EP2076154A2 - Compositions utilisables notamment comme solvants pour le nettoyage de peintures - Google Patents

Compositions utilisables notamment comme solvants pour le nettoyage de peintures

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EP2076154A2
EP2076154A2 EP07858540A EP07858540A EP2076154A2 EP 2076154 A2 EP2076154 A2 EP 2076154A2 EP 07858540 A EP07858540 A EP 07858540A EP 07858540 A EP07858540 A EP 07858540A EP 2076154 A2 EP2076154 A2 EP 2076154A2
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solvents
compositions according
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EP07858540A
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Inventor
Jean-Pierre Lallier
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Arkema France SA
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Arkema France SA
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    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09D—COATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
    • C09D9/00—Chemical paint or ink removers
    • C09D9/005—Chemical paint or ink removers containing organic solvents

Definitions

  • the present invention relates to the field of solvents, and more particularly the solvents used for cleaning paints.
  • paint cleaning is intended to mean all the means for removing a partially dried but not totally aged paint or varnish (for example in the case of pickling), for example in the form of:
  • chlorinated solvents and hydrocarbons eg white-spirit
  • trichlorethylene banned from sale to the general public
  • 2 - paraffinic hydrocarbons normal and iso: C8 to C12 content by weight of between 40 and 60%.
  • 3 - cycloparaffinic hydrocarbons C9 to C12 content by weight generally close to 30% but up to 70%.
  • the classic commercial white spirit contains 17 to 18% aromatics but its benzene content does not exceed the 0.1% limit beyond which the white spirit would be classified as a CMR substance (Carcinogenic / Mutagenic / Reprotoxic). ); the classic white spirit has the following labeling: Xn (harmful) - N (dangerous for the environment) with the risk phrases: R10 R51 / 53 R65 R66 R67
  • the present invention relates to novel compositions based on ester (s) of fatty acids and oxygenated solvent (s).
  • compositions according to the invention may be partially or completely derived from agromaterials and therefore will not include any labeling of (eco) toxicity, insofar as they are devoid of harmfulness but also flammability.
  • compositions according to the invention comprise ⁇ from 10 to 90 parts by weight, and preferably from 30 to 70 parts by weight of at least one fatty acid ester, preferably methyl.
  • oxygenated solvents mention may be made of diacetone alcohol (DAA) of formula
  • the DAA is labeled Xi, irritating with the risk phrase R36. Mention may also be made of alkyl lactates (methyl, ethyl, propyl, butyl, etc.) or, for example, certain glycol ethers such as diethylene glycol mono-n-butyl ether.
  • compositions according to the invention have the advantage of being non-(eco) toxic, non-flammable, of having a low vapor pressure and therefore a slow evaporation rate, a very low odor, while at the same time being effective for the cleaning of paint and varnish equivalent to that of the white spirit.
  • compositions according to the invention have a slightly slower evaporation than the white spirit which, in addition to the environmental benefit, avoids the deterioration of the material stained with paints (brushes with glued bristles, unusable rollers, etc.). ) due to too fast drying.
  • the fatty acid ester, and the solvent used in the compositions according to the invention are agromaterials.
  • agromaterials include:
  • DMI dimethylisosorbide
  • compositions based on methyl esters of fatty acids derived from castor oil and dimethylisosorbide are particularly preferred by the applicant. These two components are not VOCs (volatile organic compounds) according to Directive 1999/13 / EC of March 11, 1999 which gives the following definition for VOCs: "Any organic compound, with the exception of methane, having a pressure of Steam equal to or greater than 10 Pa at 20 ° C or having a corresponding volatility under particular conditions of use. "
  • compositions predominantly based on oxygenated solvent (s) are preferred, and preferably those comprising at least 70 parts by weight of DAA and / or DMI and less than 30 parts by weight. parts by weight of ester (s) of fatty acid.
  • the viscosity of the compositions according to the invention also depends on the length of the fatty chain of the fatty acid ester (s): (for example, the coconut methyl ester (mainly based on C12 laurate) has a lower viscosity than that of the Esteral A-type C18 methyl ester Using a shorter fatty chain ester in the composition according to the invention reduces the viscosity of the final composition.
  • compositions according to the invention may furthermore contain surfactants, preferably nonionic surfactants, and advantageously surfactants based on agromaterials, for example fatty esters, in particular sucrose fatty esters, with a hydrophilic head. based on sugars and a hydrophobic part consisting of a fatty chain derived from vegetable matter.
  • surfactants preferably nonionic surfactants, and advantageously surfactants based on agromaterials, for example fatty esters, in particular sucrose fatty esters, with a hydrophilic head. based on sugars and a hydrophobic part consisting of a fatty chain derived from vegetable matter.
  • the compositions according to the invention may further contain compatibilizing agents used as additives for the use of formulations in very high humidity conditions such as dimethylsulfoxide (DMSO) or hexylene glycol.
  • DMSO dimethylsulfoxide
  • hexylene glycol hexylene glycol
  • This composition is tested for the elimination of paints and varnishes on a large number of supports. It is found that it has a good ability to clean these supports, particularly for glycerol, alkyd paints; moreover, it has a higher viscosity than the white spirit.
  • composition has a lower evaporation rate than white spirit Example 2
  • the measurement of the evaporation rate is based on monitoring the mass of the mixture left in a container over time.
  • the initial rates of evaporation are similar for compositions based on Esterol A ® / DAA or white spirit (of the order of 0.025 g / h).
  • the ester remains Methyl (Esterai A ® or EMC) which avoids the dry setting of the layering material (advantage over the white spirit).
  • Esterai A ® / DMI agrosolvents given the very low vapor pressures, evaporation becomes extremely slow which is sought.

