CH268258A

CH268258A - Water repellent coating.

Info

Publication number: CH268258A
Authority: CH
Inventors: Rhone-Poulenc Societ Chimiques
Original assignee: Rhone Poulenc Chemicals
Priority date: 1946-07-30
Filing date: 1947-07-25
Publication date: 1950-08-16

Description

       

  Revêtement hydrofuge.    La présente invention a pour objet un  revêtement hydrofuge à angles de contact  supérieurs à 120 , pouvant atteindre 165  et  même davantage. Il est bien entendu que,  dans l'exposé qui suit, il s'agit des angles de  contact relatifs à l'eau.  



  On sait que l'angle de contact est défini  comme l'angle mesuré dans le liquide, que  forme, en un point du pourtour de contact, ce  liquide avec une surface plane sur laquelle il.  est déposé. Il est nul pour une surface par  faitement     mouillable,    sur laquelle une goutte  d'eau s'étale rapidement en donnant     titi    film  superficiel, et augmente pour des surfaces de  moins en moins     mouillables;    la surface de con  tact     liquide/solide    diminue corrélativement.  pour une goutte de volume donné, de sorte  que la goutte se détache plus     facilement    pour  une même inclinaison de la surface.

   Avec la  paraffine, corps peu     mouillable,    l'angle de  contact est voisin de 105 , et une goutte d'eau  déposée sur une surface paraffinée horizon  tale prend la forme d'une sphère tronquée sa  tisfaisant à la condition de constance de l'an  gle de contact sur tout le pourtour.  



  Il est connu d'hydrofuger divers matériaux  en les traitant superficiellement à. froid par  des chlorures     méthylsiliciques,    ou à chaud par  leurs produits     d'hydrolyse;    mais les angles de  contact pour des surfaces ainsi traitées,  quoique étant supérieurs à 90", atteignent à  peine 105" dans les meilleures conditions, par  exemple clans le cas de plaques de verre trai-         tées    par les vapeurs de     diméthyldichlorosili-          cane.    Pour obtenir une protection     phis    com  plète contre le contact avec l'eau, comme il est.

    désirable de le faire pour les organes électri  ques et dans les problèmes généraux de l'im  perméabilisation de matériaux divers, par  exemple carton, papier, etc., il est     -utile    de  réaliser des surfaces donnant avec l'eau des  angles de contact supérieurs à la valeur citée  plus haut pour que les gouttes se détachent  plus facilement.  



  Un revêtement hydrofuge conforme à la  présente invention permet de réaliser le     desi-          dera.tum    ci-dessus.  



  Ce revêtement est caractérisé en ce qu'il  présente une surface finement grenue et en  ce qu'il contient de fines poudres hydrofugées  par un dérivé     organosilicique    et fortement  adhérentes à leur support.  



  Des poudres fines utilisables à la constitu  tion de revêtements conformes à l'invention  peuvent, par exemple, être la silice, le talc, le  kaolin, les argiles smectiques. Pour hydro  fuger ces poudres, on peut, par exemple, les  traiter par une solution de résine     organosili-          eique    et chauffer ensuite. On peut encore les  mettre en contact à froid avec des     méthyl-          chl.orosil.icanes;    dans ce cas, il se forme de  l'acide chlorhydrique, par action entre ces  dernières et la petite quantité d'humidité  absorbée sur la surface des poudres, acide qui  peut être éliminé par exposition à, l'air ou par      lavage avec une solution alcaline et rinçage à  l'eau.  



  Pour rendre les poudres adhérentes aux  surfaces qu'elles doivent hydrofuger, on peut,  par exemple, badigeonner celles-ci au moyen  d'une solution aqueuse de silicate alcalin et  les saupoudrer ensuite de la poudre hydro  fugée. De préférence, toutefois, on utilisera  comme agents adhésifs des résines     organosili-          ciques        durcissables.    Celles-ci peuvent être ap  pliquées en solution sur la surface à traiter,  qu'on recouvre ensuite de la poudre par pul  vérisation ou saupoudrage, éventuellement en  facilitant l'adhérence par une légère pression;  le durcissement est obtenu par chauffage.

