Tetrahydrophthalic anhydride <SEP> <SEP> 290
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> E. <SEP> Maleic anhydride <SEP> <SEP> 1
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> F. <SEP> Diethyl <SEP> ether <SEP> of <SEP> diethylene <SEP> glycol <SEP> 63
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> G.

   <SEP> Tetrachlorophthalic anhydride <SEP> <SEP> 188
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> H. <SEP> Monobutyl <SEP> ethylene <SEP> <SEP> ether <SEP> glycol <SEP> 295
<tb>
 
This production is carried out as explained in Example 1; it generally consists of a conventional alkyd esterification for components (A) to (F), esterified between 183 and 2049-C until the acid number is 75 The alkyd is then cooled to 135 C, (G) is added and the mixture is heated to 188 C to form the half ester of the alkyd which is cooled to 93 C by adding -1 'ether (H).

 <Desc / Clms Page number 18>

 



  Product analysis gives the following results:
 EMI18.1
 
<tb> Non-volatile <SEP> <SEP> materials <SEP> 69.7 <SEP>% <SEP>
<tb>
<tb>
<tb> Viscosity <SEP> 26.5 <SEP> stokes
<tb>
<tb>
<tb> Color <SEP> (Gardner) <SEP> 1-2
<tb>
<tb>
<tb> <SEP> acid index <SEP> 88 <SEP> (on <SEP> materials
<tb>
<tb>
<tb> no <SEP> volatile <SEP>) <SEP>
<tb>
 Part 2.
 EMI18.2
 
<tb>



  A. <SEP> Product <SEP> of <SEP> the <SEP> part <SEP> 1 <SEP> 250
<tb>
<tb> B. <SEP> Epoxidized <SEP> Linseed <SEP> <SEP> <SEP> <SEP> 61
<tb> C. <SEP> Triethylamine <SEP> 21.7
<tb>
<tb> D. <SEP> Water <SEP> 178.3
<tb>
 
The reaction product of Part 2 is made in the manner indicated above, which generally consists of charging component (A) and 25% of component (C) into a reactor, heating to 52 ° C. , add (B) and maintain the temperature at 52 ° C for one hour.

   The remainder of (C) is then added and, after 10 minutes, the water (D) is added while mixing well and re-mixing.
 EMI18.3
 cooling. Analysis of the product gives the following results:
 EMI18.4
 
<tb> Non volatile <SEP> <SEP> materials <SEP> 4b <SEP>%
<tb> Viscosity <SEP> 5,2 <SEP> stores
<tb> pH <SEP> 7.5
<tb> Color <SEP> (Gardner) <SEP> 2-
<tb>
 Example XIV
 EMI18.5
 
<tb> Part <SEP> 1 <SEP> Parts <SEP> in <SEP> weight
<tb>
<tb> A. <SEP> Oil <SEP> fatty <SEP> <SEP> from <SEP> tall <SEP> (poor <SEP> 270
<tb> in <SEP> resin)
<tb>
<tb> B. <SEP> Monopentaerythritol <SEP> 210
<tb>
 
 EMI18.6
 C.-Tetrahydrophta anhydride? ic 290
 EMI18.7
 
<tb> D. <SEP> Maleic anhydride <SEP> <SEP> - <SEP> 1.5 <SEP>
<tb> e. <SEP> Diethyl <SEP> ether <SEP> of <SEP> diethylene <SEP> glycol <SEP> 64
<tb>
<tb>
<tb> F.

   <SEP> Tetrachlorophthalic anhydride <SEP> <SEP> 188
<tb>
<tb> G. <SEP> Monobutyl <SEP> ether <SEP> of <SEP> ethylene <SEP> glycol <SEP> 340
<tb>
 
A modified alkyd ester is made using the above components as described in Example 13. This manufacture generally consists of a conventional alkyd esterification of components (A) a between 182 and 204 C, until the acid number is 78.