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Abstract

La présente invention concerne des compositions utilisables comme solvants pour le nettoyage de peintures moins toxiques et moins inflammables que le white-spirit qui est l'un des solvants les plus employés pour le nettoyage des peintures. Les compositions préférées contiennent des agromatériaux et de préférence sont essentiellement constituées d'agromatériaux.

Description

COMPOSITIONS UTILISABLES NOTAMMENT COMME SOLVANTS POUR LE
NETTOYAGE DE PEINTURES DOMAINE TECHNIQUE
La présente invention concerne le domaine des solvants, et plus particulièrement les solvants utilisables pour le nettoyage des peintures.
Par nettoyage de peintures, on entend au sens de la présente invention, tous les moyens d'élimination d'une peinture ou d'un vernis partiellement séché, mais non totalement vieilli (cas du décapage) qui se présente par exemple sous forme :
- de tâches ou gouttes de peinture au sol, sur un mur, etc.... nettoyées en général avec un chiffon,
- de dépôt de peinture ou vernis sur du matériel, dans un container (pinceaux, brosses, rouleaux, etc..) que l'on souhaite éliminer de manière à pouvoir réutiliser ledit matériel ou container.
TECHNIQUE ANTÉRIEURE Dans le cadre de l'utilisation de solvants à usage domestique et professionnel pour le nettoyage des peintures, les solvants chlorés et les hydrocarbures (ex : white-spirit), classiquement utilisés, sont de plus en plus réglementés voire interdits (par exemple trichloréthylène interdit de vente au grand public).
Les solvants les plus utilisés pour le nettoyage de peinture sont les white-spirit. Parmi les principaux constituants des white-spirit, on trouve :
1 - hydrocarbures aromatiques correspondant presque exclusivement à des hydrocarbures benzéniques : traces de toluène, xylènes, éthylbenzène (classement CMR en cours), triméthylbenzènes, méthylétylbenzènes, propylbenzènes..., teneur pondérale pouvant varier de 1 à 20 % ; le toluène porte l'étiquetage suivant : F R11 Repr.Cat .3 R63 Xn R48/20 - 65 Xi R38 R67 R63= Risque possible pendant la grossesse d'effets néfastes pour l'enfant ; lorsque le white-spirit contient plus de 5 % en poids de toluène, la mention R63 est obligatoire ;
2 - hydrocarbures paraffiniques (normaux et iso) : de C8 à C12 teneur pondérale comprise entre 40 et 60 %. 3 - hydrocarbures cycloparaffiniques : de C9 à C12 teneur pondérale généralement voisine de 30 % mais pouvant atteindre 70 %. Le white-spirit commercial classique comprend de 17 à 18 % d'aromatiques mais sa teneur en benzène ne dépasse pas la limite de 0,1 % au-delà de laquelle, le white- spirit serait classé substance CMR ( Cancérigène / Mutagène / Reprotoxique ) ; le white- spirit classique porte l'étiquetage suivant : Xn (nocif) - N (dangereux pour l'environnement) avec les phrases de risque : R10 R51/53 R65 R66 R67
On trouve également du white-spirit désaromatisé qui a les mêmes usages que le white-spirit classique mais sa composition en aromatiques ne dépasse pas 1 %, ce qui le rend beaucoup moins efficace ; il porte l'étiquetage suivant :
Xn (nocif) - R10 R65 R66 Sur le marché des nettoyants peintures, outre les white-spirits décrits ci-dessus, on trouve d'autres produits très dangereux tels que des mélanges à base de toluène et d'acétone étiqueté Xn (nocif) et F (facilement inflammable) avec les phrases de risque R11 R36/37 R48/20 R63 R66.