   On  peut encore préparer une suspension de la  poudre hydrofugée dans une solution de la  résine et recouvrir l'objet à hydrofuger au  moyen de cette suspension, par exemple par  trempage ou application au pinceau. Comme  dans le cas précédent, un chauffage à tempé  rature appropriée termine le traitement. Dans  l'un et l'autre modes opératoires, la résine  silicique peut être remplacée partiellement ou  totalement par une huile     organosilicique,    dont  on provoque le durcissement en adjoignant au  mélange, avant chauffage, du peroxyde de       benzoyle.    Certains de ces mélanges préalable  ment chauffés peuvent durcir par vieillisse  ment à la température ordinaire après l'appli  cation sur l'objet à hydrofuger.  



  La résine     organosilicique    peut, dans cer  tains cas, être employée en même temps pour  l'agglutination et l'hydrofugation . de la pou  dre, ces deux opérations se faisant en même  temps au cours du chauffage. Dans ce cas, on  peut se contenter d'employer des poudres fines  non hydrofugées, mais     il    faut alors employer  une proportion de résine     phis    élevée.  



  Dans tous les cas, la proportion de poudre  hydrofugée utilisée doit être telle que le revê  tement final solide présente une surface fine  ment grenue. Une telle surface possède à  l'égard de l'eau un angle de contact extrême  ment élevé, supérieur à 120 ; des gouttes d'eau  déposées sur la surface d'un objet recouvert  d'un     revêtement    conforme à l'invention, n'ont  qu'un périmètre de contact extrêmement ré-    duit et roulent avec la plus     grande    facilité  dès qu'on incline la surface de quelques de  grés, phénomène comparable à celui qu'offre  la nature avec les feuilles de     eapueine    ou les  plumes de canard.  



  Les exemples suivants, dans lesquels les  parties s'entendent en poids, montrent com  ment des     revêtements    hydrofuges conformes à  l'invention peuvent être     obtenus.    Les quan  tités de poudres hydrofugées, de résines et de  solvants, la température et la, durée du chauf  fage peuvent varier dans de larges limites, et  tout technicien sera à même de déterminer,  par des essais préalables, les conditions opé  ratoires les mieux appropriées au but parti  culier visé.  



  <I>Exemple 1:</I>  On applique sur une lame de verre une  solution benzénique de résine     organosilicique.     Après évaporation partielle du solvant, on  saupoudre cette pellicule d'une poudre hydro  fuge. Par une légère pression, on facilite  l'adhérence. On chauffe 1 heure à 200 . Après  refroidissement, on obtient un revêtement  hydrofuge présentant un angle de contact de  165  à. l'égard de l'eau.  



       Exeynple        ,?:     On prépare une suspension contenant  19 parties de silice hydrofugées et 24 parties  de résine     organosilicique    dans un mélange de  33 parties d'alcool     isopropylique    et de 24 par  ties de benzène. On trempe une plaque d'alu  minium dans cette suspension (ou bien on fait  une application au pinceau), puis on le  chauffe 30 minutes à     250 .    On obtient, après  refroidissement, un revêtement. blanc, adhérent,  sur lequel l'angle de contact avec     l'eau    est de  152 .  



  Le même mélange, chauffé à     200     pendant  2 heures ou à 1.50  pendant 6 heures, donne  des revêtements blancs adhérents sur lesquels  les angles de contact avec l'eau sont respecti  vement de 148 et 158 .  



       Exemple   <I>3:</I>  On prépare un mélange de 80 parties  d'huile     organosilicique,    18 parties de silice et      2 parties de     peroxyde    de     benzoy    le, que l'on  chauffe à l'étuve à 150  jusqu'à avoir la con  sistance d'une glu épaisse. On laisse refroidir  et on l'applique en couche mince sur une  feuille de carton. On recouvre de silice hydro  fugée, dont on facilite l'adhésion par une  légère pression. Au bout de quelques jours, à  la température ordinaire, ce mélange devient  dur et     adhérent;        l'an-le    de contact avec     L'eau     est de 165 .  



       Exempte   <I>4:</I>  On prépare un mélange contenant 86 par  ties d'huile     organosilicique,    10 parties de gel  de silice et 4 parties de peroxyde de     benzoyle.     On     l'applique    en couche mince sur de  l'amiante     agglomérée    par un     matériau    résis  tant à un chauffage à 160". On saupoudre de  silice     lrvdrofugée    et on chauffe pendant  6 heures à l'étuve à<B>1601.</B> . On obtient après  refroidissement un revêtement donnant avec  l'eau un angle de contact voisin de 150 .  