  The alkyd is then cooled to 135 C, then component (F) is added and the mixture is heated to 1909 C, to form the half-ester with a residual acidity which is determined as already mentioned. indicated. The modified alkyd is then cooled to 93 ° C., (G) is added and the mixture is thoroughly mixed until a homogeneous solution is obtained. The modified alkyd ester has the following characteristics:

   

 <Desc / Clms Page number 19>

 
 EMI19.1
 
<tb> Non-volatile <SEP> <SEP> <SEP> 70.5 <SEP>%
<tb>
<tb> Viscosity <SEP> 63.5 <SEP> stokes
<tb>
<tb> Color <SEP> (Gardner) <SEP> 2-3
<tb>
<tb> Index <SEP> of aciue <SEP> (on <SEP> materials <SEP> no <SEP> 88
<tb>
<tb> volatiles)
<tb>
 Part 2
 EMI19.2
 
<tb> A. <SEP> Product <SEP> of <SEP> the <SEP> Part <SEP> 1 <SEP> 250
<tb>
<tb> B. <SEP> Epoxidized <SEP> flaxseed <SEP> oil <SEP> <SEP> (at <SEP> 8.5% <SEP> of oxyrane) <SEP> 61
<tb>
<tb> C. <SEP> Dimethylethanol <SEP> amine <SEP> 19.5
<tb>
<tb> D. <SEP> Water <SEP> @ <SEP> 185.5
<tb>
 
 EMI19.3
 The alkyd-epoxy complex is made in the same manner as in part 2 of Example 13.

   The vehicle complex gave the following results for the examination:
 EMI19.4
 
<tb> Viscosity <SEP> 15 <SEP> stokes
<tb>
<tb> pH <SEP> 7.6
<tb>
<tb> Color <SEP> (Gardner) <SEP> 2
<tb>
<tb> Non-volatile <SEP> <SEP> materials <SEP> 46 <SEP>% <SEP>
<tb>
   Example XV
In this example, a modified alkyd ester of Example 12 is made, and modified with an epoxidized long chain fatty acid ester. The components forming part 2 of the above compositions comprise 250 parts of the modified alkyd base of Example 12.71 parts of the epoxy ester of pentaerythritol and flaxseed fatty acid (8.5% flax). oxyran), 24 parts triethylamine and 197 parts water.

   This epoxy modified alkyd-ester complex, which can be diluted indefinitely with water, is made in the same manner as described in Examples 14 and 15.



  Examination of the vehicle complex gives the following results:
 EMI19.5
 
<tb> viscosity <SEP> 17.5 <SEP> stokes
<tb>
<tb> pH <SEP> 8.3
<tb>
<tb> Color <SEP> (Gardner) <SEP> 2 <SEP> +
<tb>
<tb> Non-volatile <SEP> <SEP> <SEP> 46%
<tb>
 
This epoxidized ester is an example of epoxidized esters of the nature described for making compositions and products as made and considered herein.



  Components of Part 1
Base oil components incorporated in alkyd resins are examples of long chain fatty acids and esters, saturated and unsaturated, derived from oils.

 <Desc / Clms Page number 20>

 fats of vegetable, animal and marine origin, the fatty chain of which comprises 6 to 26 carbon atoms. The oils used to make the alkyd resin can be alcoholysed preferably in the presence of a catalyst, with a polyalcohol, before proceeding with the addition of the diacide, which is generally phthalic anhydride. Alternatively, fatty acids can also be used in the synthesis of alkyd resins.

   Mention may be made, as types of saturated or unsaturated acids, but without this list being exhaustive, for example those of cottonseed, corn, rapeseed, soybean, carthane, castor, castor oil, dehyarate, flax, coconut, Menhaden, sardines, whale, cod, tallow, bacon etc ...



  The acids useful for the manufacture of alkyd resins, generally derived from these oils, include the following acids: caproic, caprylic, capric, lauric, myristic, palmitic, stearic, behenic, oleic, erucian, linoleic, linolenic, arachidonic and clupanodonic. Other acids include tall oil acids and pelargonic acid. These acids can be modified, for example with benzoic acid, and the like.



   The amount of fatty oil or fatty acid used in the alkyd can be varied. The alkyd resin is generally codified for at 'it contains between 10 and 40% and, preferably, between 20 and 30% oil.



   Examples of polyols which can be used are trimethyldlethane, pentaerythritol, polypentaerythritols, glycol, diethylene glycol, butanediol, glycerol, sorbitol, and the like. The amounts of such polyols used can vary from about 10% shortage to about 10% excess, relative to the chemically equivalent amount of the total combined acid components listed in Part 1 of the Examples. However, the preferred amount of polyol is that which is chemically equivalent to the total acidity.



