EP3999600A1 - Composition aqueuse de revëtement - Google Patents

Composition aqueuse de revëtement

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Publication number
EP3999600A1
EP3999600A1 EP20753392.8A EP20753392A EP3999600A1 EP 3999600 A1 EP3999600 A1 EP 3999600A1 EP 20753392 A EP20753392 A EP 20753392A EP 3999600 A1 EP3999600 A1 EP 3999600A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
copolymer
monomer
weight
methacrylate
acrylate
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
EP20753392.8A
Other languages
German (de)
English (en)
Inventor
Catherine Corfias Zuccalli
Laurie PARRENIN
Jean-Marc Suau
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Coatex SAS
Original Assignee
Coatex SAS
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Filing date
Publication date
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Publication of EP3999600A1 publication Critical patent/EP3999600A1/fr
Pending legal-status Critical Current

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    • C09D131/02Homopolymers or copolymers of esters of monocarboxylic acids
    • C09D131/04Homopolymers or copolymers of vinyl acetate
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    • C08FMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED BY REACTIONS ONLY INVOLVING CARBON-TO-CARBON UNSATURATED BONDS
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    • C09D133/04Homopolymers or copolymers of esters
    • C09D133/06Homopolymers or copolymers of esters of esters containing only carbon, hydrogen and oxygen, the oxygen atom being present only as part of the carboxyl radical
    • C09D133/08Homopolymers or copolymers of acrylic acid esters
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    • C08K3/00Use of inorganic substances as compounding ingredients
    • C08K3/18Oxygen-containing compounds, e.g. metal carbonyls
    • C08K3/24Acids; Salts thereof
    • C08K3/26Carbonates; Bicarbonates
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    • C09D151/00Coating compositions based on graft polymers in which the grafted component is obtained by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds; Coating compositions based on derivatives of such polymers
    • C09D151/003Coating compositions based on graft polymers in which the grafted component is obtained by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds; Coating compositions based on derivatives of such polymers grafted on to macromolecular compounds obtained by reactions only involving unsaturated carbon-to-carbon bonds

Definitions

  • the invention relates to a composition for the preparation of a coating, such as a paint or a varnish, comprising a thickening acrylic acid copolymer, a binder polymer selected from a vinyl acetate homopolymer, a vinyl acetate copolymer. vinyl, vinyl versatate homopolymer, vinyl versatate copolymer and combinations thereof, and water.
  • a coating such as a paint or a varnish
  • the invention also relates to the use of the acrylic acid copolymer in an aqueous coating composition comprising such a binder polymer to improve the stability thereof during storage.
  • the copolymer of the composition according to the invention makes it possible to improve the stability during storage of aqueous coating compositions comprising a binder chosen from a homopolymer of vinyl acetate, a copolymer of vinyl acetate, a homopolymer of vinyl versatate , a vinyl versatate copolymer, and combinations thereof.
  • aqueous coating compositions based on binder based on vinyl acetate or vinyl versatate use thickeners, rheology modifiers, which allow the compositions to be given the desired rheological properties over a wide range of shear rates.
  • These thickeners can be cellulose polymers such as hydroxyethylcellulose (HEC), hydroxymethylethylcellulose (HMEC) and hydrophobic modified HEC (HMHEC), associative thickeners of the HEUR type (Hydrophobically modified Urethane oxide of Ethylene, Hydrophobically modified Ethylene (URethane oxide according to the appropriate acronym), associative thickeners of the HASE type (hydrophobically modified soluble alkali emulsion).
  • HEUR rheology modifiers are that they are too expensive.
  • HASE thickeners are an attractive low cost alternative to HECs.
  • the compatibility of the different constituents of an aqueous coating composition must also be taken into account.
  • the polymeric agents used as thickening agents do not always provide a satisfactory solution to these various problems.
  • aqueous coating compositions comprising a binder chosen from a homopolymer.
  • a binder chosen from a homopolymer.
  • compositions comprising little or no methacrylic acid, while offering performance that is maintained or improved compared to known compositions.
  • methacrylic acid in particular of methacrylic acid predominantly prepared from acetone cyanohydrin which is a highly toxic compound, should be limited as much as possible.
  • Document EP 2853570 describes a composition comprising a copolymer of vinyl acetate and a HASE thickener prepared with ethyl acrylate, methacrylic acid, acrylic acid and a hydrophobic macromonomer.
  • Document WO 2011/161508 describes alkali-swellable thickening emulsions prepared with 2-acrylamido-2-methylpropane sulfonic acid and in the absence of surfactant.
  • Document EP 1466930 discloses a cement dispersant prepared with a polycarboxylic acid and document US 6296698 describes a cement admixture comprising a copolymer obtained by polymerization of N-vinylacetamide.
  • composition according to the invention makes it possible to provide a solution to all or part of the problems of the compositions of the prior art.
  • composition for preparing a coating comprising:
  • al-1 chosen from acrylic acid and its salts
  • At least one monomer (a2) which is an ester of an acid chosen from acrylic acid, methacrylic acid, itaconic acid and their combinations;
  • n identical or different, independently represent 0 or an integer or decimal number, advantageously an integer number, less than 150, the sum m + n ranging from 5 to 150,
  • - OE represents a CH2CH2O group
  • - OP independently represents a group chosen from CH (CH 3 ) CH 2 0 and CH 2 CH (CH) 0,
  • R 1 represents a group comprising at least one polymerizable olefinic unsaturation
  • R 2 independently represents a linear, branched or cyclic, saturated, unsaturated or aromatic hydrocarbon group comprising from 6 to 40 carbon atoms;
  • At least one monomer (a4) chosen from 2-acrylamido-2-methylpropane sulfonic acid, 2-sulfoethyl methacrylate, sodium methallyl sulfonate, styrene sulfonate, their salts and their combinations;
  • binder polymer B selected from a vinyl acetate homopolymer, a vinyl acetate copolymer, a vinyl versatate homopolymer, a vinyl versatate copolymer and combinations thereof and
  • Copolymer A according to the invention is prepared by polymerization of at least one monomer (al) comprising a monocarboxylic acid function which are the monomers (al-1) and (al-2).
  • the monomer comprising a monocarboxylic acid function is exclusively chosen from monomers (al-1) and (al-2).
  • the monomer (al-1) is selected from acrylic acid and its salts, in particular an ammonium salt, an amine salt, alkali salts, such as its sodium and potassium salts.
  • the monomer (al-1) is acrylic acid.
  • the polymerization reaction for the preparation of copolymer A uses less than 10%, preferably less than 6%, more preferably less than 5%, much more preferably less than 2% or less of 1.5% by weight of monomer (al-2) relative to the total weight of the monomers.
  • the polymerization reaction for the preparation of copolymer A does not use monomer (al-2).
  • the monomer comprising a monocarboxylic acid function is exclusively the monomer (al-1).
  • the mass ratio [monomer (al-1)] / [monomer (al-1) + monomer (al-2)] is strictly greater than 0.70, preferably greater than 0.75, preferably greater than 0.80, more preferably greater than 0.90, even more preferably greater than 0.95.
  • Copolymer A according to the invention is prepared by polymerization of at least one monomer (a2) which is an ester of an acid chosen from acrylic acid, methacrylic acid, itaconic acid and their combinations.
  • the preferred monomer (a2) according to the invention is chosen from alkyl acrylate, in particular C1-Cio-alkyl acrylate, preferably C1-C4-alkyl acrylate, more preferably methyl acrylate, ethyl acrylate, ethyl acrylate.
  • propyl isobutyl acrylate, n-butyl acrylate, alkyl methacrylate, in particular C1-Cio-alkyl methacrylate, preferably C1-C4-alkyl methacrylate, more preferably methyl methacrylate, ethyl methacrylate, methyl methacrylate propyl, isobutyl methacrylate, n-butyl methacrylate, aryl acrylate, preferably phenylacrylate, benzylacrylate, phenoxyethylacrylate, aryl methacrylate, preferably phenyl methacrylate, benzyl methacrylate, phenoxyethyl methacrylate and their combinations, preferably methyl acrylate, acrylate ethyl, isobutyl acrylate, n-butyl acrylate, methyl methacrylate, more preferably methyl acrylate or ethyl acrylate.
  • the more preferred monomer (a2) according to the invention is chosen from methyl acrylate, ethyl acrylate, isobutyl acrylate, n-butyl acrylate, methyl methacrylate, more preferably methyl acrylate or ethyl acrylate.
  • Copolymer A according to the invention is prepared by polymerization of at least one hydrophobic monomer (a3) which is an associative hydrophobic monomer comprising at least ethoxylene groups and a hydrophobic end group.
  • the hydrophobic end group is a linear, branched or cyclic, saturated, unsaturated or aromatic hydrocarbon group comprising from 6 to 40 carbon atoms.
  • the sum m + n varies from 10 to 150, advantageously from 10 to 100, more advantageously from 10 to 60.
  • m represents a whole or decimal number, advantageously an integer, greater than or equal to 10.
  • the value of m is strictly greater than the value of n. More preferably according to the invention, the numerical ratio m / n ranges from 100 to 0 to 70 to 30.
  • n is zero and m independently represents an integer or decimal number, advantageously an integer, ranging from 10 to 100, advantageously ranging from 10 to 60, more preferably 20 to 60, even more preferably 20 to 40.
  • each of n and of m is different from 0.
  • m and n identical or different, independently represent an integer or decimal number, advantageously an integer, ranging from 5 to 100, the sum m + n varying from 10 to 150, advantageously from 10 to 100, more advantageously from 10 to 60.
  • the value of m is strictly greater than the value of n. More preferably according to the invention, the numerical ratio m / n ranges from 90/10 to 70/30.
  • n 0.
  • R 1 represents a group chosen from acrylate, methacrylate, acrylurethane, methacrylurethane, vinyl, allyl, methallyl, isoprenyl, an unsaturated urethane group, in particular acrylurethane, methacrylurethane, a-a'- dimethyl-isopropenyl- benzylurethane, allylurethane, more preferably a group chosen from acrylate, methacrylate, acrylurethane, methacrylurethane, vinyl, allyl, methallyl and isoprenyl, even more preferably a methacrylate group.
  • R 2 independently represents a hydrocarbon group comprising from 6 to 40 carbon atoms, preferably from 6 to 32 carbon atoms, more preferably from 8 to 30 carbon atoms.
  • the hydrocarbon group can be linear, branched or cyclic, saturated, unsaturated or aromatic.
  • the hydrocarbon group R 2 advantageously represents an alkyl or alkenyl group, linear, branched or cyclic, advantageously linear or branched, comprising from 6 to 40 carbon atoms, preferably from 6 to 32 carbon atoms.
  • the hydrocarbon group R 2 advantageously represents an alkyl or alkenyl group, linear, comprising from 6 to 40 carbon atoms, preferably from 6 to 32 carbon atoms, more preferably from 8 to 30 carbon atoms. .
  • the hydrocarbon group R 2 advantageously represents an alkyl or alkenyl group, branched, comprising from 6 to 40 carbon atoms, preferably from 6 to 32 carbon atoms, more preferably from 8 to 30 carbon atoms.
  • the hydrocarbon group R 2 represents an alkyl group derived from a Guerbet alcohol, that is to say an alkyl group of formula (II): in which R ′ represents a C 6 -C 40 -alkyl group, preferably a Cs-C 2-alkyl group.
  • the hydrocarbon group R 2 advantageously represents an alkyl or alkenyl group, linear, comprising from 6 to 40 carbon atoms, such as for example a cyclohexyl group.
  • R 2 can also represent an alkyl group resulting from an alcohol obtained by an oxo reaction.
  • the hydrocarbon group R 2 can also represent an aromatic group comprising from 6 to 40 carbon atoms, preferably from 6 to 32 carbon atoms, more preferably from 8 to 30 carbon atoms.
  • the hydrocarbon group R 2 can represent a radical of formula
  • a radical of formula (III) is advantageously derived from cardanol, and thus of bio-resourced origin.
  • the hydrocarbon-based group R 2 can represent a group comprising 2 to 5 phenyl groups, such as a tristyrylphenyl (TSP) group of formula:
  • DSP distyrylphenyl
  • R 2 independently represents a linear, branched or cyclic, saturated, unsaturated or aromatic hydrocarbon group comprising from 6 to 40 carbon atoms, preferably a linear or branched C 6 -C40-alkyl group, preferably a Cx group -Chn-alkyl, linear or branched, a C6-C40-aryl group, preferably a Cs-C 3 ⁇ 4) -aryl group, preferably comprising 2 to 5 phenyl groups, for example a tristyrylphenyl group.
  • the monomer (a4) is chosen from 2-acrylamido-2-methylpropane sulfonic acid, 2-sulfoethyl methacrylate, sodium methallyl sulfonate, styrene sulfonate, their salts and their combinations.
  • the preferred monomer salts (a4) are the sodium salts and the ammonium salts.
  • the monomer (a4) is chosen from 2-acrylamido-2-methylpropanesulfonic acid, 2-sulfoethyl methacrylate, their salts and their combinations.
  • the monomer (a4) is 2-acrylamido-2-methylpropanesulfonic acid (AMPS) or one of its salts, preferably its sodium salt.
  • AMPS 2-acrylamido-2-methylpropanesulfonic acid
  • the copolymer A is prepared by polymerization reaction of the monomers (al-1), (al-2), (a-2), (a-3) and (a-4), to the exclusion of any other monomer.
  • the proportions of the various monomers used during the preparation of the copolymer (A) can vary within fairly wide proportions.
  • the copolymer A is prepared by polymerization reaction:
  • the copolymer A is prepared by polymerization reaction:
  • composition according to the invention comprises at least one binder polymer B chosen from:
  • a copolymer of vinyl acetate and ethylene a copolymer of vinyl acetate and acrylate, a copolymer of vinyl acetate and methacrylate, a copolymer of vinyl acetate, ethylene and acrylate, a copolymer of vinyl acetate, ethylene and methacrylate, a copolymer of vinyl acetate, acrylate and methacrylate;
  • Polymer B can therefore also be prepared by polymerization of other monomers, in particular ethylene, esters of acrylic acid, esters of methacrylic acid and their combinations.
  • the acrylic acid ester is advantageously chosen from alkyl acrylate, in particular C1-Cio-alkyl acrylate, preferably C1-C4-alkyl acrylate, more preferably methyl acrylate, ethyl acrylate, propyl acrylate, isobutyl acrylate, n-butyl acrylate.
  • the methacrylic acid ester is advantageously chosen from alkyl methacrylate, in particular C1-Cio-alkyl methacrylate, preferably C1-C4-alkyl methacrylate, more preferably methyl methacrylate, ethyl methacrylate, propyl methacrylate, isobutyl methacrylate, n-butyl methacrylate.
  • vinyl acetate-ethylene copolymers alkyl (meth) acrylate-vinyl acetate copolymers, vinyl versatate (meth) acrylate copolymers, vinyl acetate copolymers. vinyl versatate and their combinations.
  • Polymer B is advantageously in the form of an aqueous continuous phase emulsion.
  • composition according to the invention advantageously has a pH which is greater than 7, preferably greater than 8.