Pour le nettoyage des peintures, sont également utilisés -plutôt dans le domaine professionnel que grand public- des produits à base de naphta lourd, naphta léger, naphta hydrotraité et toluène, tous ces produits présentant, comme le white-spirit nocivité et inflammabilité.
On trouve également des formules aqueuses à base de tensio-actifs peu efficaces en termes de nettoyage, notamment avec les peintures solvantées. II existe donc un besoin de trouver des solvants pour le nettoyage de peintures permettant d'éliminer efficacement de la peinture ou du vernis non secs ou partiellement secs de manière analogue au white-spirit pour répondre aux besoins des utilisateurs qui soient moins volatils que le white-spirit de manière à limiter ou retarder l'évaporation du solvant pour éviter que les parties à nettoyer ne sèchent trop vite et également moins toxiques tant du point de vue environnemental que des personnes amenées à manipuler ces solvants.
DESCRIPTION DE L'INVENTION
La présente invention concerne de nouvelles compositions à base d'ester(s) d'acides gras et de solvant(s) oxygéné(s).
Ces compositions de solvants permettent d'éliminer de la peinture ou du vernis non secs ou partiellement secs de manière aussi efficace que le white-spirit pour le nettoyage du matériel peinture, tout en étant beaucoup plus respectueuse pour la santé des utilisateurs et beaucoup moins écotoxique que les solvants de nettoyage peintures utilisés jusqu'ici.
Dans certains cas, les compositions selon l'invention peuvent être issues partiellement ou totalement d'agromatériaux et donc ne comporteront aucun étiquetage d'(éco)toxicité, dans la mesure où elles sont dépourvues de nocivité mais aussi d'inflammabilité.
Les compositions selon l'invention comprennent α de 10 à 90 parties en poids , et de préférence 30 à 70 parties en poids d'au moins un ester d'acides gras de préférence méthylique. α de 10 à 90 parties en poids , et de préférence 30 à 70 parties en poids d'au moins un solvant oxygéné choisi parmi les solvants oxygénés dont les paramètres de solubilité de Hansen (composantes polaires et liaisons H) sont compris entre 3 et 6 (cal /cm3)172. Parmi les solvants oxygénés, on peut citer le diacétonealcool (DAA) de formule
CH3(C=O)CH2 C(OH)(CHa)2
II peut être obtenu par dimérisation de l'acétone en milieu basique. Ses caractéristiques physiques sont données dans le tableau I. Le DAA est étiqueté Xi, irritant avec la phrase de risque R36. On peut également citer les lactates d'akyle (méthyle, éthyle, propyle, butyle, ...) ou par exemple certains éthers de glycol tels que le diéthylène glycol mono-n-butyl éther.
Les compositions selon l'invention présentent l'avantage d'être non (éco)toxiques, non inflammables, d'avoir une faible tension de vapeur et donc une vitesse d'évaporation lente, une odeur très faible, tout en présentant une efficacité pour le nettoyage de peinture et vernis équivalente à celle du white-spirit.
De plus, les compositions selon l'invention présentent une évaporation un peu plus lente que le white-spirit ce qui, outre l'avantage environnemental, évite la détérioration du matériel souillé de peintures (pinceaux aux poils collés, rouleaux inutilisables, ...) due à un séchage trop rapide.
Parmi les compositions de solvants selon l'invention, celles à base d'agromatériaux sont préférées. Ainsi, de préférence, l'ester d'acide gras, et le solvant mis en œuvre dans les compositions conforme à l'invention sont des agromatériaux. A titre d'exemple d'agromatériaux, on citera :