    Although there remains an excess of acidity in the alkyd ester or in the finished resinous product, it is preferred to use at least the theoretical amount of polyol, to obtain with the diacid clear and soluble products in the acid. 'water,

 <Desc / Clms Page number 21>

 having the half-ester structure, and the best results in terms of gloss and water resistance of polymerized films.



   The acid entering into the composition of the alkyd resin can be any of those known in the art. However, phthalic anhydride is preferred in the initial esterification of the alkyd, to achieve better color retention, and for reasons of economy. Because a considerable amount of the diacid exists as a diester in the terminated alkyd, this form is incapable of reacting with the epoxidized oil as a base. However, it is believed that part of the phthalic element is in the half-ester form and therefore reacts with the epoxidized oil. Its main role is that of a resinous component.



   The carboxide groups of the alkyd obtained in part 1 of the examples act as a solubilizing agent and a bonding agent between the alkyd resin and the epoxidized oil serving as a base product. The added diacid compounds, which react with the alkyd, are the anhydrides. phthalic, hexahydrophthalic, tetrahydrophthalic, mono-chlorophthalic, chlorendic, and others.



  They are reacted with the bulk of the alkyd esther after the first major portion of the alkyd esterification reaction is complete. This adduct reacts with the epoxy compound to form the alkyd-epoxy intermolecular complex. Preference is given to this modification of the alkyd with these diacid anhydrides to achieve maximum reactivity with the epoxy compounds used in Part 2 of the Examples.



  Thus, the oxyran equivalent of the epoxidized oil as the base product may be found in excess of the free carbonyl groups of the base alkyd.



   The water-miscible solvent, such as ethylene glycol monobutyl ether, is also a solvent for half-ester and oil resins, epoxidized oil and the reaction product. This solvent considerably lowers the viscosity of the oil-based resin and facilitates manufacture during the final operations of neutralization and mixing with pigments.

 <Desc / Clms Page number 22>

 solvent also increases water tolerance and helps maintain vehicle clarity. As other examples of solvents having a high flash point, there may be mentioned monomethyl ether and monoethyl ether of ethylene glycol, and the monometh, yl-, monoethyl-, and monobutyl ethers of diethylene glycol.

   The amounts in which they are used are not critical, but large amounts tend to give low viscosity to the finished vehicles and improve reaction conditions. The preferred amount is about 13 to 15% in the finished vehicle at 46% non-volatiles.



  Other water-miscible solvents with a lower flash point, such as denatured alcohol, and the like can be used, with proper control of the temperatures of manufacture and addition.



  Components of part 2
The volatile amine which is a base acts as a stabilizer or inhibitor for the reaction between the half esters and the epoxy component. The ene is volatile and it disappears during cooking to allow residual acidity to subsequently react with the epoxidized oil compound. However, although preference is given to such products as triethyl amine, dimethylethanol amine, N-methyl morpholine, in order to obtain clear compositions and to produce films with a stable color, it is possible to use , in some cases, other inhibitor stabilizers such as ammonia, monoethanol amine, diethanol amine, morpholine, dipro-
 EMI22.1
 pyl amine and di-4.sopropy1 amine, etc.

   Dimethyl ether nol-amine also gives good results. Ammonia and many other less volatile amines, including caustic soda, and similar neutralizing or inhibiting agents, either tending to discolor the films, or do not form a suitable film when cooked by steaming. moderate temperature from 93 to 149 C.



  The preferred amount of volatile amine used is the stoichiometric equivalent sufficient to neutralize the acidity of the carrier consisting of the alkyd resin-epoxy complex.



   The epoxidized oils and compounds useful in the present invention can be made by any

 <Desc / Clms Page number 23>

 of the processes described in US Patents 2485,160 of October 18, 1949 and 2,813,878 of November 19, 1957 and disclosed by RITTER Jr. et al. in US Pat. No. 2,771 472 of November 20, 1956 and by SWERN in US Pat. No. 2,569,502 of October 2, 1951. The epoxy compounds are preferably alkaline refined before being reacted in the treatment described herein. These oils are essentially those which contain unsaturation, as discussed in connection with the base oils for alkyd resins of Part 1 of the Examples.