  <I>Exemple<B>5:</B></I>  On fait une suspension contenant 20 par  ties de résine     orsanosilicique    et 20 parties de  talc     hydrofugé.    dans un     mélange    de 10 par  ties d'alcool     isopropylique    et de 20 parties de  benzène. On étend au pinceau ce mélange sur  une plaque de porcelaine. On chauffe 45 mi  nutes à 200 . On obtient un revêtement blanc  très adhérent, pour lequel     l'angle    de contact  avec l'eau est de 123 .  



       Exemple   <I>6:</I>  On fait une suspension contenant 20 par  ties de résine     organosilicique,    7.0 parties de  silice non hydrofugée dans un mélange de    20 parties de benzène et 50     parties    d'alcool       isopropylique.    On chauffe 1 heure à 200 . On  l'applique sur une     plaqrre    de cuivre. Après       refroidissement,    on obtient un revêtement  blanc adhérent faisant avec l'eau un angle de  contact de 118". Le même     mélan(ye    chauffé  pendant 3 heures à 150  donne     après    refroi  dissement un angle de contact de     l49".     



  La protection pour la présente invention  n'est,     revendiquzée    que pour autant que celle-ci  ne se rapporte pas à l'industrie textile.



  Water repellent coating. The present invention relates to a water-repellent coating with contact angles greater than 120, up to 165 and even more. It is understood that, in the description which follows, these are the contact angles relating to water.



  It is known that the contact angle is defined as the angle measured in the liquid, which forms, at a point of the periphery of contact, this liquid with a flat surface on which it. is filed. It is zero for a perfectly wettable surface, on which a drop of water spreads rapidly, giving a superficial film, and increases for less and less wettable surfaces; the liquid / solid contact surface decreases correlatively. for a drop of given volume, so that the drop comes off more easily for the same inclination of the surface.

   With paraffin, a poorly wettable body, the contact angle is close to 105, and a drop of water deposited on a horizontal paraffinized surface takes the form of a truncated sphere satisfying the condition of constancy of the year. contact gle all around.



  It is known to waterproof various materials by treating them superficially with. cold with methylsilicic chlorides, or hot with their hydrolysis products; but the contact angles for surfaces so treated, although greater than 90 ", barely reach 105" under the best conditions, for example in the case of glass plates treated with dimethyldichlorosilicon vapors. To obtain complete phis protection against contact with water, as it is.

    desirable to do this for electrical parts and in general problems of the impermeabilization of various materials, for example cardboard, paper, etc., it is useful to provide surfaces giving higher contact angles with water to the value mentioned above so that the drops come off more easily.



  A water-repellent coating in accordance with the present invention enables the above desi- dera.tum to be achieved.



  This coating is characterized in that it has a finely grained surface and in that it contains fine powders water-repellent with an organosilicon derivative and strongly adherent to their support.



  Fine powders which can be used in the constitution of coatings in accordance with the invention can, for example, be silica, talc, kaolin, smectic clays. In order to hydrate these powders, it is possible, for example, to treat them with an organosilicate resin solution and then to heat them. They can also be brought into cold contact with methyl-chl.orosil.icanes; in this case, hydrochloric acid is formed, by action between the latter and the small amount of moisture absorbed on the surface of the powders, acid which can be removed by exposure to air or by washing with a solution alkaline and rinse with water.



  In order to make the powders adherent to the surfaces which they are to waterproof, it is possible, for example, to brush the latter with an aqueous solution of alkali silicate and then to sprinkle them with the hydro fugée powder. Preferably, however, curable organosilicon resins will be used as adhesive agents. These can be applied in solution to the surface to be treated, which is then covered with powder by pulverization or dusting, optionally by facilitating adhesion by light pressure; hardening is obtained by heating.

   It is also possible to prepare a suspension of the water-repellent powder in a solution of the resin and to cover the object to be water-repellent by means of this suspension, for example by dipping or applying with a brush. As in the previous case, heating to an appropriate temperature terminates the treatment. In either procedure, the silicic resin can be partially or totally replaced by an organosilicon oil, the hardening of which is caused by adding to the mixture, before heating, benzoyl peroxide. Some of these preheated mixtures can harden by aging at room temperature after application to the object to be waterproofed.