  • the composition according to the invention has a pH which ranges from 7 to 12, more preferably from 8 to 12.
  • the composition can in particular be prepared by adding the copolymer A to an aqueous composition comprising the polymer B, for example in an emulsion in aqueous continuous phase comprising the polymer B.
  • the coating according to the invention is advantageously a varnish or a paint.
  • composition can also comprise, in addition to water, polymer A and polymer B:
  • Pigment D can be an inorganic pigment, an organic pigment, or combinations thereof.
  • inorganic pigments mention may be made in particular of titanium dioxide, iron oxide (brown, yellow, red or black), zinc oxide, zinc phosphate and their combinations.
  • organic pigment mention may in particular be made of green phthalocyanine, blue phthalocyanine, blue indanthrone, beta-naphthol, benzimidazolone, pyranthrone, diketopyrrolo-pyrrole (DPP), quinacridone, azo pigments, etc.
  • condensation disazos in particular condensation disazos, dioxazine carboazole, perinone, pyrazolone, carbon black, graphite, anthraquinone, benzimidazolone, arylamide, diarylide, benzimidazolone, organic metal complexes, isoindolinone, isoindoline, quinophthalone, anthrapyrimidine, flavanthrone and combinations thereof.
  • filler By way of filler, mention may in particular be made of barium sulphate, natural calcium carbonate, synthetic calcium carbonate, clay, cristobalite, diatomaceous earth, dolomite, feldspar, kaolin, mica, silica (Quartz), aluminum silicate, calcium silicate, talc and their combinations.
  • the composition comprises:
  • Such a composition advantageously corresponds to a varnish composition.
  • the composition comprises:
  • Such a composition advantageously corresponds to a paint composition.
  • composition according to the invention can also comprise at least one adjuvant, in particular at least one adjuvant chosen from dispersing agents, anti-foaming agents, biocidal agents, coloring agents, lubricating agents and optical brightening agents.
  • the invention also provides a method for preparing a composition according to the invention.
  • the method of preparation according to the invention comprises the combination of at least one polymer A, at least one polymer B and water.
  • the polymer B is in the form of an emulsion in water into which the polymer A. is introduced.
  • a subject of the invention is also the use of a copolymer A as defined according to the invention in an aqueous coating composition comprising at least one binder polymer B chosen from a vinyl acetate homopolymer, an acetate copolymer vinyl, vinyl versatate homopolymer, vinyl versatate copolymer, and combinations thereof, to improve storage stability.
  • binder polymer B chosen from a vinyl acetate homopolymer, an acetate copolymer vinyl, vinyl versatate homopolymer, vinyl versatate copolymer, and combinations thereof, to improve storage stability.
  • the invention provides a method of preparing a coating using at least one composition according to the invention.
  • the method of preparing a coating of the invention comprises applying to a substrate at least one composition according to the invention.
  • a subject of the invention is also the use of a copolymer A as defined according to the invention in an aqueous coating composition comprising at least one binder polymer B chosen from a vinyl acetate homopolymer, an acetate copolymer vinyl, vinyl versatate homopolymer, vinyl versatate copolymer, and combinations thereof, to improve storage stability.
  • binder polymer B chosen from a vinyl acetate homopolymer, an acetate copolymer vinyl, vinyl versatate homopolymer, vinyl versatate copolymer, and combinations thereof, to improve storage stability.
  • the invention also relates to some of the copolymers A as such.
  • the invention provides a particular AP copolymer prepared by the polymerization reaction:
  • al-1 chosen from acrylic acid and its salts
  • At least one monomer (a2) which is an ester of an acid chosen from acrylic acid, methacrylic acid, itaconic acid and their combinations, preferably an ester of an acid chosen from acrylic acid and methacrylic acid;
  • - m and n identical or different, independently represent 0 or an integer or decimal number, advantageously an integer number, less than 150, the sum m + n ranging from 5 to 150, - OE represents a CH2CH2O group,
  • - OP independently represents a group chosen from CH (CH 3 ) CH 2 0 and CH 2 CH (CH) 0,
  • R 1 represents a group comprising at least one polymerizable olefinic unsaturation
  • R 2 independently represents a linear, branched or cyclic, saturated, unsaturated or aromatic hydrocarbon group comprising from 6 to 40 carbon atoms;
  • At least one monomer (a4) chosen from 2-acrylamido-2-methylpropanesulfonic acid, 2-sulfoethyl methacrylate, sodium methallyl sulfonate, styrene sulfonate, their salts and their combinations.
  • the AP copolymer can also be prepared with from 0.1 to less than 15% by weight of monomer (al-2) relative to the total weight of the monomers.
  • the AP copolymer is prepared with from 0.1 to less than 10% by weight of monomer (al-2) relative to the total weight of the monomers.
  • the AP copolymer is prepared with from 0.1 to less than 5% by weight of monomer (al-2) relative to the total weight of the monomers.
  • the AP copolymer is prepared in the absence of a monomer (al-2) chosen from methacrylic acid and its salts.
  • the AP copolymer is prepared by polymerization reaction:
  • composition according to the invention define methods and uses according to the invention as well as AP copolymers which are also particular, advantageous or preferred, in particular the API, AP2 and AP3 copolymers according to invention.
  • the invention provides an API copolymer prepared by polymerization reaction:
  • al-1 chosen from acrylic acid and its salts
  • (al-2) chosen from methacrylic acid and its salts, and in a mass ratio [monomer (al-!)] / [monomer (al-1) + monomer (al-2)] strictly greater than 0.65;
  • - at least one monomer (a2) which is an ester of an acid chosen from acrylic acid, methacrylic acid, itaconic acid and their combinations, preferably an ester of an acid chosen from acrylic acid and methacrylic acid;
  • n identical or different, independently represent 0 or an integer or decimal number, advantageously an integer number, less than 150, the sum m + n ranging from 5 to 150,
  • - OE represents a CH2CH2O group
  • - OP independently represents a group chosen from CH (CH 3 ) CH 2 0 and CH 2 CH (CH) 0,
  • R 1 represents a group comprising at least one polymerizable olefinic unsaturation
  • R 2 independently represents a linear, branched or cyclic, saturated, unsaturated or aromatic hydrocarbon group comprising from 6 to 20 carbon atoms or a linear, branched or cyclic, saturated, unsaturated or aromatic hydrocarbon group comprising from 24 to 40 carbon atoms ;
  • At least one monomer (a4) chosen from 2-acrylamido-2-methylpropanesulfonic acid, 2-sulfoethyl methacrylate, sodium methallyl sulfonate, styrene sulfonate, their salts and their combinations.
  • the invention also provides an AP2 copolymer prepared by the polymerization reaction:
  • al-1 chosen from acrylic acid and its salts
  • At least one monomer (a2) which is an ester of an acid chosen from acrylic acid, methacrylic acid, itaconic acid and their combinations, preferably an ester of an acid chosen from acrylic acid and methacrylic acid;
  • : - m and n identical or different, independently represent 0 or an integer or decimal number, advantageously an integer number, less than 150, the sum m + n ranging from 5 to 150,
  • - OE represents a CH2CH2O group
  • - OP independently represents a group chosen from CH (CH 3 ) CH 2 0 and CH 2 CH (CH) 0,
  • R 1 represents a group comprising at least one polymerizable olefinic unsaturation
  • R 2 independently represents a linear, branched or cyclic, saturated, unsaturated or aromatic hydrocarbon group comprising from 6 to 40 carbon atoms;
  • At least one monomer (a4) chosen from 2-acrylamido-2-methylpropanesulfonic acid, 2-sulfoethyl methacrylate, sodium methallyl sulfonate, styrene sulfonate, their salts and their combinations.
  • the invention also provides an AP3 copolymer prepared by the polymerization reaction:
  • al-1 chosen from acrylic acid and its salts
  • At least one monomer (a2) which is an ester of an acid chosen from methacrylic acid, itaconic acid and their combinations, preferably an ester of an acid chosen from acrylic acid and methacrylic acid;
  • n identical or different, independently represent 0 or an integer or decimal number, advantageously an integer number, less than 150, the sum m + n ranging from 5 to 150,
  • - OE represents a CH2CH2O group
  • - OP independently represents a group chosen from CHiCH dCfEO and CH 2 CH (CH 3 ) 0,
  • - R 1 represents a group comprising at least one polymerizable olefinic unsaturation
  • - R 2 independently represents a linear, branched or cyclic, saturated, unsaturated or aromatic hydrocarbon group comprising from 6 to 40 carbon atoms;
  • At least one monomer (a4) chosen from 2-acrylamido-2-methylpropanesulfonic acid, 2-sulfoethyl methacrylate, sodium methallyl sulfonate, styrene sulfonate, their salts and their combinations.
  • the solids content of the polymers synthesized is measured using a microwave balance.
  • the following monomers were used:
  • Example 1 preparation and characterization of copolymers A according to the invention
  • the contents of the reactor are heated to a temperature of 76 ° C ⁇ 2 ° C.
  • the reagents from the 4 vessels are introduced into the polymerization reactor at a temperature of 76 ° C ⁇ 2 ° C.
  • a copolymer (P) at 29.9% by weight of dry extract is obtained, the composition of which is detailed in Table 1.
  • the contents of the reactor are heated to a temperature of 76 ° C ⁇ 2 ° C.
  • the reagents from the 4 vessels are introduced into the polymerization reactor at a temperature of 76 ° C ⁇ 2 ° C.
  • a copolymer (P2) at 30.4% by weight of dry extract is obtained, the composition of which is detailed in Table 1.
  • Example 2 preparation and characterization of a comparative copolymer
  • the contents of the reactor are heated to a temperature of 76 ° C ⁇ 2 ° C.
  • the reagents from the 4 vessels are introduced into the polymerization reactor at a temperature of 76 ° C ⁇ 2 ° C.
  • PCI copolymer
  • Example 3 Preparation and characterization of paint compositions according to the invention and of comparative paint compositions
  • a paint composition comprising:
  • binder B Mowilith LDM 1871 (copolymer of vinyl versatate and ethylene at 53% by weight of dry extract and pH of 4.5, Celanese ), with a solids content (130 ° C; 30 min) of 59-61% by weight.
  • the final paint has a dry extract of 72% by weight.
  • composition of the paint is shown in Table 3.
  • a paint composition according to the invention (C1) comprising the polymer (PI) is prepared.
  • a paint composition according to the invention (C2) comprising the polymer (P2) and a comparative paint composition (CCI) comprising the polymer (PCI) is prepared.
  • Brookield viscosities (mPa.s) are measured at 10 rpm and at 100 rpm at 25 ° C using an analog viscometer:
  • the viscosity drift is determined according to the following formula: 100
  • paint compositions according to the invention comprising respectively the polymers A (PI) and (P2) are much more stable than the comparative composition (CCI) which comprises a comparative copolymer (PCI) not comprising of unit derived from acrylic acid.
  • the contents of the reactor are heated to a temperature of 76 ° C ⁇ 2 ° C.
  • the reagents from the 4 vessels are introduced into the polymerization reactor at a temperature of 76 ° C ⁇ 2 ° C.
  • a copolymer (P3) at 30.4% by weight of dry extract is obtained, the composition of which is detailed in Table 5.
  • the contents of the reactor are heated to a temperature of 76 ° C ⁇ 2 ° C.
  • the reagents from the 4 vessels are introduced into the polymerization reactor at a temperature of 76 ° C ⁇ 2 ° C.
  • a copolymer (P4) at 30.1% by weight of dry extract is obtained, the composition of which is detailed in Table 5.
  • a third glass beaker 0.136 g of sodium metabisulphite is weighed out, which is dissolved in 5 g of deionized water.
  • a fourth container of the disposable syringe type, weighed 5.29 g of sodium salt of 2-acrylamido-2-methylpropanesulfonic acid (a4) at 50% by weight in water.
  • the contents of the reactor are heated to a temperature of 76 ° C ⁇ 2 ° C.
  • the reagents from the 4 vessels are introduced into the polymerization reactor at a temperature of 76 ° C ⁇ 2 ° C.
  • a copolymer (P5) at 29.5% by weight of dry extract is obtained, the composition of which is detailed in Table 5.
  • an initial charge composed of 474.56 g of deionized water and 6.46 g of sodium dodecyl sulfate.
  • 123.15 g of monomer (a1-1) are weighed in a first glass beaker according to the proportions shown in Table 1, 129.00 g of monomer (a2-1), 21.98 g of monomer (a3- c), 0.07 g of dodecylmercaptan, 2.26 g of sodium dodecyl sulfate and 125.94 g of deionized water.
  • the contents of the reactor are heated to a temperature of 76 ° C ⁇ 2 ° C.
  • the reagents from the 4 vessels are introduced into the polymerization reactor at a temperature of 76 ° C ⁇ 2 ° C.
  • a copolymer (P6) at 28.8% by weight of dry extract is obtained, the composition of which is detailed in Table 5.
  • 89.22 g of monomer (al-1) are weighed according to the proportions shown in Table 1, 20.12 g of monomer (al-2), 158.06 g of monomer (a2- l), 21.05 g of monomer (a3-d), 0.07 g of dodecylmercaptan, 2.26 g of sodium dodecyl sulfate and 138.57 g of deionized water.
  • the contents of the reactor are heated to a temperature of 76 ° C ⁇ 2 ° C.
  • the reagents from the 4 vessels are introduced into the polymerization reactor at a temperature of 76 ° C ⁇ 2 ° C.
  • a copolymer (P7) at 29.5% by weight of dry extract is obtained, the composition of which is detailed in Table 5.
  • the contents of the reactor are heated to a temperature of 76 ° C ⁇ 2 ° C.
  • the reagents from the 4 vessels are introduced into the polymerization reactor at a temperature of 76 ° C ⁇ 2 ° C.
  • a copolymer (P8) at 28.3% by weight of dry extract is obtained, the composition of which is detailed in Table 5.
  • an initial charge composed of 474 g of deionized water, and 6.46 g of sodium dodecyl sulfate.
  • 129.71 g of monomer (al-1) are weighed out according to the proportions presented in Table 1, 1.35 g of monomer (al-2), 119.9 g of monomer (a2- l), 21.04 g of monomer (a3-d), 0.07 g of dodecylmercaptan, 2.26 g of sodium dodecyl sulfate and 140.68 g of deionized water.
  • the contents of the reactor are heated to a temperature of 76 ° C ⁇ 2 ° C.
  • the reagents from the 4 vessels are introduced into the polymerization reactor at a temperature of 76 ° C ⁇ 2 ° C.
  • an initial charge composed of 475 g of deionized water, and 6.46 g of sodium dodecyl sulfate.
  • the contents of the reactor are heated to a temperature of 76 ° C ⁇ 2 ° C.
  • the reagents from the 4 vessels are introduced into the polymerization reactor at a temperature of 76 ° C ⁇ 2 ° C.
  • an initial charge composed of 475 g of deionized water, and 6.46 g of sodium dodecyl sulfate.
  • 125.45 g of monomer (al-1) are weighed according to the proportions presented in Table 1, 1.05 g of monomer (al-2), 131.6 g of monomer (a2- l), 16.57 g of monomer (a3-d), 0.07 g of dodecylmercaptan, 2.26 g of sodium dodecyl sulfate and 140.23 g of deionized water.