   These unsaturated oils and their fatty acids can be previously converted into other esters by alcoholysis or by esterification with aliphatic and aromatic mono or polyalcohols, saturated or unsaturated, substituted or unsubstituted, before or after the process. epoxidation. It is furthermore possible to use fatty esters with epoxidized long chains, for example epoxy-stearyl acetate, epoxy-stearyl epoxy-stearate, butyl epoxy-stearate,. octyl epoxy-behenate, methyl di-epoxy-stearate, di- (epoxy-lauryl) adipate, propyl triepoxy-stearate, allyl epoxy-stearate, and others ...



   Although the epoxidized oils and the esters mentioned above are of animal, vegetable and marine origin, it is not excluded to use synthetic epoxy esters or those derived from petroleum.



   The general definition of the oxyran compounds useful in the present invention is as follows: they are essentially long-chain compounds, comprising or not comprising substituents, containing from 8 to 26 carbon atoms in the fatty chain, comprising at least one internal oxyran group per chain, and with or without additional oxyran groups in the substituted radical.



   Preferred oxyran compounds are epoxidized glyceride oils comprising 5 to 12% oxygen in oxyran form. Of this group, an oil with 8.0 and 9.5% oxyran is particularly preferred. It follows from this that the base oil for the epoxidation should preferably have an iodine value of at least 150. This category includes: linseed oil, purified soybean oil , safflower oil, and certain fish oils. However, preference is given to linseed oil.

 <Desc / Clms Page number 24>

 



   The end uses and properties of the finished products of the invention are determined by various factors among which one can consider: 1 The degree of mono-acid modification (oil length or modification) of the alkyae resin of the part. 1 aes examples; 2. The weight ratio of alkyd resin to epoxidized oil from part 2 of the examples; 3. and the content of oxyran and the structure of the epoxidized oil of part 2 of the examples.



   The hardness of the films and their general qualities after baking of the final products improves as the oxyran content of the epoxidized oil increases, with the amount and type of alkya resin remaining constant. Conversely, it is possible to obtain hard or soft, plastic or sticky films, when the oxyran content decreases from the preferred oxyran content, which is 8 to 9.5%, up to. About 4%. If the oxyran content of the epoxidized oil is kept constant and the percentage of oil or the mono-acid modification of the alkyd resin increases, the film becomes softer.

   Therefore, for a given set of desired final properties, the weight ratio of the base acid alkyd ester or base resin to the base component of the epoxidized oil, or the change in alkyd and the content. oxyran of the epoxy component, are all important and interrelated.



   In general, films can be obtained with substantially equivalent properties by combining: 1. two parts of a short alkyd resin modified with 20 to 25% monoacid, with one part of a 1 inch oil. epoxy (8 to 8.5% or more as oxyran), and 2, six parts of a longer alkyd resin
 EMI24.1
 modified iléµÎXàÉÎ ÎÉ / ÎÉ ÎÉ Epoxidized linseed oil (8 to 8.5% or more as oxyran).



  -The above proportions are within the preferred limits for obtaining the desired film-forming properties of the products mentioned in the present description. Ratios different from those given above will give a wider range of products ranging from soft plastics, compositions

 <Desc / Clms Page number 25>

 sticky, even hard, crumbly and brittle products.



   These improved vehicles of the present invention, Examples I to XV, can be used as clear oven varnishes if desired. In this application, they give a very nice shine and their color is very stable, they are very resistant to water and alkaline agents, to chemical agents, and they adhere very tenaciously, while at the same time. being very hard and very flexible after cooking. As the diluent is water, there is no risk of fire or smoke in their application.



   The alkyd-epoxy resin complexes are compatible with other resinous compositions soluble in water or capable of dispersing in water. We can still vary them. film-forming characteristics and the final film-forming properties, so that they are more or less soft or hard and more or less shiny or matt. In general, less shine and smoothness are obtained when the components are not fully compatible.



