CH640877A5 - Composition de peinture a base d'eau sous forme d'aerosol. - Google Patents

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Description

La présente invention est relative à des compositions de peinture sous forme d'aérosols.
Les compositions de peinture sous forme d'aérosols sont bien connues mais elles utilisent des solvants organiques volatils comme support pour le polymère filmogène. Des problèmes de toxicité et d'inflammabilité surviennent de l'utilisation de ces solvants organiques et les autorités gouvernementales en matière de réglementation ont décidé d'imposer de sévères restrictions en ce qui concerne l'utilisation de solvants organiques dans les compositions de ce type.
Dans le cadre des connaissances de la titulaire, des essais pour obtenir une formulation de peinture sous la forme d'aérosol à base d'eau se sont révélés largement infructueux, à cause des problèmes de production de mousse lors de la pulvérisation, d'empêchement de la formation d'une pellicule, ainsi que des problèmes de stabilité dans la boîte.
La présente invention prévoit une composition de peinture sous forme d'aérosol à base d'eau, ne moussant pas, qui évite l'utilisation des solvants organiques de la technique antérieure, tout en permettant de produire un fini extrêmement brillant. La composition, qui est appropriée pour être pulvérisée à la surface d'un substrat et pour y former une pellicule continue par séchage à l'air, est formée essentiellement d'au moins un propergol liquéfié et d'un concentré actif contenant de l'eau, un monoalcool non toxique inférieur et un polymère filmogène acrylique. La composition a un pH compris entre environ 7,2 et environ 10 pour empêcher la corrosion de la boîte dans laquelle elle est chargée.
Le propergol liquéfié peut être un propergol ou un mélange de propergols appropriés quelconque ayant la tension de vapeur désirée pour effectuer la dispersion du contenu du récipient dans lequel la composition est chargée. D'une manière générale, la tension de vapeur de la composition globale est de l'ordre de 2,1 à 5,95 kg/cm2 à 21° C, et de préférence de l'ordre de 2,8 à 4,2 kg/cm2.
Le propergol peut être l'un des propergols fluorocarbonés bien connus, tels que le Fréon 12 et le Fréon 114. Puisque les matières 5 fluorocarbonées ont été associées à une théorie impliquant des perturbations à l'ozone stratosphérique, il est préférable d'utiliser d'autres matières non toxiques, chimiquement stables, qui sont gazeuses à la température ambiante et à la pression atmosphérique mais liquides sous la pression de la boîte à aérosol. 10 Le propergol doit être un propergol qui ne réagit pas avec l'un quelconque des autres composants de la composition pendant qu'ils sont dans le récipient à aérosol, et qui ne modifie pas d'une façon défavorable l'aptitude filmogène de la composition lorsqu'elle est pulvérisée sur la surface d'un substrat. Des propergols intéressants 15 sont les hydrocarbures tels que le n-butane, l'isobutane, le propane et l'éthane, ainsi que les propergols miscibles dans l'eau, tels que l'éther diméthylique.
La quantité de propergol utilisée dépend des proportions des autres ingrédients et de sa tension de vapeur à la pression atmosphé-20 rique et elle doit être suffisante pour disperser d'une manière efficace la totalité du contenu du récipient. D'une manière générale, la quantité de propergol utilisée constitue environ 10 à 30% en poids de la composition, et de préférence environ 25% en poids.
2J Le restant de la composition, constituant généralement environ 70 à 90% en poids de la composition, est formé d'une composition filmogène active à base d'eau, contenant un polymère filmogène, de l'eau et un alcool inférieur.
Le polymère filmogène utilisé dans le cadre de la présente inven-30 tion est un polymère d'acrylate. On utilise ordinairement ce polymère pour formuler la composition sous la forme d'une êmulsion contenant un émulsifiant approprié quelconque. Le polymère filmogène peut être un interpolymère insoluble dans l'eau: A) d'unités provenant d'au moins un ester polymérisable à radicaux libres, 35 neutre, ayant un groupe vinylidène relié au groupe fonctionnel, cet ester donnant intrinsèquement un polymère linéaire mou, tel qu'un polymère acrylique, B) d'unités provenant d'au moins un composé de monovinylidène aromatique, polymérisable, neutre, qui donne intrinsèquement un polymère dur, en particulier le styrène, et C) d'u-40 nités provenant d'au moins un composé de monovinylidène aliphatique, polymérisable, neutre, substitué par un groupe cyano, et qui donne intrinsèquement un polymère dur, en particulier l'acrylonitrile. Des polymères de ce type sous la forme d'émulsion sont délivrés par Rohm and Haas Inc., sous la dénomination commerciale de 45 W.L. 91. Ces polymères ont généralement un poids moléculaire de l'ordre de un million.
On utilise ces polymères filmogènes puisque, sous la forme d'émulsion, ils montrent une bonne tolérance à l'incorporation d'alcools et des autres composants de la composition. On utilise, d'une 50 manière générale, des quantités suffisantes d'émulsion pour obtenir une teneur totale en matières solides dans la composition sous forme d'aérosol, de 8 à 25% en poids, et de préférence de 15% en poids.
