WO2005090492A1 - Utilisation de diacetals a titre d'agents de coalescence - Google Patents

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WO2005090492A1
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diacetal
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mowilith
tme
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Ngoc Can Vu
Jean-Yves Anquetil
David Floc'hlay
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Clariant (France)
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Publication date
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    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K5/00—Use of organic ingredients
    • C08K5/04—Oxygen-containing compounds
    • C08K5/06—Ethers; Acetals; Ketals; Ortho-esters
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09D—COATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
    • C09D5/00—Coating compositions, e.g. paints, varnishes or lacquers, characterised by their physical nature or the effects produced; Filling pastes
    • C09D5/02—Emulsion paints including aerosols
    • C09D5/024—Emulsion paints including aerosols characterised by the additives
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09D—COATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
    • C09D7/00—Features of coating compositions, not provided for in group C09D5/00; Processes for incorporating ingredients in coating compositions
    • C09D7/40—Additives
    • C09D7/48—Stabilisers against degradation by oxygen, light or heat

Definitions

  • the present invention relates to the application of diacetals as coalescing agents and to compositions containing these diacetals as coalescing agents.
  • Binders are commonly used in various applications such as aqueous coating compositions (paints in aqueous phase, lacquers, varnishes), pigment pastes for textiles, coating sauces for paper or adhesives. For most of these applications, these binders are required to be able to form resistant, uniform, adherent films which allow drying at the lowest possible temperature.
  • a coalescing agent also called an auxiliary film-forming agent or coalescing solvent
  • the function of the coalescing agent is to act as a temporary plasticizer, facilitating the filmification and coalescence of the polymer particles of the binder and lowering the minimum film formation temperature (hereinafter TMFF) for a given binder. It must also meet well-defined requirements including good compatibility with the particles of the binder and with the other ingredients in the formulations, good stability in the presence of water, low volatility, low odor and be non-toxic. Examples of the most commonly used coalescing agents are 2,2,4-trimethyl-1,3-pentane diol mono-isobutyrate (hereinafter TEXANOL®) and butyldiglycol acetate (hereinafter BDGA) .
  • TEXANOL® 2,2,4-trimethyl-1,3-pentane diol mono-isobutyrate
  • BDGA butyldiglycol acetate
  • diacetal is meant the compounds which can be prepared from dialdehydes and alcohols, but also compositions which can make structures of the diacetal, monoacetal and hemiacetal type coexist. Also by “diacetal” is meant the compounds which can be prepared from dialdehydes and polyols such as glycerol, pentaerythrol which lead to acetalic compounds but also to compositions which can make structures of the diacetal, monoacetal and hemiacetal.
  • the invention therefore relates according to a first aspect, the use of at least one diacetal, linear or cyclic, capable of being prepared from C 2 - C 6 aldehydes and Ci - C- ⁇ alcohols 2, preferably from C 2 aldehydes - C 4 alcohols and Ci - C 8, more particularly from C 2 aldehydes - C 3 alcohols and Ci - C 3
  • Preferred compounds are, for example, 1, 1, 2,2, - tetramethoxyethane (TME), 1, 1, 2,2- tetraethoxyethane (TEE), 1, 1, 2,2-tetrapropoxyethane (TPE) , 1, 1, 3,3-tetramethoxypropane (TMP), 1, 1, 3,3-tetraethoxypropane (TEP) and preferably, TME. It is also possible to use, according to the invention, any combination of the acetals mentioned above, for example 2 or 3 acetals, or even 4 or more.
  • the aldehydes from which the acetals which can be used according to the present invention can be prepared are, for example, dialdehydes such as glyoxal, malonaldehyde or glutaraldehyde.
  • the alcohols from which the acetals which can be used according to the present invention can be prepared are, for example, monoalcohols such as methanol or ethanol; diols such as ethylene glycol, diethylene glycol, 1,4-butanediol or neopentylglycol; or polyols such as glycerol or pentaerythrol.
  • a diacetal such as TME can be prepared from glyoxal and methanol.
  • compositions using a coalescing agent are, for example, adhesives in the aqueous phase, sealants in the aqueous phase, and more particularly aqueous coating compositions.
  • aqueous coating composition is understood to mean, in the sense of the invention, a liquid composition or paste, which applied to a substrate, that is to say a support on which a paint or the like is applied (varnish, stain, etc.) forms after drying an adherent and resistant film playing a protective role and / or decorative. It generally consists of at least one binder in emulsion or aqueous dispersion and of water and can contain, if necessary, pigments or other coloring matters as well as fillers and various additives.