   The following table lists some representative types soluble in water and which gold can disperse in water, of resinous products compatible with the alkyd resin-epoxy complexes of the invention.
 EMI25.1
 
<tb> Type <SEP> of <SEP> resin <SEP> Name <SEP> Manufacturer
<tb>
<tb> commercial
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> Phenol-formaldehyde <SEP> Admire <SEP> PL-64 <SEP> ADM
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> Type <SEP> silicone <SEP> Silicone <SEP> R-64 <SEP> Union <SEP> Carbide
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> Melamine-formaldehyde <SEP> Cymel <SEP> 7273-7 <SEP> American
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> Cyanamid <SEP> C
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> Melamine-formaldehyde <SEP> Resimene <SEP> 881 <SEP> Monsanto
<tb>
<tb>
<tb> butylated <SEP> ..

   <SEP> 882
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> 883
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> Butadiene-styrene <SEP> Dow <SEP> Latex <SEP> 566 <SEP> Dow
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> Emulsion <SEP> acrylic <SEP> Rhoplex <SEP> B-85 <SEP> Rohm <SEP> & <SEP> Haas
<tb>
 
The following example illustrates a particular composition of the water soluble complexes of the present invention in combination with a preferred melamine-formaldehyde resin which is water soluble or dispersible in water. water.

 <Desc / Clms Page number 26>

 



  Example XVI Part 1 Part by weight A. A water-soluble alkyd-epoxy resin complex selected from Examples X to XII 100 B. A water-soluble melamine-formaldehyde resin, and preferably "Cymel" "7273-7 (75% non-volatile) (American Cyanamid) 5.0
The melamine-formaldehyde resin is simply mixed with the alkyd-epoxy resin complex in the proportion of about 2 to 10 parts per 100 parts of the vehicle. The water-soluble melamine resin, added even in small amounts, promotes lowering the viscosity of the complex in solution when diluted with water, and improves the color stability of the films after baking.

   As the weight of melamine resin is increased, the hardness of the film and its resistance to chemicals increase, but the adhesion and flexibility of the finished products decreases. It is believed that, upon baking, the melamine resin reacts with the alkyd-epoxy resin complex.



   In Example XVI, it is possible to replace the melamine-formaldehyde with the compounds which are soluble in water, or which can be dispersed in water, listed above, or else they can be mixed in any other way with the complexes. soluble epoxy resins to form modified compositions with them.



   The water soluble alkyd resin-epoxy complexes described above can be used as vehicles and mixed directly with pigment and diluted with water to provide high gloss, oven enameled topcoats. This is what the following example of a cooking mixture shows, giving a nice shine:

   
Example XVII
 EMI26.1
 
<tb> Parts <SEP> in <SEP> weight
<tb>
<tb> Oxide <SEP> of <SEP> titanium <SEP> '(Rutile <SEP> not <SEP> chalky) <SEP> 195
<tb>
<tb> Vehicle <SEP> of <SEP> Example <SEP> III <SEP> (47% <SEP> of <SEP> materials
<tb>
<tb> non <SEP> volatile) <SEP> 472
<tb>
<tb>
<tb> Water <SEP> 333
<tb>
 

 <Desc / Clms Page number 27>

 
 EMI27.1
 
<tb> Concentration <SEP> in <SEP> volume <SEP> of <SEP> pigment <SEP> 18, <SEP>%
<tb> <SEP> non <SEP> volatile <SEP> elements of the <SEP> vehicle <SEP> 27.6 <SEP>% <SEP>
<tb>
<tb> Consistency <SEP> (in <SEP> units <SEP> Krebs) <SEP> 75-85
<tb>
<tb> Total <SEP> solids <SEP> <SEP> 41.7 <SEP>%
<tb>
<tb> Ratio <SEP> pigment / binder <SEP> 0.9 / 1.0
<tb>
 
The titanium oxide serving as pigment is ground to a paste, in a suitable grinder,

   and about a quarter to a third of the vehicle of Example III, then the remainder of the vehicle of Example III is mixed. The product is then diluted with water. This gives an enamel which bakes giving a very shiny, hard, tenacious, and extremely resistant film after 30 minutes of baking at 1212 C. The shine indicated by the Gardner apparatus at 60 is 90.



   The film's hold is exceptional compared to that of all other enamels and oven primer, diluted with water. It is also possible to remove the product with water, if it is done immediately, and there are no problems with fumes or fire hazards.