  • a fourth container of the disposable syringe type, 5.41 g of sodium salt of 2-acrylamido-2-methylpropanesulfonic acid (a4) at 50% by weight in water.
  • the contents of the reactor are heated to a temperature of 76 ° C ⁇ 2 ° C.
  • the reagents from the 4 vessels are introduced into the polymerization reactor at a temperature of 76 ° C ⁇ 2 ° C.
  • an initial charge composed of 475 g of deionized water, and 6.46 g of sodium dodecyl sulfate.
  • the contents of the reactor are heated to a temperature of 76 ° C ⁇ 2 ° C.
  • the reagents from the 4 vessels are introduced into the polymerization reactor at a temperature of 76 ° C ⁇ 2 ° C.
  • the contents of the reactor are heated to a temperature of 76 ° C ⁇ 2 ° C.
  • the reagents from the 4 vessels are introduced into the polymerization reactor at a temperature of 76 ° C ⁇ 2 ° C. After 2 hours and 5 minutes, 4.57 g of EDMA are introduced.
  • a third glass beaker 0.136 g of sodium metabisulphite is weighed out, which is dissolved in 5 g of deionized water.
  • a fourth container of the disposable syringe type, weighed 5.27 g of sodium salt of 2-acrylamido-2-methylpropanesulfonic acid (a4) at 50% by weight in water.
  • the contents of the reactor are heated to a temperature of 76 ° C ⁇ 2 ° C.
  • the reagents from the 4 vessels are introduced into the polymerization reactor at a temperature of 76 ° C ⁇ 2 ° C.
  • a first glass beaker 79.4 g of monomer (al-1) are weighed according to the proportions presented in Table 1, 16.52 g of monomer (al-2), 129 g of monomer (a2-l) , 23.6 g of monomer (a3-g), 2.26 g of sodium dodecyl sulfate and 178.38 g of deionized water.
  • a second glass beaker weigh 1.365 g of ammonium persulfate and dissolve in 5 g of deionized water.
  • the contents of the reactor are heated to a temperature of 76 ° C ⁇ 2 ° C.
  • the reagents from the 4 vessels are introduced into the polymerization reactor at a temperature of 76 ° C ⁇ 2 ° C.
  • Example 5 preparation and characterization of comparative copolymers
  • an initial charge composed of 474.56 g of deionized water and 6.46 g of sodium dodecyl sulfate.
  • 109.36 g of monomer (a1-2) are weighed out in a first glass beaker according to the proportions shown in Table 6, 158.06 g of monomer (a2-l), 21.05 g of monomer (a3- d), 0.07 g of dodecylmercaptan, 2.26 g of sodium dodecyl sulfate and 138.57 g of deionized water.
  • a fourth container of the disposable syringe type, weighed 5.27 g of sodium salt of 2-acrylamido-2-methylpropanesulfonic acid (a4) at 50% by weight in water. The contents of the reactor are heated to a temperature of 76 ° C ⁇ 2 ° C.
  • the reagents from the 4 vessels are introduced into the polymerization reactor at a temperature of 76 ° C ⁇ 2 ° C.
  • a copolymer (PC2) at 30.0% by weight of dry extract is obtained, the composition of which is detailed in Table 6.
  • an initial charge composed of 474.5 g of deionized water and 6.46 g of sodium dodecyl sulfate.
  • the contents of the reactor are heated to a temperature of 76 ° C ⁇ 2 ° C.
  • the reagents from the 4 vessels are introduced into the polymerization reactor at a temperature of 76 ° C ⁇ 2 ° C.
  • an initial charge composed of 474.5 g of deionized water and 6.46 g of sodium dodecyl sulfate.
  • the contents of the reactor are heated to a temperature of 76 ° C ⁇ 2 ° C.
  • the reagents from the 4 vessels are introduced into the polymerization reactor at a temperature of 76 ° C ⁇ 2 ° C.
  • an initial charge composed of 474.5 g of deionized water and 6.46 g of sodium dodecyl sulfate.
  • 73.36 g of monomer (al-1) are weighed according to the proportions presented in Table 6, 51.16 g of monomer (al-2), 129 g of monomer (a2-l) , 21.04 g of monomer (a3-d), 2.26 g of sodium dodecyl sulfate and 140.68 g of deionized water.
  • the contents of the reactor are heated to a temperature of 76 ° C ⁇ 2 ° C.
  • the reagents from the 4 vessels are introduced into the polymerization reactor at a temperature of 76 ° C ⁇ 2 ° C.
  • Example 6 Preparation and characterization of paint compositions according to the invention and of comparative paint compositions
  • paint compositions according to the invention comprising the polymers (P8 to P12) respectively, as well as comparative paint compositions (CC2 to CC5) respectively comprising the comparative polymers, are prepared. (PC2 to PC5).
  • Brookfield viscosities (mPa.s) are measured at 10 rev / min and at 100 rev / min according to the conditions of Example 3.
  • paint compositions according to the invention comprising respectively the polymers A (P8 to P12) are much more stable than the comparative composition (CC2) which comprises a comparative copolymer not comprising a unit derived from acrylic acid.
  • the paint compositions according to the invention are much more stable than the comparative paint compositions (CC3 to CC5) comprising respectively a comparative copolymer (PC3 to PC5) in which the mass ratio [monomer (al - l)] / [monomer (al-1) + monomer (al-2)] is less than 0.65.

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Abstract

L'invention concerne une composition pour préparation d'un revêtement, telle qu'une peinture ou un vernis, comprenant un copolymère d'acide acrylique épaississant, un polymère liant choisi parmi un homopolymère d'acétate de vinyle, un copolymère d'acétate de vinyle, un homopolymère de versatate de vinyle, un copolymère de versatate de vinyle et leurs combinaisons, et de l'eau. L'invention concerne également l'utilisation du copolymère d'acide acrylique dans une composition aqueuse de revêtement comprenant un tel polymère liant pour en améliorer la stabilité lors du stockage.

Description

COMPOSITION AQUEUSE DE REVÊTEMENT
DESCRIPTION
L’invention concerne une composition pour préparation d’un revêtement, telle qu’une peinture ou un vernis, comprenant un copolymère d’acide acrylique épaississant, un polymère liant choisi parmi un homopolymère d’acétate de vinyle, un copolymère d’acétate de vinyle, un homopolymère de versatate de vinyle, un copolymère de versatate de vinyle et leurs combinaisons, et de l’eau. L’invention concerne également l’utilisation du copolymère d’acide acrylique dans une composition aqueuse de revêtement comprenant un tel polymère liant pour en améliorer la stabilité lors du stockage.
Le copolymère de la composition selon l’invention permet d’améliorer la stabilité lors du stockage de compositions aqueuses de revêtement comprenant un liant choisi parmi un homopolymère d’acétate de vinyle, un copolymère d’acétate de vinyle, un homopolymère de versatate de vinyle, un copolymère de versatate de vinyle et leurs combinaisons.
De nombreuses compositions aqueuses de revêtement à base de liant à base d’acétate de vinyle ou de versatate de vinyle utilisent des épaississants, modificateurs de rhéologie, qui permettent de conférer aux compositions les propriétés rhéologiques recherchées sur une large plage de taux de cisaillement. Ces épaississants peuvent être des polymères cellulosiques tels que l'hydroxyéthylcellulose (HEC), l'hydroxyméthyléthylcellulose (HMEC) et l'HEC modifié hydrophobe (HMHEC), des épaississants associatifs de type HEUR (Uréthane oxyde d'Ethylène modifiés Hydrophobiquement, Hydrophobically modified Ethylene oxyde URethane selon l'acronyme anglo-saxon approprié), des épaississants associatifs de type HASE (émulsion alcali soluble modifiée hydrophobiquement). Les modificateurs de rhéologie HEUR ont l’inconvénient d’être trop coûteux. Les épaississants HASE sont une alternative attrayante à faible coût aux HEC.
La compatibilité des différents constituants d’une composition aqueuse de revêtement doit également être prise en compte. Notamment, il est important que le copolymère épaississant et le liant utilisés aient une bonne compatibilité, permettant notamment d’assurer une stabilité lors du stockage de la composition de revêtement.
Les agents polymériques utilisés comme agents épaississants ne permettent pas toujours d’apporter de solution satisfaisante à ces différents problèmes.
Il existe donc un besoin de disposer d’agents épaississants améliorés pour fournir des compositions aqueuses de revêtement comprenant un liant choisi parmi un homopolymère d’acétate de vinyle, un copolymère d’acétate de vinyle, un homopolymère de versatate de vinyle, un copolymère de versatate de vinyle et leurs combinaisons.
Par ailleurs, et notamment pour des raisons environnementales, il existe également un fort besoin de pouvoir disposer de compositions ne comprenant pas ou peu d’acide méthacrylique, tout en offrant des performances maintenues ou améliorées par rapport aux compositions connues. En effet, G utilisation d’acide méthacrylique, notamment d’acide méthacrylique majoritairement préparé à partir de cyanhydrine d’acétone qui est un composé hautement toxique, devrait être limitée autant que faire se peut.
Le document EP 2853570 décrit une composition comprenant un copolymère d'acétate de vinyle et un épaississant HASE préparé avec de l'acrylate d'éthyle, de l'acide méthacrylique, de l'acide acrylique et un macromonomère hydrophobe. Le document WO 2011/161508 décrit des émulsions épaississantes alkali-gonflables et préparées avec de l'acide 2-acrylamido-2-méthylpropane sulfonique et en absence de tensioactif. Le document EP 1466930 divulgue un dispersant de ciment préparé avec un acide polycarboxylique et le document US 6296698 décrit un adjuvant pour ciment comprenant un copolymère obtenu par polymérisation de N-vinylacétamide.
La composition selon l’invention permet d’apporter une solution à tout ou partie des problèmes des compositions de l’état de la technique.
Ainsi, l’invention fournit une composition pour préparation d’un revêtement comprenant :
A) au moins un copolymère A préparé par réaction de polymérisation :
- d’au moins un monomère (al-1) choisi parmi acide acrylique et ses sels ;
- de 0 à moins de 15 % en poids, par rapport au poids total des monomères, d’un monomère (al-2) choisi parmi acide méthacrylique et ses sels, et en un ratio massique [monomère (al- 1)]/[ monomère (al-1) + monomère (al-2)] strictement supérieur à 0,65 ;
- d’au moins un monomère (a2) qui est un ester d’un acide choisi parmi acide acrylique, acide méthacrylique, acide itaconique et leurs combinaisons ;
- d’au moins un monomère hydrophobe (a3) de formule (I) :
R OE CQP R2
dans laquelle :
- m et n, identiques ou différents, représentent indépendamment 0 ou un nombre entier ou décimal, avantageusement un nombre entier, inférieur à 150, la somme m+n allant de 5 à 150,
- OE représente un groupement CH2CH2O, - OP représente indépendamment un groupement choisi parmi CH(CH3)CH20 et CH2CH(CH )0,
- R1 représente un groupement comprenant au moins une insaturation oléfinique polymérisable,
- R2 représente indépendamment un groupement hydrocarboné linéaire, ramifié ou cyclique, saturé, insaturé ou aromatique comprenant de 6 à 40 atomes de carbone ;
- d’au moins un monomère (a4) choisi parmi acide 2-acrylamido-2-méthylpropane sulfonique, méthacrylate de 2-sulfoéthyl, méthallyl sulfonate de sodium, styrène sulfonate, leurs sels et leurs combinaisons ;
B) au moins un polymère B liant choisi parmi un homopolymère d’acétate de vinyle, un copolymère d’acétate de vinyle, un homopolymère de versatate de vinyle, un copolymère de versatate de vinyle et leurs combinaisons et
C) de l’eau.
Le copolymère A selon l’invention est préparé par polymérisation d’au moins un monomère (al) comprenant une fonction acide monocarboxylique que sont les monomères (al-1) et (al-2). De manière préférée selon l’invention, le monomère comprenant une fonction acide monocarboxylique est exclusivement choisi parmi les monomères (al-1) et (al-2).
Le monomère (al-1) est choisi parmi l’acide acrylique et ses sels, en particulier un sel d’ammonium, un sel d’amine, des sels alcalins, tels que ses sels de sodium, de potassium. De manière préférée selon l’invention, le monomère (al-1) est l’acide acrylique.
De manière préférée selon l’invention, la réaction de polymérisation pour la préparation du copolymère A met en œuvre moins de 10 %, de préférence moins de 6 %, plus préférentiellement moins de 5 %, bien plus préférentiellement moins de 2 % ou moins de 1,5 % en poids de monomère (al-2) par rapport au poids total des monomères.
De manière particulièrement préférée, la réaction de polymérisation pour la préparation du copolymère A ne met pas en œuvre de monomère (al-2). Ainsi, de manière préférée selon l’invention, le monomère comprenant une fonction acide monocarboxylique est exclusivement le monomère (al-1).
De manière préférée selon l’invention, le ratio massique [monomère (al-l)]/[ monomère (al-1) + monomère (al-2)] est strictement supérieur à 0,70, préférentiellement supérieur à 0,75, de préférence supérieur à 0,80, plus préférentiellement supérieur à 0,90, encore plus préférentiellement supérieur à 0,95. Le copolymère A selon l’invention est préparé par polymérisation d’au moins un monomère (a2) qui est un ester d’un acide choisi parmi acide acrylique, acide méthacrylique, acide itaconique et leurs combinaisons.
Le monomère (a2) préféré selon l’invention est choisi parmi acrylate d’alkyle, en particulier acrylate de Ci-Cio-alkyl, préférentiellement acrylate de Ci-C4-alkyl, plus préférentiellement acrylate de méthyle, acrylate d’éthyle, acrylate de propyle, acrylate d’isobutyle, acrylate de n-butyle, méthacrylate d’alkyle, en particulier méthacrylate de Ci- Cio-alkyl, préférentiellement méthacrylate de Ci-C4-alkyl, plus préférentiellement méthacrylate de méthyle, méthacrylate d’éthyle, méthacrylate de propyle, méthacrylate d’isobutyle, méthacrylate de n-butyle, acrylate d’aryle, de préférence phénylacrylate, benzylacrylate, phénoxyéthylacrylate, méthacrylate d’aryle, de préférence phénylméthacrylate, benzylméthacrylate, phénoxyéthylméthacrylate et leurs combinaisons, de préférence acrylate de méthyle, acrylate d’éthyle, acrylate d’isobutyle, acrylate de n-butyle, méthacrylate de méthyle, plus préférentiellement acrylate de méthyle ou acrylate d’éthyle.
Le monomère (a2) plus préféré selon l’invention est choisi parmi acrylate de méthyle, acrylate d’éthyle, acrylate d’isobutyle, acrylate de n-butyle, méthacrylate de méthyle, plus préférentiellement acrylate de méthyle ou acrylate d’éthyle.
Le copolymère A selon l’invention est préparé par polymérisation d’au moins un monomère hydrophobe (a3) qui est un monomère hydrophobe associatif comprenant au moins des groupements éthoxylènes et un groupement terminal hydrophobe. Le groupement terminal hydrophobe est un groupement hydrocarboné linéaire, ramifié ou cyclique, saturé, insaturé ou aromatique, comprenant de 6 à 40 atomes de carbone.
