Mélange solvant et son application comme solvant pour la fabrication
des peintures et des vernis On n sait que l'industrie des peintures et des vernis utilise, pour le maintien à l'état liquide de ses liants filmogènes, un grand nombre de solvants et diluants tels que l'étbanol, le butanol primaire, le toluène, etc.
Ces solvants devraient: 1) être des solvants parfaits, c'est-à-dire donner des solutions fluides diluables à l'infini 2) être miscibles avec l'eau en toutes proportions 3) supporter l'addition d'eau au vernis sans laisser
apparaître une précipitation du colloïde dissous 4) permettre l'élimination au cours du séchage de
toute l'eau contenue volontairement ou acciden
tellement dans la solution et laisser ainsi un film
parfaitement anhydre; 5) refroidir au minimum le film durant leur éva
poration.
Or les solvants mentionnés ci-dessus ne remplissent qu'imparfaitement toutes ces conditions.
La titulaire a étudié et mis au point dans ce domaine un nouveau mélange composé de deux produites, dont aucun ne possède en l'occurrence les qualités désirées et dont il était dès lors peu prévisible que l'association conduise à un solvant susceptible de présenter des qualités supérieures à celles de tous les solvants connus.
La présente invention concerne donc: 1) Un mélange constitué de butanol secondaire et
de diacétonealcool en proportions comprises entre
95 parties de butanol secondaire pour 5 parties
de diacétonealcool, et 65 parties de butanol se
condaire pour 35 parties de diacétonealcool, de
préférence entre 70 parties de butanol secondaire
pour 30 parties de diacétonealcool et 85 parties
de butanol secondaire pour 15 parties de di
acétonealcool, en volumes.
2) L'utilisation de ce mélange comme solvant dans
la fabrication des peintures et des. vernais.
Le produit selon l'invention peut être obtenu par simple mélange de ses constituants dans l'ne quelconque des proportions indiquées.
I1 présente, par rapport au butanol primaire déjà utilisé dans le même but, les avantages suivants qui ont été mis en évidence par une série ! d'essais sys- tématiques de la titulaire effectués à titre d'exemples sur un mélange butanol 80 - diacétoneaicool 20.
1. Pouvoir diluant limite sur le collodion:
I1 s'agit ici de déterminer la quantité maxi
mum de solvant que l'on peut ajouter à du col
lodion avant précipitation de celui-ci.
On a employé à cet effet la méthode qui
consiste à diluer jusqu'à. précipitation 20 gram
mes du vernis cellulosique concentré ci-après: Collodion < r 15 15538 Nobel 35
Acétate d'éthyle 12
Ethanol 10
Toluène 43
Les résultats suivants ont été obtenus
Butanol primaire 320 < )/o
Mélange 80-20 de l'invention: On peut en
ajouter sans limite.
2. Tolérance aqueuse du solvant:
Il s'agit ici de déterminer à partir de quelle
proportion d'eau ajoutée le mélange liquide cesse
de constituer unie seule phase.
On a employé à cet effet la méthode qui consiste à ajouter au solvant ! de l'eau goutte à
goutte jusqu'à apparition d'un trouble permanent.
Les résultats suivants ont été obtenus:
Butanol primaire 16 /o en volume d'eau
Mélange 80-20 de l'invention:
Miscibilité en toutes proportions.
3. Pouvoir solvant en présence d'eau:
I1 s'agit ici de la tolérance aqueuse permet
tant au solvant de conserver toutes ses qualités.
On a préparé à cet effet la composition de
vernis ci-après:
Acétate d'éthyle 63
Collodion 15538 Novel 5
Solvant à essayer 32
Les résultats suivants ont été obtenus:
Butanol primaire: Adjonction possible de
11,5 cm3 d'eau à 100 cm3 de vernis avant préci
pitation du collodion.
Mélange 80-20 de l'invention: Adjonction
possible de 18 cm3 d'eau à 100cl de vernis
avant précipitation du collodion.