  • a typical formulation consists of approximately at least 10%, or 20%, or even 30%, or even 40% or 50% by weight of binder. Mention may be made, as examples of aqueous coating compositions according to the invention, of parquet waxes, coatings, plasters, varnishes, lacquers, stains, primers and in particular paints.
  • a subject of the present invention is therefore in particular the application of TME as a coalescing agent in adhesives in the aqueous phase, sealants in the aqueous phase and more particularly aqueous coating compositions.
  • TME a coalescing agent
  • the diacetals described above, and in particular TME, TMP or TEP confer remarkable properties illustrated below in the experimental part to the compositions in which it is incorporated.
  • the films obtained generally have good mechanical qualities such as resistance to abrasion, resistance to water, do not have surface tack and are not very sensitive to fouling.
  • the diacetals described above, and in particular TME, TMP or TEP are not toxic and that they do not tend to evaporate strongly during their use. (the boiling point of the TME is 156 ° C.), they are perfectly compatible with the polymer particles of the binder and with water.
  • compositions using a coalescing agent and a binder such as aqueous adhesive compositions.
  • aqueous putty compositions, aqueous compositions for the treatment of the surfaces of different materials in particular as paint, varnish, lacquer, stain that is to say a process for the preparation of such compositions in which the ingredients of the composition to get the latter.
  • the present invention also relates to a composition
  • a composition comprising a binder and a coalescing agent, characterized in that the coalescing agent is at least one diacetal as described above, and in particular 1,1 , 2,2-tetramethoxyethane (TME), 1, 1, 3,3-tetramethoxypropane (TMP) or 1, 1, 3,3-tetraethoxypropane (TEP).
  • TAE 2,2-tetramethoxyethane
  • TMP 1, 3,3-tetramethoxypropane
  • TEP 1, 3,3-tetraethoxypropane
  • latexes are used which are aqueous compositions comprising an emulsion or a suspension of polymer particles in an aqueous medium.
  • Latexes are well known to those skilled in the art and are generally prepared by (co) polymerization in emulsion or suspension in an aqueous medium of at least one ethylenically unsaturated monomer.
  • These monomers can be chosen from the group consisting of: ethylenic unsaturated mono- and di-carboxylic acids such as acrylic acid, methacrylic acid, maleic acid, fumaric acid aromatic vinyls such as styrene, l 'alpha methyl styrene, vinyl toluene, - (meth) acrylic acid esters such as, for example, alkyl, hydroxyalkyl or alkoxyalkyl (meth) acrylates such as methyl acrylate, acrylate ethyl, propyl acrylate, n-butyl acrylate, 2-ethylhexyl acrylate, methyl methacrylate, ethyl methacrylate, propyl methacrylate,
  • latexes can be obtained according to the (co) polymerization techniques known to those skilled in the art, in particular as an aqueous emulsion of the polymerizable monomers, in the presence of radical initiators and surfactants.
  • the polymerization can be carried out continuously, in batch or semi-continuous.
  • latex As examples of latex which can be used in the present invention, there may be mentioned: acrylate copolymers (latex of pure acrylic type) such as Mowilith® DM 777 sold by the company CLARIANT, styrene acrylate copolymers (latex of styrene acrylic type) ) such as Mowilith ® LDM 6636 sold by the company CLARIANT, - vinyl acetate / versatate copolymers (vinyl versatic type latex) such as Mowilith ® LDM 2417 sold by the company CLARIANT, vinyl acetate homopolymers such as Mowilith ® LD 167 marketed by CELANESE, styrene-butadiene copolymers, - vinyl acetate / ethylene copolymers such as Mowilith® LDM 1851 marketed by CELANESE.
  • acrylate copolymers latex of pure acrylic type
  • Mowilith® DM 777 sold by
  • the binders of the present invention can be alkyd resins in emulsion or aqueous dispersion. These alkyd resins are generally prepared by polycondensation of different polyacids, polyols and fatty acids. Examples of alkyd resins in commercial aqueous emulsion or dispersion are the Resydrol® resins sold by the company UCB, the Arolon® resins sold by the company REICHHOLD.
  • the binders of the present invention can also be polyester resins in emulsion or aqueous dispersion. These resins are generally the products of the reaction between polyols and polyacids.
  • polyester resins in commercial emulsion or aqueous dispersion are the Resydrol® resins sold by the company UCB.
  • the binders of the present invention can be epoxy resins in emulsion or aqueous dispersion. These epoxy resins can be prepared by condensing epichlorohydrin with bisphenol A, bisphenol F or even novolaks. Examples of epoxy resins in emulsion or commercial aqueous dispersion are the Ancarez® resins sold by the company AIR PRODUCTS, the Epi-rez TM resins sold by the company SOLUTION.