De manière préférée pour le monomère hydrophobe (a3) de formule (I) selon l’invention, la somme m+n varie de 10 à 150, avantageusement de 10 à 100, plus avantageusement de 10 à 60.
De manière préférée selon l’invention, m représente un nombre entier ou décimal, avantageusement un nombre entier, supérieur ou égal à 10.
De manière préférée selon l’invention, la valeur de m est strictement supérieure à la valeur de n. De manière plus préférée selon l’invention, le rapport numérique m/n va de 100 pour 0 à 70 pour 30.
Selon une variante, n est nul et m représente indépendamment un nombre entier ou décimal, avantageusement un nombre entier, allant de 10 à 100, avantageusement allant de 10 à 60, plus avantageusement allant de 20 à 60, encore plus avantageusement allant de 20 à 40.
Selon une autre variante, chacun de n et de m est différent de 0. En particulier m et n, identiques ou différents, représentent indépendamment un nombre entier ou décimal, avantageusement un nombre entier, allant de 5 à 100, la somme m+n variant de 10 à 150, avantageusement de 10 à 100, plus avantageusement de 10 à 60. De manière préférée selon l’invention, la valeur de m est strictement supérieure à la valeur de n. De manière plus préférée selon l’invention, le rapport numérique m/n va de 90/10 à 70/30.
De manière plus préférée selon l’invention, n représente 0.
De manière préférée selon l’invention, R1 représente un groupement choisi parmi acrylate, méthacrylate, acryluréthane, méthacryluréthane, vinyl, allyl, méthallyl, isoprényl, un groupement uréthane insaturé, notamment acryluréthane, méthacryluréthane, a-a'- diméthyl-isopropenyl-benzyluréthane, allyluréthane, plus préférentiellement un groupement choisi parmi acrylate, méthacrylate, acryluréthane, méthacryluréthane, vinyl, allyl, méthallyl et isoprényl, encore plus préférentiellement un groupement méthacrylate. R2 représente indépendamment un groupement hydrocarboné comprenant de 6 à 40 atomes de carbone, de préférence de 6 à 32 atomes de carbone, plus préférentiellement de 8 à 30 atomes de carbone.
Le groupement hydrocarboné peut être linéaire, ramifié ou cyclique, saturé, insaturé ou aromatique.
Selon l’invention, le groupement hydrocarboné R2 représente avantageusement un groupement alkyle ou alcényle, linéaire, ramifié ou cyclique, avantageusement linéaire ou ramifié, comprenant de 6 à 40 atomes de carbone, préférentiellement de 6 à 32 atomes de carbone.
De manière préférée selon l’invention, le groupement hydrocarboné R2 représente avantageusement un groupement alkyle ou alcényle, linéaire, comprenant de 6 à 40 atomes de carbone, préférentiellement de 6 à 32 atomes de carbone, plus préférentiellement de 8 à 30 atomes de carbone.
De manière préférée selon l’invention, le groupement hydrocarboné R2 représente avantageusement un groupement alkyle ou alcényle, ramifié, comprenant de 6 à 40 atomes de carbone, préférentiellement de 6 à 32 atomes de carbone, plus préférentiellement de 8 à 30 atomes de carbone. Préférentiellement, le groupement hydrocarboné R2 représente un groupement alkyle issu d’un alcool de Guerbet, c’est-à-dire un groupement alkyle de formule (II) : dans laquelle R’ représente un groupement Cô-C40-alkyl, de préférence un groupement Cs- C 2-alkyl.
De manière préférée selon l’invention, le groupement hydrocarboné R2 représente avantageusement un groupement alkyle ou alcényle, linéaire, comprenant de 6 à 40 atomes de carbone, tel que par exemple un groupement cyclohexyle. Selon l’invention, R2 peut également représenter un groupement alkyle issu d’un alcool obtenu par une réaction oxo. Selon l’invention, le groupement hydrocarboné R2 peut également représenter un groupement aromatique comprenant de 6 à 40 atomes de carbone, préférentiellement de 6 à 32 atomes de carbone, plus préférentiellement de 8 à 30 atomes de carbone.
Selon l’invention, le groupement hydrocarboné R2 peut représenter un radical de formule
(III) :
dans laquelle R” représente un groupement hydrocarboné de formule C15H31-X avec x = 0, 2, 4, 6, pouvant ainsi comprendre 0, 1, 2 ou 3 insaturations éthyléniques (double liaison). Un tel radical de formule (III) est avantageusement dérivé du cardanol, et ainsi d’origine bio-ressourcée.
Selon l’invention, le groupement hydrocarboné R2 peut représenter un groupement comprenant 2 à 5 groupements phényles, tels qu’un groupement tristyrylphényle (TSP) de formule :
ou un groupement distyrylphényle (DSP) de formule : ou un groupement pentastyrylcumylphényl.
En particulier, R2 représente indépendamment un groupement hydrocarboné linéaire, ramifié ou cyclique, saturé, insaturé ou aromatique comprenant de 6 à 40 atomes de carbone, de préférence un groupement Cô-C40-alkyl, linéaire ou ramifié, de préférence un groupement Cx-Chn-alkyl, linéaire ou ramifié, un groupement C6-C40-aryl, de préférence un groupement Cs-C¾)-aryl, préférentiellement comprenant 2 à 5 groupements phényles, par exemple un groupement tristyrylphényle.
Selon l’invention, le monomère (a4) est choisi parmi acide 2-acrylamido-2-méthylpropane sulfonique, méthacrylate de 2-sulfoéthyl, méthallyl sulfonate de sodium, styrène sulfonate, leurs sels et leurs combinaisons.
Les sels de monomère (a4) préférés sont les sels de sodium et les sels d’ammonium.
De manière préférée selon l’invention, le monomère (a4) est choisi parmi acide 2- acrylamido-2-méthylpropane sulfonique, méthacrylate de 2-sulfoéthyl, leurs sels et leurs combinaisons.
De manière préférée selon l’invention, le monomère (a4) est l’acide 2-acrylamido-2- méthylpropane sulfonique (AMPS) ou un de ses sels, de préférence son sel de sodium.
De manière préférée selon l’invention, le copolymère A est préparé par réaction de polymérisation des monomères (al-1), (al-2), (a-2), (a-3) et (a-4), à l’exclusion de tout autre monomère.
Les proportions des différents monomères mis en œuvre lors de la préparation du copolymère (A) peuvent varier dans des proportions assez larges.
De manière préférée selon l’invention, le copolymère A est préparé par réaction de polymérisation :
- de 15 à 50 % en poids, de préférence de 20 à 45 % en poids, par rapport au poids total des monomères, de monomère (al-1) ou
- de 0 à moins de 15 % en poids, de préférence de 0 à 10 % en poids, préférentiellement de 0 à 6 % en poids, plus préférentiellement de 0 à 5 % en poids, encore plus préférentiellement de 0 à 2 % en poids, encore plus préférentiellement de 0 à 1,5 % en poids, par rapport au poids total des monomères, de monomère (al-2) ou - de 35 à 60 % en poids, de préférence de 40 à 50 % en poids, par rapport au poids total des monomères, de monomère (a2) ou
- de 0,1 à 35 % en poids, de préférence de 0,1 à 20 % en poids, par rapport au poids total des monomères, de monomère hydrophobe (a3) ou
- de 0,5 à 10 % en poids, de préférence de 0,5 à 5 % en poids, par rapport au poids total des monomères, de monomère (a4).
De manière particulièrement préférée selon l’invention, le copolymère A est préparé par réaction de polymérisation :
- de 15 à 50 % en poids, de préférence de 20 à 45 % en poids, par rapport au poids total des monomères, de monomère (al-1) et
- de 0 à moins de 15 % en poids, de préférence de 0 à 10 % en poids, préférentiellement de 0 à 6 % en poids, plus préférentiellement de 0 à 5 % en poids, encore plus préférentiellement de 0 à 2 % en poids, encore plus préférentiellement de 0 à 1,5 % en poids, par rapport au poids total des monomères, de monomère (a 1-2) et
- de 35 à 60 % en poids, de préférence de 40 à 50 % en poids, par rapport au poids total des monomères, de monomère (a2) et
- de 0,1 à 35 % en poids, de préférence de 0,1 à 20 % en poids, par rapport au poids total des monomères, de monomère hydrophobe (a3) et
- de 0,5 à 10 % en poids, de préférence de 0,5 à 5 % en poids, par rapport au poids total des monomères, de monomère (a4).
Outre le copolymère (A), la composition selon l’invention comprend au moins un polymère B liant choisi parmi :
- un homopolymère d’acétate de vinyle ;
- un copolymère d’acétate de vinyle et d’éthylène, un copolymère d’acétate de vinyle et d’acrylate, un copolymère d’acétate de vinyle et de méthacrylate, un copolymère d’acétate de vinyle, d’éthylène et d’acrylate, un copolymère d’acétate de vinyle, d’éthylène et de méthacrylate, un copolymère d’acétate de vinyle, d’acrylate et de méthacrylate ;
- un homopolymère de versatate de vinyle ;
- un copolymère de versatate de vinyle et d’éthylène, un copolymère de versatate de vinyle et d’acrylate, un copolymère de versatate de vinyle et de méthacrylate, un copolymère de versatate de vinyle, d’éthylène et d’acrylate, un copolymère de versatate de vinyle, d’éthylène et de méthacrylate, un copolymère de versatate de vinyle, d’acrylate et de méthacrylate ; - un copolymère d’acétate de vinyle et de versatate de vinyle, un copolymère d’acétate de vinyle, de versatate de vinyle et d’éthylène, un copolymère d’acétate de vinyle, de versatate de vinyle et d’acrylate, un copolymère d’acétate de vinyle, de versatate de vinyle et de méthacrylate, un copolymère d’acétate de vinyle, de versatate de vinyle, d’éthylène et d’acrylate, un copolymère d’acétate de vinyle, de versatate de vinyle, d’éthylène et de méthacrylate, un copolymère d’acétate de vinyle, de versatate de vinyle, d’éthylène, d’acrylate et de méthacrylate et
- leurs combinaisons.
Outre au moins l’un de ces monomères, le polymère B peut donc également être préparé par polymérisation d’autres monomères, en particulier l’éthylène, les esters de l’acide acrylique, les esters de l’acide méthacrylique et leurs combinaisons.
L’ester d’acide acrylique est avantageusement choisi parmi acrylate d’alkyle, en particulier acrylate de Ci-Cio-alkyl, préférentiellement acrylate de Ci-C4-alkyl, plus préférentiellement acrylate de méthyle, acrylate d’éthyle, acrylate de propyle, acrylate d’isobutyle, acrylate de n-butyle.
L’ester d’acide méthacrylique est avantageusement choisi parmi méthacrylate d’alkyle, en particulier méthacrylate de Ci-Cio-alkyl, préférentiellement méthacrylate de Ci-C4-alkyl, plus préférentiellement méthacrylate de méthyle, méthacrylate d’éthyle, méthacrylate de propyle, méthacrylate d’isobutyle, méthacrylate de n-butyle.
On peut en particulier citer les copolymères de vinyl acétate-éthylène, les copolymères de (méth)acrylate d’alkyle- acétate de vinyle, les copolymères de (méth) acrylate d’alkyle versatate de vinyle, les copolymères d’acétate de vinyle-versatate de vinyle et leurs combinaisons.
Le polymère B est avantageusement sous la forme d’une émulsion en phase continue aqueuse.
La composition selon l’invention a avantageusement un pH qui est supérieur à 7, de préférence supérieur à 8. De manière préférée, la composition selon l’invention a un pH qui va de 7 à 12, plus préférentiellement de 8 à 12.
La composition peut notamment être préparée par ajout du copolymère A dans une composition aqueuse comprenant le polymère B, par exemple dans une émulsion en phase continue aqueuse comprenant le polymère B.
Le revêtement selon l’invention est avantageusement un vernis ou une peinture.
La composition peut également comprendre outre l’eau, le polymère A et le polymère B :
- au moins un pigment D ou - au moins une charge E ou
- leurs combinaisons.
Le pigment D peut être un pigment minéral, un pigment organique ou leurs combinaisons. À titre de pigment minéral, on peut notamment citer le dioxyde de titane, l’oxyde de fer (brun, jaune, rouge ou noir), l’oxyde de zinc, le phosphate de zinc et leurs combinaisons. À titre de pigment organique, on peut notamment citer la phthalocyanine verte, la phthalocyanine bleue, l’indanthrone bleue, le beta-naphthol, la benzimidazolone, la pyranthrone, le dicétopyrrolo-pyrrole (DPP), la quinacridone, les pigments azoïques, en particulier les diazoïques de condensation, le dioxazine carboazole, la périnone, la pyrazolone, le noir de carbone, le graphite, l’anthraquinone, la benzimidazolone, l’arylamide, le diarylide, la benzimidazolone, les complexes métalliques organiques, l’isoindolinone, l’isoindoline, la quinophthalone, l’anthrapyrimidine, la flavanthrone et leurs combinaisons.
À titre de charge, on peut notamment citer le sulfate de baryum, le carbonate de calcium naturel, le carbonate de calcium synthétique, l’argile, la cristobalite, la terre de diatomées, la dolomite, le feldspath, le kaolin, le mica, la silice (Quartz), le silicate d’aluminium, le silicate de calcium, le talc et leurs combinaisons.
De manière préférée selon l’invention, la composition comprend :
- de 0,5 à 5 % en poids sec de copolymère A,
- de 50 à 90 % en poids sec de copolymère B et
- de 9,5 à 44,5 % en poids d’eau.
Une telle composition correspond avantageusement à une composition de vernis.
De manière préférée selon l’invention, la composition comprend :
- de 0, 1 à 4 % en poids sec de copolymère A,
- de 5 à 20 % en poids sec de copolymère B,
- de 3 à 15 % en poids sec de pigment D,
- de 20 à 50 % en poids sec de charge E et
- de 11 à 71,9 % en poids d’eau,
la teneur totale de pigment D et de charge E étant strictement supérieure à 0. Une telle composition correspond avantageusement à une composition de peinture.
La composition selon l’invention peut également comprendre au moins un adjuvant, en particulier au moins un adjuvant choisi parmi agents dispersants, agents anti-mousse, agents biocides, agents colorants, agents lubrifiants et agents azurants optiques. L’invention fournit également une méthode de préparation d’une composition selon l’invention. La méthode de préparation selon l’invention comprend la combinaison d’au moins un polymère A, d’au moins un polymère B et de l’eau. De manière préférée selon l’invention, le polymère B est sous la forme d’une émulsion dans l’eau dans laquelle on introduit le polymère A.
L’invention a également pour objet l’utilisation d’un copolymère A tel que défini selon l’invention dans une composition aqueuse de revêtement comprenant au moins un polymère B liant choisi parmi un homopolymère d’acétate de vinyle, un copolymère d’acétate de vinyle, un homopolymère de versatate de vinyle, un copolymère de versatate de vinyle et leurs combinaisons, pour en améliorer la stabilité lors du stockage.