   This example relates to only one of many known pigments and coloring agents of a common nature which can be mixed with the various modified alkyd resin-oil-based epoxy complexes described herein. A preferred pigmented vehicle is obtained by modifying a complex of Examples 1, 2, and 3 into the preferred composition of Example XIII, and preparing a pigmented composition, as shown in Example XVII.



   The preferred water-soluble vehicles which are the subject of the invention exhibit excellent vehicle stability, which allows the pigment to be ground directly therein without the need to add other stabilizers or wetting agents. , and it follows that the formulas of enamels and paints are very simple. Water soluble solutions readily wet pigments and shorten mixing time to 25% of that usually required, and add 2-4 times the amount of pigment normally added in the process. mixed.



   Further, when the vehicles are mixed with iron oxide, silicates, and the like, excellent printing coatings and the like are obtained which adhere to steel surfaces and the like, often difficult to coat. . For example, as indicated below,

 <Desc / Clms Page number 28>

 compositions for printing coatings:

   
Example XVIII
Formula for printing.
 EMI28.1
 
<tb> Part <SEP> 1 <SEP>% <SEP> in <SEP> weight
<tb>
<tb>
<tb> Oxide <SEP> of <SEP> iron <SEP> brown <SEP> metallic <SEP> 5.33
<tb>
<tb>
<tb> Lithopnne <SEP> 5.33
<tb>
<tb>
<tb> Kaolin <SEP> 2.71
<tb>
<tb>
<tb> Silica <SEP> 2.71
<tb>
<tb>
<tb> Complex <SEP> of <SEP> resin, <SEP> soluble <SEP> in <SEP> water
<tb>
<tb> (from <SEP> preference <SEP> to <SEP> 46% <SEP> of <SEP> materials <SEP> not <SEP> 15.99 <SEP>.

   <SEP>
<tb>
<tb> volatiles)
<tb>
<tb>
<tb> Water <SEP> 7.38
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> Part <SEP> 2 <SEP>% <SEP> in <SEP> weight
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> Complex <SEP> of <SEP> resin <SEP> soluble <SEP> in <SEP> water <SEP> 31.98
<tb>
<tb>
<tb> (from <SEP> preference <SEP> to <SEP> 46% <SEP> of <SEP> materials <SEP> no
<tb>
<tb> volatiles)
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> Water <SEP> 28.57
<tb>
 
 EMI28.2
 9 The components of Part 1 are introduced into a conventional ball mill, and ground for 24g to 40 hours. The components of part 2 can then be mixed with part 1 by stirring, or by adding them to the ball mill. The proportion of non-volatile solids can vary.

   However, for practical reasons of manufacture, the range of non-volatile compounds indicated generally in the complexes of which the composition has been given, is the best from the point of view of the qualities of flow during the manufacture, handling, and to produce pigmented film-forming compositions.



   Numerous variations and modifications can be made to the terms of the implementation described, without thereby departing from the scope of the invention.


    

Claims (1)