Le support pour le polymère filmogène comprend de l'eau et un monoalcool aliphatique inférieur soluble dans l'eau. Ces deux com-55 posants sont essentiels. L'eau procure la phase de suspension pour le polymère tandis que l'alcool aliphatique inférieur procure un solvant pour le propergol, de manière à obtenir un mélange approprié du propergol et de la composition filmogène.
Les monoalcools aliphatiques inférieurs utilisés dans le cadre de 60 la présente invention sont ceux répondant à la formule R—OH,
dans laquelle R représente un groupe alkyle à chaîne droite ou ramifiée, non substitué, contenant de 1 à 4 atomes de carbone. Des exemples de monoalcools appropriés sont le méthanol, l'éthanol, le n-propanol, l'isopropanol et le n-butanol.
65 La quantité d'alcool aliphatique inférieur utilisée dans la composition en aérosol constitue, d'une manière générale, 15 à 35% en poids, et la quantité d'eau utilisée dans les compositions en aérosol constitue d'une manière générale 10 à 45% en poids.
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En plus des trois composants essentiels, à savoir le polymère filmogène, l'eau et le monoalcool aliphatique inférieur, un certain nombre de composants en petites quantités peuvent également être présents pour communiquer des propriétés intéressantes à la composition.
Un de ces composants éventuels est un pigment destiné à la pigmentation de la pellicule formée lors de la pulvérisation de la composition sur la surface d'un substrat. Le pigment peut être un pigment approprié quelconque utilisable pour la formation de pellicules pigmentées. Lorsqu'on en utilise un, le pigment peut être utilisé en une quantité allant jusqu'à environ 15% en poids de la composition totale, et de préférence à raison de 5 à 15% en poids.
Lorsqu'un pigment de ce type est présent, la quantité de polymère utilisée se situe généralement vers une limite inférieure de la gamme susmentionnée. Lorsque l'on n'utilise pas un pigment de ce type et qu'une pellicule limpide est requise, on utilise les quantités de polymère vers l'extrémité supérieure de la gamme.
La présence du pigment requiert ordinairement la présence d'un agent tensio-actif pour assurer la suspension du pigment dans le véhicule liquide. Ainsi qu'on l'a mentionné précédemment, une certaine dose d'agent tensio-actif est présente avec le polymère filmogène, mais la quantité impliquée ordinairement est insuffisante pour obtenir une suspension appropriée du pigment ajouté. t
La quantité globale d'agent tensio-actif présente dans la composition doit être suffisante pour maintenir les matières solides en suspension et varie ordinairement jusqu'à 3% en poids de la composition.
On peut également utiliser un solvant d'agglutination dans la composition pour faciliter l'agglutination des particules de polymère séparées sous la forme d'une couche uniforme et continue sur la surface sur laquelle la composition est pulvérisée. Le solvant d'agglutination peut être un solvant quelconque soluble dans l'eau et qui est également lent à s'évaporer. Des solvants intéressants sont les éthers monoalkyliques inférieurs d'éthylène ou de propylèneglycol, tels que l'éther méthylique de propylène glycol. Lorsqu'un solvant d'agglutination est présent, on l'utilise en des quantités allant jusqu'à 5% en poids par rapport à la composition totale.
On peut également utiliser un stabilisant du pH pour obtenir une valeur de pH globale supérieure à 7,2 et jusqu'à 10, de manière à faciliter l'inhibition de la corrosion du récipient métallique à aérosol ordinaire dans lequel la composition est ordinairement placée. Des matières appropriées stabilisant le pH sont la morpholine et l'ammoniac. Ce composant peut être présent en une quantité allant jusqu'à environ 1 % en poids par rapport à la composition totale.
On peut également incorporer un agent antimousse pour modifier la tension superficielle de la composition, de manière à permettre une libération aisée des gaz dissous lors de la pulvérisation de la composition sur la surface d'un substrat et de manière à contrecarrer l'effet de détergent des agents tensio-actifs présents dans la composition. On a constaté qu'un mélange non ionique d'huiles minérales et de dérivés de silice était approprié pour être utilisé dans un but de démoussage. Lorsqu'un agent antimousse est présent, on peut l'utiliser en des quantités allant jusqu'à 2% en poids de la composition totale, et de préférence à raison de 1 % en poids.
Un autre composant que l'on peut ajouter est un plastifiant pour favoriser la flexibilité. On peut utiliser n'importe quel plastifiant approprié, par exemple le dioctylphtalate. Le plastifiant peut être présent en une quantité allant jusqu'à 2% en poids par rapport à la composition totale, et de préférence à raison de 1 % en poids.
La composition en aérosol suivant la présente invention est ininflammable lorsqu'elle est essayée suivant les essais d'inflammabilité standards pour aérosols. Par exemple, une pulvérisation éteint une bougie.
La composition est non toxique puisque les seuls solvants organiques présents en grande quantité sont des monoalcools aliphati-ques inférieurs et des propergols. Par exemple, l'isopropanol a une valeur limite de seuil de 400 ppm, l'éthanol a une valeur limite de seuil de 1000 ppm et le butane ainsi que le propane ont des valeurs limites de seuil de 500 ppm.