- les coupes d'esters méthyliques dérivés d'acides gras naturels, et notamment les esters méthyliques dérivés d'acides gras dérivés du ricin, tel que par exemple le produit commercialisé par la demanderesse sous la dénomination Esterai A ® (coupe d'esters méthyliques d'acides gras principalement en C18 et dérivés) qui est un liquide jaune clair, à faible odeur grasse, à point éclair supérieur à 1000C (en coupelle fermée), de densité à 200C égale à 890 kg/m3 et de viscosité à 20°C égale à 7-8 cSt, les esters méthyliques dérivés d'acides gras dérivés du colza
- à titre de solvant oxygéné, le diméthylisosorbide (DMI) de formule
obtenu par exemple à partir de la déshydratation catalytique d'un sucre (le sorbitol) donnant de l'isosorbide suivi d'une méthylation. Il est principalement utilisé en pharmacie et cosmétique. Ses caractéristiques physiques sont données dans le tableau I.
Les compositions à base d'esters méthyliques d'acides gras dérivés de l'huile de ricin et de diméthylisosorbide sont particulièrement préférées par la demanderesse. Ces deux composants ne sont pas des COV (composés organiques volatiles) selon la Directive 1999/13/EC du 11 Mars 1999 qui donne la définition suivante pour les COV : « Tout composé organique, à l'exception du méthane, ayant une pression de vapeur égale ou supérieure à 10 Pa à 20°C ou ayant une volatilité correspondante dans des conditions d'utilisation particulières. »
Afin d'approcher la viscosité du white-spirit, on préfère les compositions majoritairement à base de solvant(s) oxygéné(s), et de manière préférentielle celles comprenant au moins 70 parties en poids de DAA et/ou DMI et moins de 30 parties en poids d'ester(s) d'acide gras. La viscosité des compositions selon l'invention dépend également de la longueur de la chaîne grasse du ou des esters d'acide gras : (par exemple l'ester méthylique de coprah (principalement à base de laurate en C12) a une viscosité plus faible que celle de l'ester méthylique en C18 de type Esterai A ®. En utilisant un ester de chaîne grasse plus courte dans la composition selon l'invention, on réduit la viscosité de la composition finale.
Les compositions selon l'invention peuvent en outre contenir des tensioactifs, de préférence des tensioactifs non ioniques, et de manière avantageuse des tensioactifs à base d'agromatériaux, par exemple des esters gras, en particulier des esters gras de saccharose, avec une tête hydrophile à base de sucres et une partie hydrophobe constituée d'une chaîne grasse issue de matières végétales. Les compositions selon l'invention peuvent en outre contenir des agents compatibilisants utilisés comme additifs pour usage des formulations en condition de très forte humidité tels que le diméthylsufoxyde (DMSO) ou l'hexylèneglycol.
Tableau
EXEMPLES DE RÉALISATION DE L'INVENTION Exemple 1
On mélange à température ambiante - 30 parties en poids de dérivés d'esters méthyliques d'acides gras en C18
(Esterai A ®)
70 parties en poids de diacétone-alcool
On teste cette composition pour l'élimination de peintures et vernis sur un grand nombre de supports. On constate qu'elle possède une bonne aptitude à nettoyer ces supports en particulier pour les peintures glycéro, alkydes ; de plus, elle possède une viscosité supérieure à celle du white-spirit.
La composition a une vitesse d'évaporation inférieure à celle du white-spirit Exemple 2
On mélange à température ambiante - 30 parties en poids de dérivés d'esters méthyliques d'acides gras en C18
70 parties en poids de diméthylisosorbide