RESUME A. A titre de produits industriels nouveaux : l.- Un produit résineux comprenant un complexe epo- xydé à base d'huile, dérivé d'un ester d'alkyde et d'un composé époxydé comportant un groupe oxyrane interne. SUMMARY A. As new industrial products: 1. A resinous product comprising an epoxy oil-based complex derived from an alkyd ester and an epoxy compound having an internal oxyran group. 2. - Une solution aqueuse d'un complexe de résine époxydée à base d'huile grasse. 2. - An aqueous solution of an epoxy resin complex based on fatty oil. 3.- Un complexe de résine époxydée à base d'huile,en combinaison avec une solution aqueuse d'un produit rési- <Desc/Clms Page number 29> neux différent. 3.- An oil-based epoxy resin complex, in combination with an aqueous solution of a residual product. <Desc / Clms Page number 29> neux different. 4. - Une solution aqueuse d'un complexe de résine époxydée à base d'huile, en combinaison avec une résine de mélamine. 4. - An aqueous solution of an oil-based epoxy resin complex, in combination with a melamine resin. 5. - Une solution aqueuse renfermant un complexe inter- moléculaire d'un ester d'alkyde et d'un composé époxydé. 5. - An aqueous solution containing an inter-molecular complex of an alkyd ester and an epoxy compound. 6. - Une combinaison d'un complexe époxydé à base d'hui le, d'un ester d'alkyde et d'un agent modifiant de ce complexe. 6. - A combination of an epoxy complex based on oil, an alkyd ester and a modifying agent for this complex. 7. - Un produit de réaction constitué par un complexe intermoléculaire d'un produit à base d'huile dérivé d'une source d'huile grasse non saturée comportant un radical à chaîne grasse de 8 à 26 atomes de carbone , et renfermant de l'oxygène sous forme oxyrane, et un ester d'alkyde. 7. - A reaction product consisting of an intermolecular complex of an oil-based product derived from an unsaturated fatty oil source comprising a fatty chain radical of 8 to 26 carbon atoms, and containing l oxygen in oxyran form, and an alkyd ester. 8- Une composition résineuse soluble dans l'eau, déri- vée d'un produit d'estérification d'alkyde, modifié avec un composé d'un polyacide ayant de l'acidité résiduelle et présent sous la forme d'un demi-ester soluble dans l'eau, et un composé d'oxyrane ayant partiellement réagi, la com- position étant présente dans un solvant miscible à l'eau et ayant un indice d'acide résiduel compris entre 40 et 120 environ, et un inhibiteur empêchant temporairement que la réaction entre l'acidité résiduelle du produit d'esté- rification de l'alkyde modifié et le composé d'oxyrane soit complète ; composé d'oxyrane est dérivé d'un pro- duit époxydé à base d'huile grasse avec une chaîne grasse de 8 à 26 atomes de carbone, et l'inhibiteur est une amine organique volatile présente en quantité propre à arrêter la réaction. 8- A water soluble resinous composition, derived from an alkyd esterification product, modified with a compound of a polyacid having residual acidity and present in the form of a half ester soluble in water, and a partially reacted oxyran compound, the composition being present in a water-miscible solvent and having a residual acid number of between about 40 and 120, and an inhibitor temporarily preventing that the reaction between the residual acidity of the modified alkyd esterification product and the oxyran compound is complete; oxyran compound is derived from an epoxidized fatty oil product with a fatty chain of 8 to 26 carbon atoms, and the inhibitor is a volatile organic amine present in an amount capable of stopping the reaction. 9.- Un véhicule soluble dans l'eau pour enduits de finition à cuire, comprenant un produit soluble dans l'eau, d'estérification d'un acide gras comportant une chaîne grasse dérivée d'une huile grasse % 6 à 26 atomes de car- bone et un polyol qu'on fait réagir en combinaison avec un composé d'un diacide et présent sous la forme d'un demi- ester avec acidité résiduelle, un composé d'oxyrane ayant partiellement réagi, un inhibiteur volatil pour maintenir le composé époxydé dans son état de réaction partielle,et un solvant miscible à l'eau; l'acide gras est dérivé de l'huile de lin, de soja, de l'huile de tall, de l'huile de ricin déshydratée et le composé d'oxyrane est dérivé d'un produit époxydé à base d'huile grasse à chaîne longue avec plusieurs groupes oxyrane internes. <Desc/Clms Page number 30> 9.- A water-soluble vehicle for baking finishing coatings, comprising a water-soluble product of esterification of a fatty acid comprising a fatty chain derived from a fatty oil% 6 to 26 atoms of carbon and a polyol which is reacted in combination with a compound of a diacid and present as a half ester with residual acidity, a partially reacted oxyran compound, a volatile inhibitor to maintain the an epoxy compound in its partial reaction state, and a water-miscible solvent; the fatty acid is derived from linseed oil, soybean, tall oil, dehydrated castor oil and the oxyran compound is derived from an epoxy product based on fatty oil. long chain with several internal oxyran groups. <Desc / Clms Page number 30> 10.