Ainsi, l’invention fournit une méthode de préparation d’un revêtement au moyen d’au moins une composition selon l’invention. La méthode de préparation d’un revêtement l’invention comprend l’application sur un substrat d’au moins une composition selon l’invention.
L’invention a également pour objet l’utilisation d’un copolymère A tel que défini selon l’invention dans une composition aqueuse de revêtement comprenant au moins un polymère B liant choisi parmi un homopolymère d’acétate de vinyle, un copolymère d’acétate de vinyle, un homopolymère de versatate de vinyle, un copolymère de versatate de vinyle et leurs combinaisons, pour en améliorer la stabilité lors du stockage.
L’invention concerne également certains des copolymères A en tant que tels. Ainsi, l’invention fournit un copolymère particulier AP préparé par réaction de polymérisation :
- d’au moins un monomère (al-1) choisi parmi acide acrylique et ses sels ;
- de 0 à moins de 15 % en poids, par rapport au poids total des monomères, d’un monomère (al-2) choisi parmi acide méthacrylique et ses sels, et en un ratio massique [monomère (al- 1)]/[ monomère (al-1) + monomère (al-2)] strictement supérieur à 0,65 ;
- d’au moins un monomère (a2) qui est un ester d’un acide choisi parmi acide acrylique, acide méthacrylique, acide itaconique et leurs combinaisons, de préférence un ester d’un acide choisi parmi acide acrylique et acide méthacrylique ;
- d’au moins un monomère hydrophobe (a3) de formule (I) :
R1-(OE)m-(OP)„-R2 (I)
dans laquelle :
- m et n, identiques ou différents, représentent indépendamment 0 ou un nombre entier ou décimal, avantageusement un nombre entier, inférieur à 150, la somme m+n allant de 5 à 150, - OE représente un groupement CH2CH2O,
- OP représente indépendamment un groupement choisi parmi CH(CH3)CH20 et CH2CH(CH )0,
- R1 représente un groupement comprenant au moins une insaturation oléfinique polymérisable,
- R2 représente indépendamment un groupement hydrocarboné linéaire, ramifié ou cyclique, saturé, insaturé ou aromatique comprenant de 6 à 40 atomes de carbone ;
- d’au moins un monomère (a4) choisi parmi acide 2-acrylamido-2-méthylpropane sulfonique, méthacrylate de 2-sulfoéthyl, méthallyl sulfonate de sodium, styrène sulfonate, leurs sels et leurs combinaisons.
Le copolymère AP peut également être préparé avec de 0,1 à moins de 15 % en poids de monomère (al-2) par rapport au poids total des monomères. De manière préférée, le copolymère AP est préparé avec de 0,1 à moins de 10 % en poids de monomère (al-2) par rapport au poids total des monomères. De manière également préférée, le copolymère AP est préparé avec de 0,1 à moins de 5 % en poids de monomère (al-2) par rapport au poids total des monomères. De manière plus préférée, le copolymère AP est préparé en l’absence de monomère (al-2) choisi parmi acide méthacrylique et ses sels. De manière également préférée, le copolymère AP est préparé par réaction de polymérisation :
- d’acide acrylique ou d’un de ses sels ;
- d’un ester d’un acide choisi parmi acide acrylique et acide méthacrylique ;
- d’au moins un monomère hydrophobe (a3) de formule (I) ;
- d’acide 2-acrylamido-2-méthylpropane sulfonique ou d’un de ses sels.
Les caractéristiques particulières, avantageuses ou préférées de la composition selon l’invention définissent des méthodes et des utilisations selon l’invention ainsi que des copolymères AP qui sont également particuliers, avantageux ou préférés, en particulier les copolymères API, AP2 et AP3 selon l’invention.
L’invention fournit un copolymère API préparé par réaction de polymérisation :
- d’au moins un monomère (al-1) choisi parmi acide acrylique et ses sels ;
- de 0 à moins de 15 % en poids, par rapport au poids total des monomères, d’un monomère
(al-2) choisi parmi acide méthacrylique et ses sels, et en un ratio massique [monomère (al- !)]/[ monomère (al-1) + monomère (al-2)] strictement supérieur à 0,65 ; - d’au moins un monomère (a2) qui est un ester d’un acide choisi parmi acide acrylique, acide méthacrylique, acide itaconique et leurs combinaisons, de préférence un ester d’un acide choisi parmi acide acrylique et acide méthacrylique ;
- d’au moins un monomère hydrophobe (a3) de formule (I) :
R1-(OE)m-(OP)„-R2 (I)
dans laquelle :
- m et n, identiques ou différents, représentent indépendamment 0 ou un nombre entier ou décimal, avantageusement un nombre entier, inférieur à 150, la somme m+n allant de 5 à 150,
- OE représente un groupement CH2CH2O,
- OP représente indépendamment un groupement choisi parmi CH(CH3)CH20 et CH2CH(CH )0,
- R1 représente un groupement comprenant au moins une insaturation oléfinique polymérisable,
- R2 représente indépendamment un groupement hydrocarboné linéaire, ramifié ou cyclique, saturé, insaturé ou aromatique comprenant de 6 à 20 atomes de carbone ou un groupement hydrocarboné linéaire, ramifié ou cyclique, saturé, insaturé ou aromatique comprenant de 24 à 40 atomes de carbone ;
- d’au moins un monomère (a4) choisi parmi acide 2-acrylamido-2-méthylpropane sulfonique, méthacrylate de 2-sulfoéthyl, méthallyl sulfonate de sodium, styrène sulfonate, leurs sels et leurs combinaisons.
L’invention fournit également un copolymère AP2 préparé par réaction de polymérisation :
- d’au moins un monomère (al-1) choisi parmi acide acrylique et ses sels ;
- de 0,1 à moins de 15 % en poids, par rapport au poids total des monomères, d’un monomère (al-2) choisi parmi acide méthacrylique et ses sels, et en un ratio massique
[monomère (al-1 )]/[ monomère (al-1) + monomère (al-2)] strictement supérieur à 0,65 ;
- d’au moins un monomère (a2) qui est un ester d’un acide choisi parmi acide acrylique, acide méthacrylique, acide itaconique et leurs combinaisons, de préférence un ester d’un acide choisi parmi acide acrylique et acide méthacrylique ;
- d’au moins un monomère hydrophobe (a3) de formule (I) :
R1-(OE)m-(OP)„-R2 (I)
dans laquelle : - m et n, identiques ou différents, représentent indépendamment 0 ou un nombre entier ou décimal, avantageusement un nombre entier, inférieur à 150, la somme m+n allant de 5 à 150,
- OE représente un groupement CH2CH2O,
- OP représente indépendamment un groupement choisi parmi CH(CH3)CH20 et CH2CH(CH )0,
- R1 représente un groupement comprenant au moins une insaturation oléfinique polymérisable,
- R2 représente indépendamment un groupement hydrocarboné linéaire, ramifié ou cyclique, saturé, insaturé ou aromatique comprenant de 6 à 40 atomes de carbone ;
- d’au moins un monomère (a4) choisi parmi acide 2-acrylamido-2-méthylpropane sulfonique, méthacrylate de 2-sulfoéthyl, méthallyl sulfonate de sodium, styrène sulfonate, leurs sels et leurs combinaisons.
L’invention fournit également un copolymère AP3 préparé par réaction de polymérisation :
- d’au moins un monomère (al-1) choisi parmi acide acrylique et ses sels ;
- de 0 à moins de 15 % en poids, par rapport au poids total des monomères, d’un monomère (al-2) choisi parmi acide méthacrylique et ses sels, et en un ratio massique [monomère (al- 1)]/[ monomère (al-1) + monomère (al-2)] strictement supérieur à 0,65 ;
- d’au moins un monomère (a2) qui est un ester d’un acide choisi parmi acide méthacrylique, acide itaconique et leurs combinaisons, de préférence un ester d’un acide choisi parmi acide acrylique et acide méthacrylique ;
- d’au moins un monomère hydrophobe (a3) de formule (I) :
R1-(OE)m-(OP)„-R2 (I)
dans laquelle :
- m et n, identiques ou différents, représentent indépendamment 0 ou un nombre entier ou décimal, avantageusement un nombre entier, inférieur à 150, la somme m+n allant de 5 à 150,
- OE représente un groupement CH2CH2O,
- OP représente indépendamment un groupement choisi parmi CHiCH dCfEO et CH2CH(CH3)0,
- R1 représente un groupement comprenant au moins une insaturation oléfinique polymérisable, - R2 représente indépendamment un groupement hydrocarboné linéaire, ramifié ou cyclique, saturé, insaturé ou aromatique comprenant de 6 à 40 atomes de carbone ;
- d’au moins un monomère (a4) choisi parmi acide 2-acrylamido-2-méthylpropane sulfonique, méthacrylate de 2-sulfoéthyl, méthallyl sulfonate de sodium, styrène sulfonate, leurs sels et leurs combinaisons.
Les exemples qui suivent permettent d’illustrer les différents aspects de l’invention, en particulier la préparation et la caractérisation de compositions de copolymères A selon l’invention et de compositions selon l’invention.
EXEMPLES
Toutes les réactions de synthèse de copolymères (A) selon l’invention ou des copolymères comparatifs ont été réalisées dans un réacteur cylindrique en verre d’un volume utile de I L équipé d’une agitation mécanique de type ancre et d’un système de chauffage par bain d’huile. Une agitation est maintenue pendant toute la durée de la synthèse.
On mesure l’extrait sec des polymères synthétisés au moyen d’une balance micro-ondes. Les monomères suivants ont été mis en œuvre :
- al-1 : Acide acrylique (AA),
- al -2 : Acide méthacrylique (AM A),
- a2-l : Acrylate d’éthyle (AE),
- a2-2 : Acrylate de butyle (ABu),
- a3-a : composé de formule (I) dans laquelle R1 représente un groupement méthacrylate, R2 représente un groupement Ciô-is alkyl linéaire, m = 20 et n = 0 (méthacrylate de (Ci6-is)-OE2o),
- a3-b : composé de formule (I) dans laquelle R1 représente un groupement méthacrylate, R2 représente un groupement aromatique tristyrylphényl, m = 25 et n = 0 (méthacrylate de (TSP)-OE2s),
- a3-c : composé de formule (I) dans laquelle R1 représente un groupement méthacryluréthane, R2 représente un groupement aromatique tristyrylphényl, m = 25 et n
= 0 (méthacryluréthane de TSP-OE25),
- a3-d : composé de formule (I) dans laquelle R1 représente un groupement méthacrylate, R2 représente un groupement Ci6-alkyl ramifié, m = 25 et n = 0 (méthacrylate d’alcool de Guerbet en C16-OE25), - a3-e : composé de formule (I) dans laquelle R1 représente un groupement méthacrylate, R2 représente un groupement C20-alkyl ramifié, m = 25 et n = 0 (méthacrylate d’alcool de Guerbet en C20-OE25),
- a3-f : composé de formule (I) dans laquelle R1 représente un groupement méthacrylate, R2 représente un groupement Ci2-alkyl oxo, m = 36 et n = 0 (méthacrylate d’oxo-Ci2-OE 6),
- a3-g : composé de formule (I) dans laquelle R1 représente un groupement méthacrylate, R2 représente un groupement C22-alkyl linéaire, m = 25 et n = 0 (méthacrylate de C22-OE25),
- a4 : sel de sodium d’acide 2-acrylamido-2-méthylpropane sulfonique
(AMPS).
Exemple 1 : préparation et caractérisation de copolymères A selon l’invention
Préparation et caractérisation du copolvmère (PI) selon l’invention
Dans le réacteur, on introduit une charge initiale composée de 474,56 g d’eau désionisée, de 6,46 g de sodium dodecyl sulfate et de 5,41 g d’alcool tridécylique tri-éthoxylé (Rhodasurf ID030, Solvay).
Dans un premier bêcher en verre, on pèse 90,09 g de monomère (al-1) selon les proportions présentées dans le tableau 1, 19,28 g de monomère (al-2), 158,06 g de monomère (a2-l), 21,07 g de monomère (a3-b), 0,07 g de dodécylmercaptan, 2,26 g de sodium dodecyl sulfate et 138,57 g d’eau désionisée.
Dans un second bêcher en verre, on pèse 0,917 g de persulfate d’ammonium que l’on dissout dans 5 g d’eau désionisée.
Dans un troisième bêcher en verre, on pèse 0,092 g de métabisulfite de sodium que l’on dissout dans 5 g d’eau désionisée.
Dans un quatrième récipient, de type seringue jetable, on pèse 5,27 g de sel de sodium de l’acide 2-acrylamido-2-méthylpropane sulfonique (a4) à 50 % en poids dans l’eau.
On chauffe le contenu du réacteur à une température de 76°C ± 2°C.
En 2 heures et 15 minutes, les réactifs des 4 récipients sont introduits dans le réacteur de polymérisation à une température de 76°C ± 2°C.
Ensuite, 0,101 g de persulfate d’ammonium dissout dans 14 g d’eau désionisée sont introduits dans le réacteur.
Puis, on cuit pendant 1 heure avant de laisser le milieu refroidir puis de le filtrer.
On obtient un copolymère (P) à 29,9 % en poids d’extrait sec dont la composition est détaillée dans le tableau 1. Préparation et caractérisation du copolymère (P2) selon l’invention
Dans le réacteur, on introduit une charge initiale composée de 474,56 g d’eau désionisée, de 6,46 g de sodium dodecyl sulfate et de 5,41 g d’alcool tridécylique tri-éthoxylé (Rhodasurf ID030, Solvay).
Dans un premier bêcher en verre, on pèse 72,06 g de monomère (al-1) selon les proportions présentées dans le tableau 1, 37,28 g de monomère (al-2), 158,06 g de monomère (a2-l), 21,07 g de monomère (a3-b), 0,07 g de dodécylmercaptan, 2,26 g de sodium dodecyl sulfate et 138,57 g d’eau désionisée.
Dans un second bêcher en verre, on pèse 0,917 g de persulfate d’ammonium que l’on dissout dans 5 g d’eau désionisée.
Dans un troisième bêcher en verre, on pèse 0,092 g de métabisulfite de sodium que l’on dissout dans 5 g d’eau désionisée.
Dans un quatrième récipient, de type seringue jetable, on pèse 5,27 g de sel de sodium de l’acide 2-acrylamido-2-méthylpropane sulfonique (a4) à 50 % en poids dans l’eau.
On chauffe le contenu du réacteur à une température de 76°C ± 2°C.
En 2 heures et 15 minutes, les réactifs des 4 récipients sont introduits dans le réacteur de polymérisation à une température de 76°C ± 2°C.
Ensuite, 0,101 g de persulfate d’ammonium dissout dans 14 g d’eau désionisée sont introduits dans le réacteur.
Puis, on cuit pendant 1 heure avant de laisser le milieu refroidir puis de le filtrer.
On obtient un copolymère (P2) à 30,4 % en poids d’extrait sec dont la composition est détaillée dans le tableau 1.
Tableau 1
Exemple 2 : préparation et caractérisation d’un copolymère comparatif
Préparation et caractérisation du copolymère comparatif (PCD
Dans le réacteur, on introduit une charge initiale composée de 474,56 g d’eau désionisée, de 6,46 g de sodium dodecyl sulfate et de 5,41 g d’alcool tridécylique tri-éthoxylé (Rhodasurf ID030, Solvay).