  • the binders of the present invention can be polyurethane resins in emulsion or aqueous dispersion.
  • polyurethane resins are formed by the reaction between aliphatic and / or aromatic polyisocyanates, blocked or not and polyols (polyether polyols, polyester polyols, polyepoxy polyols, polyacrylic polyols for example). Mention may also be made of hybrid polyurethane resins such as urethane-acrylic dispersions.
  • polyurethane resins in aqueous dispersion are Syntegra® resins sold by the company DOW, Neorez® resins sold by the company AVECIA, Hybridur® resins sold by the company AIR PRODUCTS.
  • polyols used for the 2K type dispersions are the Bayhydrol® sold by the company Bayer.
  • polyisocyanates used for the 2K type dispersions are the Bayhydrur® sold by the company Bayer. According to the present invention, use is made, for example, of a weight amount of TME ranging from 0.5% to 15%, preferably from 1% to 5% and particularly approximately 3% relative to the weight amount of binder used. artwork.
  • the present application also relates to a paint formulation in aqueous phase comprising water, adjuvants and a composition according to the invention.
  • the formulations may contain, as usual adjuvants: pigments, fillers, co-solvents, thickening agents, neutralizing agents, preservatives, anti-UV agents, antioxidant agents, anti-foaming agents, dullness, anti-skinning agents, anti-sedimentation agents.
  • formulations can be applied to any type of substrate such as wood, metals, concrete, plastics, glass.
  • the preferential conditions for implementing the applications of diacetals, in particular TME, TMP or TEP as coalescing agents described above also apply to the other objects of the invention referred to above, in particular to compositions comprising a binder and a coalescing agent and to aqueous paint formulations comprising water, adjuvants and a composition according to the invention.
  • TME aqueous solution at 50% by weight
  • Texanol® marketed by the company Eastman BDGA: marketed for example by the company Lambert Rivière
  • TME makes it possible to lower the TMFF of acrylic latex, acrylic styrene and vinyl versatic binders and therefore has activity as a coalescing agent. This lowering of the TMFF for the TME is at the same level as the Texanol®.
  • polymer pellets are taken for measurement of the Tg by DSC differential calorimetry: Apparatus: DSC 30 Mettler Sample: polymer film in a sealed aluminum basket Temperature programming: -30 ° C to 130 ° C with a programming of 10 ° C / minute.
  • TME aqueous solution at 50% by weight
  • Texanol® marketed by the company Eastman BDGA: marketed for example by the company Lambert Rivière
  • the TME lowers the Tg only by 3 ° C to 7 ° C compared to the Tg of the control latexes while the Texanol ⁇ lowers the Tg from around 10 ° C to 20 ° C and the BDGA from about 14 ° C to 20 ° C.
  • Paint 1 In a 3 I reactor fitted with a stirring device, the following are introduced in order: 160 g of water, 10 g of Coatex BR3 (dispersant), 2 g of Tegofoamex 1488 (antifoam), 2 g of Mergal K9N (fungicide), 205 g of Kronos 2190 titanium dioxide and 135 g of Hydrocarb L (filler). The preparation is then subjected to high speed stirring for 20 min.
  • Paint 3 We operate as in the case of painting 1 except that the Mowilith DM 777 is replaced by the same amount of Mowilith LDM 2417.
  • Comparative painting 1 We operate as in the case of painting 1 but using 15 g of Texanol instead of TME.
  • Comparative painting 2 We operate as above except that the Mowilith DM 777 is replaced by the same quantity of Mowilith LDM 6636.
  • Comparative painting 3 We operate as in the case of comparative painting 1 except that the Mowilith DM 777 is replaced by the same quantity of Mowilith LDM 2417.
  • Comparative painting 4 We operate as in the case of painting 1 but using 15 g of BDGDA instead of TME Comparative painting 5
  • Comparative painting 6 We operate as in the case of comparative painting 4 except that the Mowilith DM 777 is replaced by the same quantity of Mowilith LDM 2417.
  • Comparative painting 7 The procedure is as above except that the TME is replaced by 15 g of Texanol.
  • Comparative painting 8 The procedure is as above except that the TME is replaced by 15 g of BDGDA. Gloss measurement
  • a 300 ⁇ m thick paint film is deposited on a glass plate using the film puller. After the film has dried for 7 h in an air-conditioned room (23 ° C and 50% relative humidity), the gloss is measured at angles of 20 °, 60 ° and 85 ° using a Micro TRI reflectometer - gloss reference 4520.
  • a film of paint is deposited on a test panel using an applicator at the specified distance. After drying for 28 days in an air-conditioned room (23 ° C and 50% relative humidity), the panel is subjected to 200 wet friction cycles in a friction test machine. It is then washed, dried and weighed again to determine the loss of mass from which the loss of thickness is calculated. By comparison of the average loss of the film to a given value, the coating can be classified into wet friction resistance classes. The results are reported in Table 11 below.