Lorsque la composition de la présente invention est pulvérisée sur la surface d'un substrat, il n'y a pas de production de mousse et la pellicule continue pigmentée ou non pigmentée sèche rapidement, ordinairement entre 15 à 30 min, et montre une résistance totale à l'eau après une période de temps satisfaisante, ordinairement après une période de 3 à 5 h. On peut obtenir des pellicules ayant un éclat élevé et une excellente durabilité, notamment une rétention de la flexibilité élevée et une rétention de l'éclat élevée.
L'invention est illustrée par les exemples non limitatifs suivants.
Exemple 1:
On prépare une formulation sous forme d'aérosol appropriée pour la formation d'une pellicule pigmentée de la façon suivante et on la charge dans une boîte à aérosol:
Composants % en poids
Propergol 25,00
Emulsion W.L. 1 23,10
Eau 16,24
Isopropanol (98%) 24,19
Pigment noir 4,45
Tamol 731 2 0,54
Butyl Cellosolve (marque déposée) 4,92
BYK 301 3 0,10
L4754 0,26
Solution d'ammoniac à 5% 0,22
Dibutylphtalate 0,98
100,00
Notes:
1 Emulsion de styrène-acn-acrylate de Rohm and Haas, contenant environ 58% d'eau et environ 5% d'agent tensio-actif.
2 Agent tensio-actif de Rohm and Haas.
3 Agent de nivellement à base de résine de silicone de Byk Mal-linkrof.
4 Agent antimousse de Dow Chemical.
Cette composition est pulvérisée sur la surface d'un substrat. Une pellicule pigmentée noire agglutinée se forme rapidement et est sèche au toucher après une période d'environ 20 min. La pellicule montre un éclat élevé et une résistance à l'eau élevée après 3 h et présente également une bonne résistance aux solvants organiques forts, y compris l'essence et les alcools, après 3 d. La pellicule pigmentée montre une résistance à une exposition à l'atmosphère sur une période d'essai de 1 an.
Exemple 2:
On prépare une formulation sous la forme d'aérosol, appropriée pour la formation d'une pellicule limpide, de la façon suivante, et on la charge dans une boîte à aérosol:
Composants % en poids
Propergol 25,00
Emulsion W.L. 24,90
Eau 18,00
Isopropanol (18%) 25,00
Tamol 731 0,50
Butyl Cellosolve 5,00
BYK 301 0,15
L 475 0,30
Solution d'ammoniac à 5% 0,15
Dioctylphtalate 1,00
100,00
En résumé de ce qui précède, la présente invention prévoit une composition sous forme d'aérosol à base d'eau capable de former des pellicules d'un éclat élevé, pigmentées ou non pigmentées, fortement résistantes, sur des surfaces de substrats.
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60
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R

Claims (5)

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1. Composition sous forme d'aérosol destinée à être pulvérisée sur la surface d'un substrat et à y être séchée à l'air sous la forme d'une pellicule continue, caractérisée en ce qu'elle comprend 10 à 30% en poids d'au moins un propergol, 15 à 35% en poids d'au moins un monoalcool aliphatique de la formule R—OH, dans laquelle R représente un groupe alkyle à chaîne droite ou ramifiée, non substitué, 10 à 45% en poids d'eau, 8 à 25% en poids d'un polymère acrylique filmogène, insoluble, sous une forme particulaire en suspension dans la phase liquide, et une quantité suffisante d'agent tensio-actif pour maintenir les matières solides en suspension dans la phase liquide, cette composition ayant un pH de 7,2 à 10.
2. Composition suivant la revendication 1, caractérisée en ce qu'elle contient jusqu'à 5% en poids d'un solvant d'agglutination, jusqu'à 1 % en poids d'un stabilisant du pH, jusqu'à 2% en poids d'un agent antimousse, et jusqu'à 2% en poids d'un plastifiant.
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REVENDICATIONS
3. Composition suivant l'une des revendications 1 ou 2, caractérisée en ce qu'elle contient jusqu'à 15% en poids d'un pigment.
4. Composition suivant l'une des revendications 1 à 3, caractérisée en ce que l'agent tensio-actif est présent en une quantité allant jusqu'à 3% en poids.
5. Composition suivant l'une des revendications 1 à 4, caractérisée en ce que le polymère acrylique est un interpolymère insoluble dans l'eau: A) d'unités d'au moins un ester polymérisable à radicaux libres, neutre, ayant un groupe vinylidène relié au groupe fonctionnel, lequel ester est apte à former un polymère linéaire mou, par exemple un ester acrylique, B) d'unités provenant d'au moins un composé de monovinylidène aromatique, polymérisable, neutre,
apte à former un polymère dur, par exemple du styrène, et C) d'unités provenant d'au moins un composé de monovinylidène aliphatique, polymérisable, neutre, substitué par un groupe cyano et apte à former un polymère dur, par exemple de l'acrylonitrile.
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