Dans un premier bêcher en verre, on pèse 109,34 g de monomère (al-2) selon les proportions présentées dans le tableau 2, 158,06 g de monomère (a2-l), 21,07 g de monomère (a3-b), 0,07 g de dodécylmercaptan, 2,26 g de sodium dodecyl sulfate et 138,57 g d’eau désionisée.
Dans un second bêcher en verre, on pèse 0,917 g de persulfate d’ammonium que l’on dissout dans 5 g d’eau désionisée.
Dans un troisième bêcher en verre, on pèse 0,092 g de métabisulfite de sodium que l’on dissout dans 5 g d’eau désionisée.
Dans un quatrième récipient, de type seringue jetable, on pèse 5,27 g de sel de sodium de l’acide 2-acrylamido-2-méthylpropane sulfonique (a4) à 50 % en poids dans l’eau.
On chauffe le contenu du réacteur à une température de 76°C ± 2°C.
En 2 heures et 15 minutes, les réactifs des 4 récipients sont introduits dans le réacteur de polymérisation à une température de 76°C ± 2°C.
Ensuite, 0,101 g de persulfate d’ammonium dissout dans 14 g d’eau désionisée sont introduits dans le réacteur.
Puis, on cuit pendant 1 heure avant de laisser le milieu refroidir puis de le filtrer.
On obtient un copolymère (PCI) à 30,0 % en poids d’extrait sec dont la composition est détaillée dans le tableau 2.
Tableau 2
Exemple 3 : Préparation et caractérisation de compositions de peinture selon l’invention et de compositions de peinture comparatives
On prépare une composition de peinture comprenant :
- du CaC03 en tant que charge et
- une émulsion de copolymère acétate de vinyle - éthylène dans l’eau en tant que liant B : Mowilith LDM 1871 (copolymère de versatate de vinyle et d’éthylène à 53 % en poids d’extrait sec et pH de 4,5, Celanese), avec une teneur en extrait sec (130°C ; 30 min) de 59-61 % en poids.
À cette peinture, on ajoute 0,27 % en poids sec d’un copolymère selon l’invention ou d’un copolymère comparatif.
La peinture finale a un extrait sec de 72 % en poids.
La composition de la peinture est présentée dans le tableau 3.
Tableau 3
On prépare une composition de peinture selon l’invention (Cl) comprenant le polymère (PI). De manière analogue, on prépare une composition de peinture selon l’invention (C2) comprenant le polymère (P2) et une composition de peinture comparative (CCI) comprenant le polymère (PCI).
On mesure les viscosités Brookield (mPa.s) à 10 tour/min et à 100 tour/min à 25°C à l’aide d’un viscosimètre analogique :
- après stockage pendant 24 heures à 25 °C et
- après stockage pendant 1 semaine à 50°C.
Pour chaque composition de peinture, on détermine la dérive de viscosité selon la formule suivante : 100
dans laquelle :
- D représente la dérive de viscosité en %,
- pi représente la viscosité Brookfield de la peinture après stockage pendant 1 semaine à 50°C et
- p24 représente la viscosité Brookfield de la peinture après stockage pendant 24 heures à 25°C.
La dérive de viscosité, positive si la viscosité augmente dans le temps ou négative si la viscosité diminue dans le temps, doit être la plus proche possible de zéro. Les résultats des mesures de viscosité après 24 heures et les valeurs de dérive sont présentés dans le tableau
4.
On constate que les compositions de peinture selon l’invention (Cl et C2) comprenant respectivement les polymères A (PI) et (P2) sont bien plus stables que la composition comparative (CCI) qui comprend un copolymère comparatif (PCI) ne comprenant pas d’unité issue de l’acide acrylique.
Exemple 4 : préparation et caractérisation de copolymères A selon l’invention
Préparation et caractérisation du copolymère (P3) selon l’invention
Dans le réacteur, on introduit une charge initiale composée de 474,56 g d’eau désionisée, de 6,46 g de sodium dodecyl sulfate et de 5,41 g d’alcool tridécylique tri-éthoxylé (Rhodasurf ID030, Solvay).
Dans un premier bêcher en verre, on pèse 94,57 g de monomère (al-1) selon les proportions présentées dans le tableau 1, 14,73 g de monomère (al-2), 158,06 g de monomère (a2-l), 21,05 g de monomère (a3-a), 0,07 g de dodécylmercaptan, 2,26 g de sodium dodecyl sulfate et 138,57 g d’eau désionisée.
Dans un second bêcher en verre, on pèse 0,917 g de persulfate d’ammonium que l’on dissout dans 5 g d’eau désionisée.
Dans un troisième bêcher en verre, on pèse 0,092 g de métabisulfite de sodium que l’on dissout dans 5 g d’eau désionisée.
Dans un quatrième récipient, de type seringue jetable, on pèse 5,27 g de sel de sodium de l’acide 2-acrylamido-2-méthylpropane sulfonique (a4) à 50 % en poids dans l’eau.
On chauffe le contenu du réacteur à une température de 76°C ± 2°C.
En 2 heures et 15 minutes, les réactifs des 4 récipients sont introduits dans le réacteur de polymérisation à une température de 76°C ± 2°C.
Ensuite, 0,101 g de persulfate d’ammonium dissout dans 14 g d’eau désionisée sont introduits dans le réacteur.
Puis, on cuit pendant 1 heure avant de laisser le milieu refroidir puis de le filtrer.
On obtient un copolymère (P3) à 30,4 % en poids d’extrait sec dont la composition est détaillée dans le tableau 5. Préparation et caractérisation du copolymère (P4) selon l’invention
Dans le réacteur, on introduit une charge initiale composée de 474,56 g d’eau désionisée, de 6,46 g de sodium dodecyl sulfate et de 5,41 g d’alcool tridécylique tri-éthoxylé (Rhodasurf ID030, Solvay).
Dans un premier bêcher en verre, on pèse 75,66 g de monomère (al-1) selon les proportions présentées dans le tableau 1, 33,65 g de monomère (al-2), 158,06 g de monomère (a2-l), 21,05 g de monomère (a3-a), 0,07 g de dodécylmercaptan, 2,26 g de sodium dodecyl sulfate et 138,57 g d’eau désionisée.
Dans un second bêcher en verre, on pèse 0,917 g de persulfate d’ammonium que l’on dissout dans 5 g d’eau désionisée.
Dans un troisième bêcher en verre, on pèse 0,092 g de métabisulfite de sodium que l’on dissout dans 5 g d’eau désionisée.
Dans un quatrième récipient, de type seringue jetable, on pèse 5,27 g de sel de sodium de l’acide 2-acrylamido-2-méthylpropane sulfonique (a4) à 50 % en poids dans l’eau.
On chauffe le contenu du réacteur à une température de 76°C ± 2°C.
En 2 heures et 15 minutes, les réactifs des 4 récipients sont introduits dans le réacteur de polymérisation à une température de 76°C ± 2°C.
Ensuite, 0,101 g de persulfate d’ammonium dissout dans 14 g d’eau désionisée sont introduits dans le réacteur.
Puis, on cuit pendant 1 heure avant de laisser le milieu refroidir puis de le filtrer.
On obtient un copolymère (P4) à 30,1 % en poids d’extrait sec dont la composition est détaillée dans le tableau 5.
Préparation et caractérisation du copolymère selon l’invention
Dans le réacteur, on introduit une charge initiale composée de 455,33 g d’eau désionisée, de 6,44 g de sodium dodecyl sulfate et de 5,38 g d’alcool tridécylique tri-éthoxylé (Rhodasurf ID030, Solvay).
Dans un premier bêcher en verre, on pèse 110,00 g de monomère (al-1) selon les proportions présentées dans le tableau 1, 10,01 g de monomère (al-2), 140,00 g de monomère (a2-l), 10,00 g de monomère (a2-2), 14,30 g de monomère (a3-a), 0,07 g de dodécylmercaptan, 2,27 g de sodium dodecyl sulfate et 171,88 g d’eau désionisée.
Dans un second bêcher en verre, on pèse 1,365 g de persulfate d’ammonium que l’on dissout dans 5 g d’eau désionisée.
Dans un troisième bêcher en verre, on pèse 0,136 g de métabisulfite de sodium que l’on dissout dans 5 g d’eau désionisée. Dans un quatrième récipient, de type seringue jetable, on pèse 5,29 g de sel de sodium de l’acide 2-acrylamido-2-méthylpropane sulfonique (a4) à 50 % en poids dans l’eau.
On chauffe le contenu du réacteur à une température de 76°C ± 2°C.
En 2 heures et 15 minutes, les réactifs des 4 récipients sont introduits dans le réacteur de polymérisation à une température de 76°C ± 2°C.
Ensuite, 0,110 g de persulfate d’ammonium dissout dans 14 g d’eau désionisée sont introduits dans le réacteur en 1 heure.
Puis, on cuit pendant 1 heure avant de laisser le milieu refroidir puis de le filtrer.
On obtient un copolymère (P5) à 29,5 % en poids d’extrait sec dont la composition est détaillée dans le tableau 5.
Préparation et caractérisation du copolymère (P6 ) selon l’invention
Dans le réacteur, on introduit une charge initiale composée de 474,56 g d’eau désionisée et de 6,46 g de sodium dodecyl sulfate.
Dans un premier bêcher en verre, on pèse 123,15 g de monomère (al-1) selon les proportions présentées dans le tableau 1, 129,00 g de monomère (a2-l), 21,98 g de monomère (a3-c), 0,07 g de dodécylmercaptan, 2,26 g de sodium dodecyl sulfate et 125,94 g d’eau désionisée.
Dans un second bêcher en verre, on pèse 0,917 g de persulfate d’ammonium que l’on dissout dans 5 g d’eau désionisée.
Dans un troisième bêcher en verre, on pèse 0,092 g de métabisulfite de sodium que l’on dissout dans 5 g d’eau désionisée.
Dans un quatrième récipient, de type seringue jetable, on pèse 5,27 g de sel de sodium de l’acide 2-acrylamido-2-méthylpropane sulfonique (a4) à 50 % en poids dans l’eau.
On chauffe le contenu du réacteur à une température de 76°C ± 2°C.
En 2 heures et 15 minutes, les réactifs des 4 récipients sont introduits dans le réacteur de polymérisation à une température de 76°C ± 2°C.
Ensuite, 0,101 g de persulfate d’ammonium dissout dans 14 g d’eau désionisée sont introduits dans le réacteur.
Puis, on cuit pendant 1 heure avant de laisser le milieu refroidir puis de le filtrer.
On obtient un copolymère (P6) à 28,8 % en poids d’extrait sec dont la composition est détaillée dans le tableau 5. Préparation et caractérisation du copolymère (P7 ) selon l’invention
Dans le réacteur, on introduit une charge initiale composée de 474,56 g d’eau désionisée, de 6,46 g de sodium dodecyl sulfate et de 5,41 g d’alcool tridécylique tri-éthoxylé (Rhodasurf ID030, Solvay).
Dans un premier bêcher en verre, on pèse 89,22 g de monomère (al-1) selon les proportions présentées dans le tableau 1, 20,12 g de monomère (al-2), 158,06 g de monomère (a2-l), 21,05 g de monomère (a3-d), 0,07 g de dodécylmercaptan, 2,26 g de sodium dodecyl sulfate et 138,57 g d’eau désionisée.
Dans un second bêcher en verre, on pèse 0,917 g de persulfate d’ammonium que l’on dissout dans 5 g d’eau désionisée.
Dans un troisième bêcher en verre, on pèse 0,092 g de métabisulfite de sodium que l’on dissout dans 5 g d’eau désionisée.
Dans un quatrième récipient, de type seringue jetable, on pèse 5,27 g de sel de sodium de l’acide 2-acrylamido-2-méthylpropane sulfonique (a4) à 50 % en poids dans l’eau.
On chauffe le contenu du réacteur à une température de 76°C ± 2°C.
En 2 heures et 15 minutes, les réactifs des 4 récipients sont introduits dans le réacteur de polymérisation à une température de 76°C ± 2°C.
Ensuite, 0,101 g de persulfate d’ammonium dissout dans 14 g d’eau désionisée sont introduits dans le réacteur.
Puis, on cuit pendant 1 heure avant de laisser le milieu refroidir puis de le filtrer.
On obtient un copolymère (P7) à 29,5 % en poids d’extrait sec dont la composition est détaillée dans le tableau 5.
Préparation et caractérisation du copolymère selon l’invention
Dans le réacteur, on introduit une charge initiale composée de 474,5 g d’eau désionisée, de 6,46 g de sodium dodecyl sulfate et de 5,41 g d’alcool tridécylique tri-éthoxylé (Rhodasurf ID030, Solvay).
Dans un premier bêcher en verre, on pèse 123,17 g de monomère (al-1) selon les proportions présentées dans le tableau 1, 1,35g de monomère (al-2), 129 g de monomère (a2-l), 6,36 g de monomère (a3-d), 0,07 g de dodécylmercaptan, 2,26 g de sodium dodecyl sulfate et 140,68 g d’eau désionisée.
Dans un second bêcher en verre, on pèse 0,92 g de persulfate d’ammonium que l’on dissout dans 5 g d’eau désionisée.
Dans un troisième bêcher en verre, on pèse 0,092 g de métabisulfite de sodium que l’on dissout dans 5 g d’eau désionisée.
Dans un quatrième récipient, de type seringue jetable, on pèse 5,41 g de sel de sodium de l’acide 2-acrylamido-2-méthylpropane sulfonique (a4) à 50 % en poids dans l’eau.
On chauffe le contenu du réacteur à une température de 76°C ± 2°C.
En 2 heures et 15 minutes, les réactifs des 4 récipients sont introduits dans le réacteur de polymérisation à une température de 76°C ± 2°C.
Ensuite, 0,101 g de persulfate d’ammonium dissout dans 14 g d’eau désionisée sont introduits dans le réacteur.
Puis, on cuit pendant 1 heure avant de laisser le milieu refroidir puis de le filtrer.
On obtient un copolymère (P8) à 28,3 % en poids d’extrait sec dont la composition est détaillée dans le tableau 5.
Préparation et caractérisation du copolvmère (P9 ) selon l’invention
Dans le réacteur, on introduit une charge initiale composée de 474 g d’eau désionisée, et de 6,46 g de sodium dodecyl sulfate.
Dans un premier bêcher en verre, on pèse 129,71 g de monomère (al-1) selon les proportions présentées dans le tableau 1, 1,35 g de monomère (al-2), 119,9 g de monomère (a2-l), 21,04 g de monomère (a3-d), 0,07 g de dodécylmercaptan, 2,26 g de sodium dodecyl sulfate et 140,68 g d’eau désionisée.
Dans un second bêcher en verre, on pèse 0,92 g de persulfate d’ammonium que l’on dissout dans 5 g d’eau désionisée.
Dans un troisième bêcher en verre, on pèse 0,092 g de métabisulfite de sodium que l’on dissout dans 5 g d’eau désionisée.