4. Evaporation de l'eau ajoutée-Pouvoir anti-voile:
Le pouvoir anti-voile est le résultat des trois
phénomènes suivants:
a) Tolérance aqueuse de la solution de
résine,
b) Froid produit par l'évaporation du sol
vant,
c) Entraînement de l'eau par l'évaporation
du solvant.
I1 résulte déjà de l'essai No 2 que la tolérance
aqueuse du solvant de l'invention est très nette
ment supérieure à celle du butanol primaire.
Pour étudier l'entraînement de l'eau dans
l'évaporation, on a réalisé les mélanges suivants:
Solvant 94 cm3
Eau 6 cm3
et l'on a procédé à une distillation avec une co
lonne Vigreux de 10 cm. Les liquides distillés
étaient fractionnés de 20 en 20 cm3. Après
chaque distillation de 20 cm3, la présence de
l'eau était mise en évidence dans chaque fraction
restante par le bleuissement du sulfate de cuivre
blanc.
Les résultats suivants ont été obtenus
Butanol secondaire : Il n'y avait plus d'eau
dans la fraction restante après 80 cm3 de dis
tillat.
Mélange 80-20 de l'invention: Il n'y avait
plus d'eau dans la fraction restante après 60 cm3
de distillat.
Dans cet essai toute l'eau additionnée était
évacuée avant que la totalité du solvant ait dis
tillé.
On voit qu'avec le mélange de l'invention
l'eau est éliminée plus rapidement qu'avec le
butanol secondaire pur.
5. Chaleur de volatilisation du mélange liquide:
Le refroidissement produit par l'évaporation
du solvant est fonction:
a) de la chaleur de volatilisation de celui-ci;
b) du poids de solvant évaporé dans l'unité
de temps.
Certes la température atteinte au cours du
refroidissement varie avec de nombreux facteurs:
support, température extérieure, vitesse du cou
rant d'air, etc. On peut cependant calculer un
coefficient (nombre de calories perdues par mi
nute) qui permet de juger de la vitesse de refroi
dissement du mélange, laquelle doit naturelle
ment être aussi faible que possible afin de ne pas
provoquer de condensation d'eau sur le film.
Les résultats suivants ont été obtenus
Butanol primaire 0,063 calorie/minute
Mélange 80-20
de l'invention 0,044 calorie/minute
De l'ensemble de ces résultats on peut con
dure à la nette supériorité du produit de l'inven
tion pour l'application proposée.
Par ailleurs il est remarquable que, malgré la
présence d'une quantité importante de ce solvant lourd d qu'est le diacétonealcool, la vitesse d'éva-
poration du mélange de l'invention demeure pra
tiquement égale à celle du butanol primaire.
On n a employé, pour déterminer cette vitesse,
la méthode classique de séchage sur papier filtre,
qui consiste à déposer 0,5 cms du liquide en
cause sur un papier filtre et à mesurer le temps
au bout duquel la tache disparait.
Solvent mixture and its application as a solvent for manufacturing
paints and varnishes It is known that the paints and varnishes industry uses, for the maintenance in the liquid state of its film-forming binders, a large number of solvents and thinners such as etbanol, primary butanol, toluene, etc.
These solvents should: 1) be perfect solvents, that is to say give fluid solutions that can be diluted infinitely 2) be miscible with water in all proportions 3) withstand the addition of water to the varnish without let
appear a precipitation of the dissolved colloid 4) allow the elimination during the drying of
all water intentionally or accidentally contained
so much in the solution and thus leave a film
perfectly anhydrous; 5) cool the film to a minimum during their eva
poration.
However, the solvents mentioned above only imperfectly fulfill all these conditions.
The licensee has studied and developed in this field a new mixture composed of two products, neither of which possesses the desired qualities and for which it was therefore unlikely that the combination would lead to a solvent likely to present qualities superior to those of all known solvents.
The present invention therefore relates to: 1) A mixture consisting of secondary butanol and
of diacetonealcohol in proportions between
95 parts of secondary butanol for 5 parts
of diacetonealcohol, and 65 parts of butanol are
condaire for 35 parts of diacetonealcohol,
preferably between 70 parts of secondary butanol
for 30 parts of diacetonealcohol and 85 parts
of secondary butanol for 15 parts of di
acetone alcohol, by volume.