- Une composition d'enduction pigmentée, brillante, insoluble dans l'eau et résistante aux agents alcalins, constituée par le produit de la réaction d'un ester d'alkyde soluble dans l'eau et d'un composé d'oxy- rane à longue chaîne, dérivé d'une huile grasse non satu- rée comprenant de 8 à 26 atomes de carbone dans le radi- cal gras. Cette composition d'enduction peut comprendre une résine de mélamine. 10.- A pigmented coating composition, shiny, insoluble in water and resistant to alkali agents, consisting of the reaction product of a water-soluble alkyd ester and an oxy compound - long chain rane, derived from an unsaturated fatty oil comprising from 8 to 26 carbon atoms in the fatty radical. This coating composition can comprise a melamine resin. B. Procédé de fabrication d'un complexe de résine ren- fermant une huile époxydée, sous la forme d'un composé alkyde-oxyrane intermoléculaire modifié, caractérisé par les points suivants ; séparément ou en combinaisons. B. A method of making an epoxidized oil resin complex in the form of a modified intermolecular alkyd-oxyran compound, characterized by the following; separately or in combinations. Il.- On fait réagir un acide gras à chaîne longue, dérivé d'une huile grasse, avec un composé formant des résines; on ajoute un anhydride de diacide réactif; on chauffe le mélange et on en obtient une composition réac- tive qui est un demi-ester avec de l'acidité résiduelle ; on refroidit la composition à base de demi-ester; on ajou- te un solvant ; agite et on ajoute un composé époxydé à la composition refroidie ; on effectue une réaction par- tielle entre le composé époxydé et ladite composition à base de demi-ester, et on obtient un complexe alkyde-époxy résineux , ayant partiellement réagi. II.- A long chain fatty acid, derived from a fatty oil, is reacted with a resin-forming compound; a reactive diacid anhydride is added; the mixture is heated to give a reactive composition which is a half ester with residual acidity; the composition based on the half-ester is cooled; a solvent is added; stirred and an epoxy compound is added to the cooled composition; a partial reaction is carried out between the epoxy compound and said half-ester composition, and a partially reacted resinous alkyd-epoxy complex is obtained. 12. - On arrête la réaction partielle après dimi- nution choisie de l'indice d'acide, en ajoutant un inhi- biteur neutralisant. 12. - The partial reaction is stopped after a chosen reduction in the acid number, by adding a neutralizing inhibitor. C. Procède de fabrication d'un composé époxydé dérivé d'une huile grasse et soluble dans l'eau, utilisable com- me véhicule pour peintures et émaux, caractérisé par les points suivants, ou en combinaison. : -13.- On produit d'abord une composition réactive constituée par un demi-ester d'un composé aliphatique à chaîne longue, modifiée par un polyol et dérivée d'une source d'huile grasse, et on résinifie le produit diacide à une température de réaction comprise entre 182 et 204 C environ ; on obtient pour la composition à base de demi-' ester un indice d'acide de l'ordre de 40 à 120 environ; on refroidit le produit de la réaction à 121 C environ; on ajoute un solvant miscible à l'eau; on ajoute à ladite première composition un composé époxydé renfermant de l'oxygène interne sous forme oxyrane ; C. Process for the manufacture of an epoxy compound derived from a fatty oil and soluble in water, usable as a vehicle for paints and enamels, characterized by the following points, or in combination. : -13.- A reactive composition is first produced consisting of a half-ester of a long-chain aliphatic compound, modified with a polyol and derived from a fatty oil source, and the diacid product is resinified with a reaction temperature of between 182 and 204 C approximately; an acid number of the order of 40 to 120 approximately is obtained for the composition based on the half ester; the reaction product is cooled to about 121 ° C.; a solvent miscible with water is added; an epoxidized compound containing internal oxygen in oxyran form is added to said first composition; onfait réagir le composé époxydé avec ladite composition réactive à base de demi-ester; on obtient un indice d'aCide diminué et on ajoute un inhibiteur pour arrr temporairement la réac- tion en phase soluble dans l'eau. <Desc/Clms Page number 31> reacting the epoxy compound with said reactive half-ester composition; a decreased acid number is obtained and an inhibitor is added to temporarily stop the reaction in the water soluble phase. <Desc / Clms Page number 31> 14. - On ajoute au moins une partie d'un inhibiteur de réaction à ladite première composition réactive,avant d'ajouter ledit composé époxydé. 14. - At least part of a reaction inhibitor is added to said first reactive composition, before adding said epoxy compound. D. A titre de produit industriel nouveau, une compositior à base de résine époxy, formant des pellicules, renfermant de la résine de mélamine comme agent stabilisant la couleur de la pellicule polymérisée. D. As a new industrial product, a composition based on epoxy resin, forming films, containing melamine resin as an agent for stabilizing the color of the cured film.
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