Dans un quatrième récipient, de type seringue jetable, on pèse 5,41 g de sel de sodium de l’acide 2-acrylamido-2-méthylpropane sulfonique (a4) à 50 % en poids dans l’eau.
On chauffe le contenu du réacteur à une température de 76°C ± 2°C.
En 2 heures et 15 minutes, les réactifs des 4 récipients sont introduits dans le réacteur de polymérisation à une température de 76°C ± 2°C.
Ensuite, 0,25 g de persulfate d’ammonium dissout dans 20 g d’eau désionisée sont introduits pendant 1 heure.
Puis, on cuit pendant 1 heure à 80°C avant de laisser le milieu refroidir puis de le filtrer. On obtient un copolymère (P9) à 28,3 % en poids d’extrait sec dont la composition est détaillée dans le tableau 5. Préparation et caractérisation du copolymère (P 10 ) selon l’invention
Dans le réacteur, on introduit une charge initiale composée de 475 g d’eau désionisée, et de 6,46 g de sodium dodecyl sulfate.
Dans un premier bêcher en verre, on pèse 116,62 g de monomère (al-1) selon les proportions présentées dans le tableau 1, 1,35 g de monomère (al-2), 138,1 g de monomère (a2-l), 21,04 g de monomère (a3-d), 0,07 g de dodécylmercaptan, 2,26 g de sodium dodecyl sulfate et 140,68 g d’eau désionisée.
Dans un second bêcher en verre, on pèse 0,92 g de persulfate d’ammonium que l’on dissout dans 5 g d’eau désionisée.
Dans un troisième bêcher en verre, on pèse 0,092 g de métabisulfite de sodium que l’on dissout dans 5 g d’eau désionisée.
Dans un quatrième récipient, de type seringue jetable, on pèse 5,41 g de sel de sodium de l’acide 2-acrylamido-2-méthylpropane sulfonique (a4) à 50 % en poids dans l’eau.
On chauffe le contenu du réacteur à une température de 76°C ± 2°C.
En 2 heures et 15 minutes, les réactifs des 4 récipients sont introduits dans le réacteur de polymérisation à une température de 76°C ± 2°C.
Ensuite, 0,25 g de persulfate d’ammonium dissout dans 20 g d’eau désionisée sont introduits pendant 1 heure.
Puis, on cuit pendant 1 heure à 80°C avant de laisser le milieu refroidir puis de le filtrer. On obtient un copolymère (P10) à 28,3 % en poids d’extrait sec dont la composition est détaillée dans le tableau 5.
Préparation et caractérisation du copolymère (Pl i) selon l’invention
Dans le réacteur, on introduit une charge initiale composée de 475 g d’eau désionisée, et de 6,46 g de sodium dodecyl sulfate.
Dans un premier bêcher en verre, on pèse 125,45 g de monomère (al-1) selon les proportions présentées dans le tableau 1, 1,05 g de monomère (al-2), 131,6 g de monomère (a2-l), 16,57 g de monomère (a3-d), 0,07 g de dodécylmercaptan, 2,26 g de sodium dodecyl sulfate et 140,23 g d’eau désionisée.
Dans un second bêcher en verre, on pèse 0,92 g de persulfate d’ammonium que l’on dissout dans 5 g d’eau désionisée.
Dans un troisième bêcher en verre, on pèse 0,092 g de métabisulfite de sodium que l’on dissout dans 5 g d’eau désionisée.
Dans un quatrième récipient, de type seringue jetable, on pèse 5,41 g de sel de sodium de l’acide 2-acrylamido-2-méthylpropane sulfonique (a4) à 50 % en poids dans l’eau.
On chauffe le contenu du réacteur à une température de 76°C ± 2°C.
En 2 heures et 15 minutes, les réactifs des 4 récipients sont introduits dans le réacteur de polymérisation à une température de 76°C ± 2°C.
Ensuite, 0,25 g de persulfate d’ammonium dissout dans 20 g d’eau désionisée sont introduits pendant 1 heure.
Puis, on cuit pendant 1 heure à 80°C avant de laisser le milieu refroidir puis de le filtrer. On obtient un copolymère (Pl i) à 28,2 % en poids d’extrait sec dont la composition est détaillée dans le tableau 5.
Préparation et caractérisation du copolymère (P12) selon l’invention
Dans le réacteur, on introduit une charge initiale composée de 475 g d’eau désionisée, et de 6,46 g de sodium dodecyl sulfate.
Dans un premier bêcher en verre, on pèse 120,61 g de monomère (al-1) selon les proportions présentées dans le tableau 1, 1,64 g de monomère (al-2), 126,7 g de monomère (a2-l), 25,59 g de monomère (a3-d), 0,07 g de dodécylmercaptan, 2,26 g de sodium dodecyl sulfate et 141,13 g d’eau désionisée.
Dans un second bêcher en verre, on pèse 0,92 g de persulfate d’ammonium que l’on dissout dans 5 g d’eau désionisée.
Dans un troisième bêcher en verre, on pèse 0,092 g de métabisulfite de sodium que l’on dissout dans 5 g d’eau désionisée.
Dans un quatrième récipient, de type seringue jetable, on pèse 5,41 g de sel de sodium de l’acide 2-acrylamido-2-méthylpropane sulfonique (a4) à 50 % en poids dans l’eau.
On chauffe le contenu du réacteur à une température de 76°C ± 2°C.
En 2 heures et 15 minutes, les réactifs des 4 récipients sont introduits dans le réacteur de polymérisation à une température de 76°C ± 2°C.
Ensuite, 0,25 g de persulfate d’ammonium dissout dans 20 g d’eau désionisée sont introduits pendant 1 heure.
Puis, on cuit pendant 1 heure à 80°C avant de laisser le milieu refroidir puis de le filtrer. On obtient un copolymère (P12) à 28,2 % en poids d’extrait sec dont la composition est détaillée dans le tableau 5.
Préparation et caractérisation du copolymère (P13) selon l’invention
Dans le réacteur, on introduit une charge initiale composée de 464,64 g d’eau désionisée, de 6,47 g de sodium dodecyl sulfate et de 5,38 g d’alcool tridécylique tri-éthoxylé (Rhodasurf ID030, Solvay).
Dans un premier bêcher en verre, on pèse 70,32 g de monomère (al-1) selon les proportions présentées dans le tableau 1, 20,87 g de monomère (al-2), 127 g de monomère (a2-l), 23,03 g de monomère (a3-e), 2,26 g de sodium dodecyl sulfate et 136,54 g d’eau désionisée.
Dans un second bêcher en verre, on pèse 1,37 g de persulfate d’ammonium que l’on dissout dans 5 g d’eau désionisée.
Dans un troisième bêcher en verre, on pèse 0,136 g de métabisulfite de sodium que l’on dissout dans 5 g d’eau désionisée.
Dans un quatrième récipient, de type seringue jetable, on pèse 5,27 g de sel de sodium de l’acide 2-acrylamido-2-méthylpropane sulfonique (a4) à 50 % en poids dans l’eau.
On chauffe le contenu du réacteur à une température de 76°C ± 2°C.
En 2 heures et 30 minutes, les réactifs des 4 récipients sont introduits dans le réacteur de polymérisation à une température de 76°C ± 2°C. Après 2 heures et 5 minutes, 4,57 g d’EDMA sont introduits.
Ensuite, 0,099 g de persulfate d’ammonium dissout dans 20 g d’eau désionisée sont introduits en 1 heure dans le réacteur.
Puis, on cuit pendant 1 heure à 85°C avant de laisser le milieu refroidir puis de le filtrer. On obtient un copolymère (P13) à 27,2 % en poids d’extrait sec dont la composition est détaillée dans le tableau 5.
Préparation et caractérisation du copolymère (PI 4 ) selon l’invention
Dans le réacteur, on introduit une charge initiale composée de 475 g d’eau désionisée, de 4,43 g de sodium dodecyl sulfate et de 4,22 g d’alcool tridécylique tri-éthoxylé (Rhodasurf ID030, Solvay).
Dans un premier bêcher en verre, on pèse 76,19 g de monomère (al-1) selon les proportions présentées dans le tableau 1, 18,24 g de monomère (al-2), 128 g de monomère (a2-l), 26,05 g de monomère (a3-f), 7,85 g d’alcool de Guerbet en C16-OE25, 1,55 g de sodium dodecyl sulfate et 124,12 g d’eau désionisée.
Dans un second bêcher en verre, on pèse 1,365 g de persulfate d’ammonium que l’on dissout dans 5 g d’eau désionisée.
Dans un troisième bêcher en verre, on pèse 0,136 g de métabisulfite de sodium que l’on dissout dans 5 g d’eau désionisée. Dans un quatrième récipient, de type seringue jetable, on pèse 5,27 g de sel de sodium de l’acide 2-acrylamido-2-méthylpropane sulfonique (a4) à 50 % en poids dans l’eau.
On chauffe le contenu du réacteur à une température de 76°C ± 2°C.
En 2 heures et 15 minutes, les réactifs des 4 récipients sont introduits dans le réacteur de polymérisation à une température de 76°C ± 2°C.
Ensuite, 0,100 g de persulfate d’ammonium dissout dans 20 g d’eau désionisée sont introduits en 1 heure dans le réacteur.
Puis, on cuit pendant 1 heure à 85°C avant de laisser le milieu refroidir puis de le filtrer. On obtient un copolymère (P14) à 28,6 % en poids d’extrait sec dont la composition est détaillée dans le tableau 5.
Préparation et caractérisation du copolymère (P 15 ) selon l’invention
Dans le réacteur, on introduit une charge initiale composée de 468,9 g d’eau désionisée, de 6,42 g de sodium dodecyl sulfate et de 5,33 g d’alcool tridécylique tri-éthoxylé (Rhodasurf ID030, Solvay).
Dans un premier bêcher en verre, on pèse 79,4 g de monomère (al- 1 ) selon les proportions présentées dans le tableau 1, 16,52 g de monomère (al-2), 129 g de monomère (a2-l), 23,6 g de monomère (a3-g), 2,26 g de sodium dodecyl sulfate et 178,38 g d’eau désionisée. Dans un second bêcher en verre, on pèse 1,365 g de persulfate d’ammonium que l’on dissout dans 5 g d’eau désionisée.
Dans un troisième bêcher en verre, on pèse 0,136 g de métabisulfite de sodium que l’on dissout dans 5 g d’eau désionisée.
Dans un quatrième récipient, de type seringue jetable, on pèse 5,27 g de sel de sodium de l’acide 2-acrylamido-2-méthylpropane sulfonique (a4) à 50 % en poids dans l’eau.
On chauffe le contenu du réacteur à une température de 76°C ± 2°C.
En 2 heures et 15 minutes, les réactifs des 4 récipients sont introduits dans le réacteur de polymérisation à une température de 76°C ± 2°C.
Ensuite, 0,097 g de persulfate d’ammonium dissout dans 15 g d’eau désionisée sont introduits en 1 heure dans le réacteur.
Puis, on cuit pendant 1 heure à 85°C avant de laisser le milieu refroidir puis de le filtrer. On obtient un copolymère (P15) à 26,5 % en poids d’extrait sec dont la composition est détaillée dans le tableau 5.
Tableau 5
Exemple 5 : préparation et caractérisation de copolymères comparatifs
Préparation et caractérisation du copolymère comparatif (PC2)
Dans le réacteur, on introduit une charge initiale composée de 474,56 g d’eau désionisée et de 6,46 g de sodium dodecyl sulfate.
Dans un premier bêcher en verre, on pèse 109,36 g de monomère (al-2) selon les proportions présentées dans le tableau 6, 158,06 g de monomère (a2-l), 21,05 g de monomère (a3-d), 0,07 g de dodécylmercaptan, 2,26 g de sodium dodecyl sulfate et 138,57 g d’eau désionisée.
Dans un second bêcher en verre, on pèse 0,917 g de persulfate d’ammonium que l’on dissout dans 5 g d’eau désionisée.
Dans un troisième bêcher en verre, on pèse 0,092 g de métabisulfite de sodium que l’on dissout dans 5 g d’eau désionisée.
Dans un quatrième récipient, de type seringue jetable, on pèse 5,27 g de sel de sodium de l’acide 2-acrylamido-2-méthylpropane sulfonique (a4) à 50 % en poids dans l’eau. On chauffe le contenu du réacteur à une température de 76°C ± 2°C.
En 2 heures et 15 minutes, les réactifs des 4 récipients sont introduits dans le réacteur de polymérisation à une température de 76°C ± 2°C.
Ensuite, 0,101 g de persulfate d’ammonium dissout dans 14 g d’eau désionisée sont introduits dans le réacteur.
Puis, on cuit pendant 1 heure avant de laisser le milieu refroidir puis de le filtrer.
On obtient un copolymère (PC2) à 30,0 % en poids d’extrait sec dont la composition est détaillée dans le tableau 6.
Préparation et caractérisation du copolymère comparatif (PC 3 )
Dans le réacteur, on introduit une charge initiale composée de 474,5 g d’eau désionisée et de 6,46 g de sodium dodecyl sulfate.
Dans un premier bêcher en verre, on pèse 49,81 g de monomère (al-1) selon les proportions présentées dans le tableau 6, 74,71 g de monomère (al-2), 129 g de monomère (a2-l), 21,04 g de monomère (a3-d), 2,26 g de sodium dodecyl sulfate et 140,68 g d’eau désionisée.
Dans un second bêcher en verre, on pèse 0,92 g de persulfate d’ammonium que l’on dissout dans 5 g d’eau désionisée.
Dans un troisième bêcher en verre, on pèse 0,092 g de métabisulfite de sodium que l’on dissout dans 5 g d’eau désionisée.
Dans un quatrième récipient, de type seringue jetable, on pèse 5,41 g de sel de sodium de l’acide 2-acrylamido-2-méthylpropane sulfonique (a4) à 50 % en poids dans l’eau.
On chauffe le contenu du réacteur à une température de 76°C ± 2°C.
En 2 heures et 15 minutes, les réactifs des 4 récipients sont introduits dans le réacteur de polymérisation à une température de 76°C ± 2°C.
Ensuite, 0,100 g de persulfate d’ammonium dissout dans 15 g d’eau désionisée sont introduits dans le réacteur.
Puis, on cuit pendant 1 heure à 80°C avant de laisser le milieu refroidir puis de le filtrer. On obtient un copolymère (PC3) à 28,1 % en poids d’extrait sec dont la composition est détaillée dans le tableau 6.
Préparation et caractérisation du copolymère comparatif (PC4)
Dans le réacteur, on introduit une charge initiale composée de 474,5 g d’eau désionisée et de 6,46 g de sodium dodecyl sulfate.
Dans un premier bêcher en verre, on pèse 27,47 g de monomère (al-1) selon les proportions présentées dans le tableau 6, 97,05 g de monomère (al-2), 129 g de monomère (a2-l), 21,04 g de monomère (a3-d), 2,26 g de sodium dodecyl sulfate et 140,68 g d’eau désionisée.
Dans un second bêcher en verre, on pèse 0,92 g de persulfate d’ammonium que l’on dissout dans 5 g d’eau désionisée.
Dans un troisième bêcher en verre, on pèse 0,092 g de métabisulfite de sodium que l’on dissout dans 5 g d’eau désionisée.