Cette composition s'avère encore plus efficace la composition de l'exemple 1 avec l'avantage supplémentaire d'être exclusivement à base d'agromatériaux.
Un test applicatif quantitatif a été mis au point par la demanderesse afin d'évaluer l'efficacité des nouvelles formulations.
Sur un morceau de carrelage préalablement pesé, on applique à l'aide d'un pinceau une fine couche de peinture (peinture glycérophtalique) ou de vernis (à base de résine polyuréthane). On laisse ce dépôt sécher à l'air libre pendant 30 minutes pour une peinture et 20 minutes pour un vernis. Après ce temps de séchage, le morceau de carrelage est trempé dans un bêcher qui contient 20 ml de composition à tester. Après 3 minutes d'agitation (1000 trs/min) à température ambiante, le morceau de carrelage est sorti du bêcher et essuyé sur ses parties non peintes.
Le morceau de carrelage est ensuite laissé séché à l'air libre et pesé afin de déterminer le pourcentage de peinture ou de vernis éliminé. Les résultats (évaluation du pourcentage de peinture ou de vernis éliminé) sont donnés dans le tableau II ci-dessous.
Tableau II
Bien que l'efficacité des compositions selon l'invention soient inférieures, selon ce test à celle du white-spirit non désaromatisé, il ne faut pas perdre de vue que les compositions à base d'Esterol A ® ne s'évaporent pratiquement pas (contrairement au white-spirit, DAA et DMI) : il en reste donc toujours sous forme d'un film mince sur la zone de peinture à nettoyer ce qui implique que les pourcentages réels d'élimination seront supérieurs à ceux indiqués dans le tableau II.
Les résultats obtenus avec l'ester méthylique de colza sont moins bon qu'avec l'Esterol A ® que ce soit pur ou en mélange avec le DAA.
On évalue également la vitesse d'évaporation et la viscosité des différentes compositions testées.
La mesure de la vitesse d'évaporation se base sur le suivi de la masse du mélange laissé dans un récipient au cours du temps. Les vitesses initiales d'évaporation sont voisines pour les compositions à base d'Esterol A ®/DAA ou white-spirit (de l'ordre de 0,025 g/h) Pour les temps d'évaporation très longs, il reste de l'ester méthylique (Esterai A ® ou EMC) ce qui permet d' éviter la mise à sec du matériel de mise en couche (avantage par rapport au white-spirit). Pour les compositions à base d'agrosolvants Esterai A ®/DMI, vu les très faibles tensions de vapeur, l'évaporation devient extrêmement lente ce qui est recherché.

Claims

Revendications
1. Compositions comprenant : α de 10 à 90 parties en poids, et de préférence 30 à 70 parties en poids d'au moins un ester d'acides gras méthylique, α de 10 à 90 parties en poids, et de préférence 30 à 70 parties en poids d'au moins un solvant oxygéné choisi parmi le diacétonealcool et/ou le diméthylisosorbide.
2. Compositions selon la revendication 1 comprenant au moins un ester d'acide gras qui est une coupe d'esters méthyliques dérivés d'acides gras naturels, et de préférence d'esters méthyliques dérivés d'acides gras dérivés de ricin et/ou du colza.
3. Compositions selon l'une quelconque des revendications 1 ou 2 constituées essentiellement, de préférence totalement, d'agromatériaux.
4. Compositions selon l'une quelconque des revendications 1 à 3 comprenant au moins 70 parties en poids de diacétonealcool et/ou de diméthylisosorbide et moins de
30 parties en poids d'ester(s) d'acide gras.
5. Utilisation des compositions telles que définies dans l'une quelconque des revendications 1 à 4 comme solvants pour le nettoyage de peintures.
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