  The organosilicon resin can, in some cases, be used at the same time for agglutination and water repellency. powder, these two operations being done at the same time during heating. In this case, one can be satisfied with using fine non-water-repellent powders, but it is then necessary to use a phis high proportion of resin.



  In all cases, the proportion of water-repellent powder used must be such that the final solid coating has a finely grained surface. Such a surface has an extremely high contact angle with respect to water, greater than 120; drops of water deposited on the surface of an object covered with a coating in accordance with the invention have only an extremely small contact perimeter and roll with the greatest ease as soon as the surface of a few sandstones, a phenomenon comparable to that offered by nature with the leaves of eapueine or duck feathers.



  The following examples, in which the parts are understood by weight, show how water-repellent coatings according to the invention can be obtained. The quantities of water-repellent powders, resins and solvents, the temperature and the duration of the heating can vary within wide limits, and any technician will be able to determine, by prior tests, the most appropriate operating conditions. to the particular aim sought.



  <I> Example 1: </I> A benzene solution of organosilicon resin is applied to a glass slide. After partial evaporation of the solvent, this film is sprinkled with a water-repellent powder. By a light pressure, one facilitates the adhesion. Heat for 1 hour at 200. After cooling, a water-repellent coating is obtained having a contact angle of 165 to. with regard to water.



       Example: A suspension is prepared containing 19 parts of water-repellent silica and 24 parts of organosilicon resin in a mixture of 33 parts of isopropyl alcohol and 24 parts of benzene. A plate of aluminum minium is dipped in this suspension (or else an application is made with a brush), then it is heated for 30 minutes at 250. A coating is obtained after cooling. white, adherent, at which the contact angle with water is 152.



  The same mixture, heated at 200 for 2 hours or at 1.50 for 6 hours, gives adherent white coatings on which the contact angles with water are 148 and 158 respectively.



       Example <I> 3: </I> A mixture of 80 parts of organosilicon oil, 18 parts of silica and 2 parts of benzoyl peroxide is prepared, which is heated in an oven at 150 until having the consistency of thick glue. Allowed to cool and applied in a thin layer on a sheet of cardboard. It is covered with hydrofuge silica, the adhesion of which is facilitated by light pressure. At the end of a few days, at ordinary temperature, this mixture becomes hard and adherent; the year of contact with water is 165.



       Exempt <I> 4: </I> A mixture is prepared containing 86 parts of organosilicon oil, 10 parts of silica gel and 4 parts of benzoyl peroxide. It is applied in a thin layer on asbestos agglomerated by a material resistant to heating at 160 ". It is sprinkled with waterproofed silica and heated for 6 hours in an oven at <B> 1601. </B> After cooling, a coating is obtained which gives a contact angle close to 150 with water.



  <I>Example<B>5:</B> </I> A suspension is made containing 20 parts of orsanosilicon resin and 20 parts of water-repellent talc. in a mixture of 10 parts of isopropyl alcohol and 20 parts of benzene. This mixture is spread with a brush on a porcelain plate. We heat 45 minutes to 200. A very adherent white coating is obtained, for which the contact angle with water is 123.



       Example <I> 6: </I> A suspension is made containing 20 parts of organosilicon resin, 7.0 parts of non-water-repellent silica in a mixture of 20 parts of benzene and 50 parts of isopropyl alcohol. Heat for 1 hour at 200. It is applied to a copper plate. After cooling, an adherent white coating is obtained which has a contact angle of 118 "with water. The same mixture (heated for 3 hours at 150) gives, after cooling, a contact angle of 149".



  Protection for the present invention is claimed only in so far as it does not relate to the textile industry.

Claims

CLAIM: Livdrofuge coating to. contact angle with water greater than 1.20 ", characterized in that it has a finely grained surface and in that it contains fine water-fugitive powders by an organosilicon derivative and strongly adherent to their support. -CLAIMS: 1. Coating according to claim, characterized in that said powders are fixed to their support by means of an organosilicon resin.

Coating according to claim, characterized in that said powders are silica powders. 3. Coating according to claim, characterized in that said powders are talc powders. 1. Coating according to claim, characterized in that said powders are kaolin powders. : ï. Coating according to claim 1.a, characterized in that said powders are smectic clay powders.