2) The use of this mixture as a solvent in
the manufacture of paints and. vernais.
The product according to the invention can be obtained by simply mixing its constituents in any of the proportions indicated.
It presents, compared to the primary butanol already used for the same purpose, the following advantages which have been demonstrated by a series! of the licensee's systematic tests carried out as examples on a butanol 80 - diacetoneaicool 20 mixture.
1. Limit diluting power on the collodion:
This is to determine the maximum quantity
mum of solvent that can be added to the neck
lodion before precipitation of it.
The method which
is to dilute up. precipitation 20 gram
mes of the following concentrated cellulose varnish: Collodion <r 15 15538 Nobel 35
Ethyl acetate 12
Ethanol 10
Toluene 43
The following results were obtained
Primary butanol 320 <) / o
80-20 mixture of the invention: It is possible
add without limit.
2. Aqueous tolerance of the solvent:
It is a question here of determining from which
proportion of water added the liquid mixture ceases
to constitute a single phase.
The method of adding to the solvent was used for this purpose! water drip
gout until permanent cloudiness appears.
The following results were obtained:
Primary butanol 16 / o by volume of water
80-20 mixture of the invention:
Miscibility in all proportions.
3. Solvent power in the presence of water:
This is about the aqueous tolerance allows
both solvent to retain all its qualities.
The composition of
varnish below:
Ethyl acetate 63
Collodion 15538 Novel 5
Solvent to be tested 32
The following results were obtained:
Primary butanol: Possible addition of
11.5 cm3 of water at 100 cm3 of varnish before precision
pitation of collodion.
80-20 mixture of the invention: Addition
possible from 18 cm3 of water to 100cl of varnish
before precipitation of collodion.
4. Evaporation of added water - Anti-fog power:
Anti-haze power is the result of three
following phenomena:
a) Aqueous tolerance of the solution
resin,
b) Cold produced by evaporation from the soil
before,
c) Entrainment of water by evaporation
solvent.
It already results from test No. 2 that the tolerance
aqueous solvent of the invention is very clear
ment higher than that of primary butanol.
To study the entrainment of water in
evaporation, the following mixtures were produced:
Solvent 94 cm3
Water 6 cm3
and a distillation was carried out with a co
Vigreux line of 10 cm. Distilled liquids
were divided from 20 to 20 cm3. After
each 20 cm3 distillation, the presence of
water was highlighted in each fraction
remaining by the bluing of copper sulphate
White.
The following results were obtained
Secondary butanol: There was no more water
in the remaining fraction after 80 cm3 of dis
tillat.
80-20 mixture of the invention: There was no
more water in the remaining fraction after 60 cm3
of distillate.
In this test all the water added was
evacuated before all the solvent has dissolved
tillé.
It can be seen that with the mixture of the invention
water is removed faster than with
pure secondary butanol.
5. Heat of volatilization of the liquid mixture:
Cooling produced by evaporation
the solvent depends on:
a) the heat of volatilization thereof;
b) the weight of solvent evaporated in the unit
of time.
Admittedly, the temperature reached during
cooling varies with many factors:
support, outside temperature, neck speed
air flow, etc. We can however calculate a
coefficient (number of calories lost per mi
nute) which allows to judge the cooling speed
softening of the mixture, which must be natural
be as weak as possible so as not to
cause water condensation on the film.
The following results were obtained
Primary butanol 0.063 calories / minute
80-20 mix
of the invention 0.044 calories / minute
From all of these results we can con
hard to the clear superiority of the product of the invention
tion for the proposed application.
Moreover it is remarkable that, despite the
presence of a large quantity of this heavy solvent d which is diacetonealcohol, the evaporation rate
poration of the mixture of the invention remains pra
tally equal to that of primary butanol.
To determine this speed, we have not used
the classic method of drying on filter paper,
which consists of depositing 0.5 cms of the liquid in
cause on a filter paper and measure the time
at the end of which the stain disappears.