Dans un quatrième récipient, de type seringue jetable, on pèse 5,41 g de sel de sodium de l’acide 2-acrylamido-2-méthylpropane sulfonique (a4) à 50 % en poids dans l’eau.
On chauffe le contenu du réacteur à une température de 76°C ± 2°C.
En 2 heures et 15 minutes, les réactifs des 4 récipients sont introduits dans le réacteur de polymérisation à une température de 76°C ± 2°C.
Ensuite, 0,100 g de persulfate d’ammonium dissout dans 15 g d’eau désionisée sont introduits dans le réacteur.
Puis, on cuit pendant 1 heure à 80°C avant de laisser le milieu refroidir puis de le filtrer. On obtient un copolymère (PC4) à 29,4 % en poids d’extrait sec dont la composition est détaillée dans le tableau 6.
Préparation et caractérisation du copolymère comparatif (PC 5 )
Dans le réacteur, on introduit une charge initiale composée de 474,5 g d’eau désionisée et de 6,46 g de sodium dodecyl sulfate.
Dans un premier bêcher en verre, on pèse 73,36 g de monomère (al- 1) selon les proportions présentées dans le tableau 6, 51,16 g de monomère (al-2), 129 g de monomère (a2-l), 21,04 g de monomère (a3-d), 2,26 g de sodium dodecyl sulfate et 140,68 g d’eau désionisée.
Dans un second bêcher en verre, on pèse 0,92 g de persulfate d’ammonium que l’on dissout dans 5 g d’eau désionisée.
Dans un troisième bêcher en verre, on pèse 0,092 g de métabisulfite de sodium que l’on dissout dans 5 g d’eau désionisée.
Dans un quatrième récipient, de type seringue jetable, on pèse 5,41 g de sel de sodium de l’acide 2-acrylamido-2-méthylpropane sulfonique (a4) à 50 % en poids dans l’eau.
On chauffe le contenu du réacteur à une température de 76°C ± 2°C.
En 2 heures et 15 minutes, les réactifs des 4 récipients sont introduits dans le réacteur de polymérisation à une température de 76°C ± 2°C.
Ensuite, 0,100 g de persulfate d’ammonium dissout dans 15 g d’eau désionisée sont introduits dans le réacteur. Puis, on cuit pendant 1 heure à 80°C avant de laisser le milieu refroidir puis de le filtrer. On obtient un copolymère (PC5) à 29,1 % en poids d’extrait sec dont la composition est détaillée dans le tableau 6.
Tableau 6
Exemple 6 : Préparation et caractérisation de compositions de peinture selon l’invention et de compositions de peinture comparatives
De manière analogue à l’exemple 3, on prépare des compositions de peinture selon l’invention (C3 à C7) comprenant respectivement les polymères (P8 à P12) ainsi que des compositions de peinture comparatives (CC2 à CC5) comprenant respectivement les polymères comparatifs (PC2 à PC5).
Puis, on mesure les viscosités Brookfield (mPa.s) à 10 tour/min et à 100 tour/min selon les conditions de l’exemple 3.
Pour chaque composition de peinture, on détermine la dérive de viscosité selon la formule de l’exemple 3. Les résultats de mesures de viscosité après 24 heures et les valeurs de dérive sont présentés dans le tableau 7.
Tableau 7
À nouveau, on constate que les compositions de peinture selon l’invention (C3 à C7) comprenant respectivement les polymères A (P8 à P12) sont bien plus stables que la composition comparative (CC2) qui comprend un copolymère comparatif ne comprenant pas d’unité issue de l’acide acrylique.
De plus, les compositions de peinture selon l’invention (C3 à Cl) sont bien plus stables que les compositions de peinture comparatives (CC3 à CC5) comprenant respectivement un copolymère comparatif (PC3 à PC5) dans lequel le ratio massique [monomère (al- l)]/[monomère (al-1) + monomère (al-2)] est inférieur à 0,65.

Claims

REVENDICATIONS
1. Composition pour préparation d’un revêtement comprenant :
A) au moins un copolymère A préparé par réaction de polymérisation :
- d’au moins un monomère (al-1) choisi parmi acide acrylique et ses sels ;
- de 0 à moins de 15 % en poids, par rapport au poids total des monomères, d’un monomère (al-2) choisi parmi acide méthacrylique et ses sels, et en un ratio massique [monomère (al- 1)]/[ monomère (al-1) + monomère (al-2)] strictement supérieur à 0,65 ;
- d’au moins un monomère (a2) qui est un ester d’un acide choisi parmi acide acrylique, acide méthacrylique, acide itaconique et leurs combinaisons ;
- d’au moins un monomère hydrophobe (a3) de formule (I) :
R1-(OE)m-(OP)„-R2 (I)
dans laquelle :
- m et n, identiques ou différents, représentent indépendamment 0 ou un nombre entier ou décimal, avantageusement un nombre entier, inférieur à 150, la somme m+n allant de 5 à 150,
- OE représente un groupement CH2CH2O,
- OP représente indépendamment un groupement choisi parmi CH(CH3)CH20 et CH2CH(CH )0,
- R1 représente un groupement comprenant au moins une insaturation oléfinique polymérisable,
- R2 représente indépendamment un groupement hydrocarboné linéaire, ramifié ou cyclique, saturé, insaturé ou aromatique comprenant de 6 à 40 atomes de carbone ;
- d’au moins un monomère (a4) choisi parmi acide 2-acrylamido-2-méthylpropane sulfonique, méthacrylate de 2-sulfoéthyl, méthallyl sulfonate de sodium, styrène sulfonate, leurs sels et leurs combinaisons ;
B) au moins un polymère B liant choisi parmi un homopolymère d’acétate de vinyle, un copolymère d’acétate de vinyle, un homopolymère de versatate de vinyle, un copolymère de versatate de vinyle et leurs combinaisons et
C) de l’eau.
2. Composition selon la revendication 1 pour laquelle la réaction de polymérisation pour la préparation du copolymère A met en œuvre moins de 10 %, de préférence moins de 6 %, plus préférentiellement moins de 5 %, bien plus préférentiellement moins de 2 % ou moins de 1,5 % en poids de monomère (al-2) par rapport au poids total des monomères.
3. Composition selon l’une des revendications 1 ou 2 pour laquelle la réaction de polymérisation pour la préparation du copolymère A ne met pas en œuvre de monomère (al-2).
4. Composition selon l’une des revendications 1 ou 2, pour laquelle le ratio massique [monomère (al- 1)]/[ monomère (al-1) + monomère (al-2)] est strictement supérieur à 0,70 ou à 0,75, de préférence supérieur à 0,80 ou à 0,90, plus préférentiellement supérieur à 0,95.
5. Composition selon l’une des revendications précédentes, pour laquelle le copolymère A est préparé par réaction de polymérisation :
- de 15 à 50 % en poids, de préférence de 20 à 45 % en poids, par rapport au poids total des monomères, de monomère (al-1) ou
- de 0 à moins de 15 % en poids, de préférence de 0 à 10 % en poids, préférentiellement de 0 à 6 % en poids, plus préférentiellement de 0 à 5 % en poids, encore plus préférentiellement de 0 à 2 % en poids, encore plus préférentiellement de 0 à 1,5 % en poids, par rapport au poids total des monomères, de monomère (al-2) ou
- de 35 à 60 % en poids, de préférence de 40 à 50 % en poids, par rapport au poids total des monomères, de monomère (a2) ou
- de 0,1 à 35 % en poids, de préférence de 0,1 à 20 % en poids, par rapport au poids total des monomères, de monomère hydrophobe (a3) ou
- de 0,5 à 10 % en poids, de préférence de 0,5 à 5 % en poids, par rapport au poids total des monomères, de monomère (a4).
6. Composition selon l’une des revendications précédentes, pour laquelle le monomère (a2) est choisi parmi acrylate d’alkyle, en particulier acrylate de Ci-Cio-alkyl, préférentiellement acrylate de Ci-C4-alkyl, plus préférentiellement acrylate de méthyle, acrylate d’éthyle, acrylate de propyle, acrylate d’isobutyle, acrylate de n-butyle, méthacrylate d’alkyle, en particulier méthacrylate de Ci-Cio-alkyl, préférentiellement méthacrylate de Ci-C4-alkyl, plus préférentiellement méthacrylate de méthyle, méthacrylate d’éthyle, méthacrylate de propyle, méthacrylate d’isobutyle, méthacrylate de n-butyle, acrylate d’aryle, de préférence phénylacrylate, benzylacrylate, phénoxyéthylacrylate, méthacrylate d’aryle, de préférence phénylméthacrylate, benzylméthacrylate, phénoxyéthylméthacrylate et leurs combinaisons, de préférence acrylate de méthyle, acrylate d’éthyle, acrylate d’isobutyle, acrylate de n-butyle, méthacrylate de méthyle, plus préférentiellement acrylate de méthyle ou acrylate d’éthyle.
7. Composition selon l’une des revendications précédentes, pour laquelle le monomère hydrophobe (a3) est un composé de formule (I) dans laquelle :
- m représente indépendamment un nombre entier ou décimal allant de 20 à 40 et n est nul, ou
- m et n représentent indépendamment un nombre entier ou décimal allant de 5 à 100, la somme m+n variant de 10 à 150, et le rapport numérique m/n va de 90/10 à 70/30, ou
- R1 représente un groupement choisi parmi acrylate, méthacrylate, acryluréthane, méthacryluréthane, vinyl, allyl, méthallyl et isoprényl, de préférence un groupement méthacrylate, ou
- R2 représente indépendamment un groupement Cô-C40-alkyl, linéaire ou ramifié, de préférence un groupement Cs-C io-alkyl, linéaire ou ramifié, un groupement Ce- C40-aryl, de préférence un groupement Cs-C¾)-aryl, préférentiellement comprenant 2 à 5 groupements phényles, par exemple un groupement tristyrylphényle.
8. Composition selon l’une des revendications précédentes, pour laquelle le monomère (a4) est l’acide 2-acrylamido-2-méthylpropane sulfonique ou un de ses sels, de préférence son sel de sodium.
9. Composition selon l’une des revendications précédentes, pour laquelle le polymère B liant est choisi parmi :
- un homopolymère d’acétate de vinyle ;
- un copolymère d’acétate de vinyle et d’éthylène, un copolymère d’acétate de vinyle et d’ acrylate, un copolymère d’acétate de vinyle et de méthacrylate, un copolymère d’acétate de vinyle, d’éthylène et d’ acrylate, un copolymère d’acétate de vinyle, d’éthylène et de méthacrylate, un copolymère d’acétate de vinyle, d’ acrylate et de méthacrylate ;
- un homopolymère de versatate de vinyle ; - un copolymère de versatate de vinyle et d’éthylène, un copolymère de versatate de vinyle et d’acrylate, un copolymère de versatate de vinyle et de méthacrylate, un copolymère de versatate de vinyle, d’éthylène et d’acrylate, un copolymère de versatate de vinyle, d’éthylène et de méthacrylate, un copolymère de versatate de vinyle, d’acrylate et de méthacrylate ;
- un copolymère d’acétate de vinyle et de versatate de vinyle, un copolymère d’acétate de vinyle, de versatate de vinyle et d’éthylène, un copolymère d’acétate de vinyle, de versatate de vinyle et d’acrylate, un copolymère d’acétate de vinyle, de versatate de vinyle et de méthacrylate, un copolymère d’acétate de vinyle, de versatate de vinyle, d’éthylène et d’acrylate, un copolymère d’acétate de vinyle, de versatate de vinyle, d’éthylène et de méthacrylate, un copolymère d’acétate de vinyle, de versatate de vinyle, d’éthylène, d’acrylate et de méthacrylate et
- leurs combinaisons.
10. Composition selon l’une des revendications précédentes, comprenant également :
- au moins un pigment D ou
- au moins une charge E ou
- leurs combinaisons.
11. Composition selon l’une des revendications précédentes, dont le pH est supérieur à 7, de préférence supérieur à 8, de préférence un pH qui va de 7 à 12, plus préférentiellement de 8 à 12.
12. Composition selon l’une des revendications précédentes, comprenant :
- de 0,5 à 5 % en poids sec de copolymère A,
- de 50 à 90 % en poids sec de copolymère B et
- de 9,5 à 44,5 % en poids d’eau.
13. Composition selon l’une des revendications 1 à 12, comprenant :
- de 0, 1 à 4 % en poids sec de copolymère A,
- de 5 à 20 % en poids sec de copolymère B,
- de 3 à 15 % en poids sec de pigment D,
- de 20 à 50 % en poids sec de charge E et
- de 11 à 71,9 % en poids d’eau.
14. Composition selon l’une des revendications précédentes, comprenant également au moins un adjuvant, en particulier au moins un adjuvant choisi parmi agents dispersants, agents anti-mousse, agents biocides, agents colorants, agents lubrifiants et agents azurants optiques.
15. Utilisation d’un copolymère A défini selon l’une des revendications précédentes dans une composition aqueuse de revêtement comprenant au moins un polymère B liant choisi parmi un homopolymère d’acétate de vinyle, un copolymère d’acétate de vinyle, un homopolymère de versatate de vinyle, un copolymère de versatate de vinyle et leurs combinaisons, pour en améliorer la stabilité lors du stockage.
16. Méthode de préparation d’un revêtement au moyen d’au moins une composition selon l’une des revendications 1 à 14 comprenant l’application de la composition sur un substrat.
17. Copolymère AP préparé par réaction de polymérisation :
- d’au moins un monomère (al-1) choisi parmi acide acrylique et ses sels ;
- de 0 à moins de 15 % en poids, par rapport au poids total des monomères, d’un monomère (al-2) choisi parmi acide méthacrylique et ses sels, et en un ratio massique [monomère (al- 1)]/[ monomère (al-1) + monomère (al-2)] strictement supérieur à 0,65 ;
- d’au moins un monomère (a2) qui est un ester d’un acide choisi parmi acide acrylique, acide méthacrylique, acide itaconique et leurs combinaisons, de préférence un ester d’un acide choisi parmi acide acrylique et acide méthacrylique ;
- d’au moins un monomère hydrophobe (a3) de formule (I) :
R1-(OE)m-(OP)„-R2 (I)
dans laquelle :
- m et n, identiques ou différents, représentent indépendamment 0 ou un nombre entier ou décimal, avantageusement un nombre entier, inférieur à 150, la somme m+n allant de 5 à 150,
- OE représente un groupement CH2CH2O,
- OP représente indépendamment un groupement choisi parmi CH(CH3)CH20 et CH2CH(CH )0,
- R1 représente un groupement comprenant au moins une insaturation oléfinique polymérisable, - R2 représente indépendamment un groupement hydrocarboné linéaire, ramifié ou cyclique, saturé, insaturé ou aromatique comprenant de 6 à 40 atomes de carbone ;
- d’au moins un monomère (a4) choisi parmi acide 2-acrylamido-2-méthylpropane sulfonique, méthacrylate de 2-sulfoéthyl, méthallyl sulfonate de sodium, styrène sulfonate, leurs sels et leurs combinaisons, de préférence acide 2-acrylamido-2-méthylpropane sulfonique ou un de ses sels.
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