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Abstract

L'invention concerne l'application de diacétals à titre d'agent de coalescence dans une composition mettant en oeuvre un agent de coalescence, les compositions comprenant un liant et un agent de coalescence dans lesquelles l'agent de coalescence est un diacétal et les formulations de peinture en phase aqueuse comportant de l'eau, des adjuvants et une telle composition.

Description

Utilisation de diacétals à titre d'agents de coalescence
La présente invention concerne l'application de diacétals à titre d'agents de coalescence et des compositions renfermant ces diacétals à titre d'agent de coalescence. Des liants sont couramment utilisés dans différentes applications comme les compositions aqueuses de revêtement (peintures en phase aqueuse, laques, vernis), les pâtes pigmentaires pour textile, les sauces de couchage pour papier ou encore les colles. Pour la plupart de ces applications, il est demandé à ces liants de pouvoir former des films résistants, uniformes, adhérents et permettant le séchage à une température la plus basse possible. Ainsi, pour respecter ces différentes exigences, il est d'usage d'incorporer un agent de coalescence (encore appelé agent filmogène auxiliaire ou solvant de coalescence) au liant. La fonction de l'agent de coalescence est d'agir en tant que plastifiant temporaire, facilitant la filmification et la coalescence des particules de polymère du liant et abaissant la température minimale de formation du film (ci-après TMFF) pour un liant donné. Il doit également répondre à des exigences bien définies incluant une bonne compatibilité avec les particules du liant et avec les autres ingrédients dans les formulations, une bonne stabilité en présence d'eau, une faible volatilité, une faible odeur et être non toxique. Des exemples d'agents de coalescence les plus utilisés sont le mono-isobutyrate de 2,2,4-trimethyl-1 ,3-pentane diol (ci-après le TEXANOL®) et l'acétate de butyldiglycol (ci-après BDGA). Cependant, l'utilisation de ces agents fait chuter de façon significative la température de transition vitreuse (Tg) des liants utilisés et donc les propriétés mécaniques de ces derniers. Les propriétés applicatives comme la résistance à l'abrasion et à l'encrassement sont affectées par cette baisse de Tg. D'autre part, avec le temps, ces agents peuvent migrer à la surface du revêtement et faciliter l'accrochage de salissures. Or, la demanderesse a découvert que certains diacétals possédaient une forte activité comme agent de coalescence. C'est pourquoi la présente invention a pour objet l'application de diacétals à titre d'agent de coalescence dans une composition mettant en œuvre un agent de coalescence. Par « diacetal », on entend les composés pouvant être préparés à partir de dialdéhydes et d'alcools mais aussi les compositions pouvant faire cohabiter des structures de type diacetal, monoacétal et hémiacétal. Egalement par « diacetal », on entend les composés pouvant être préparés à partir de dialdéhydes et de polyols comme le glycérol, le penta- érythrol qui conduisent à des composés acétaliques mais aussi à des compositions pouvant faire cohabiter des structures de type diacetal, monoacétal et hémiacétal. L'invention concerne donc selon un premier aspect, l'utilisation d'au moins un diacetal, linéaire ou cyclique, susceptible d'être préparé à partir d'aldéhydes en C2 - C6 et d'alcools en Ci - C-ι2, de préférence à partir d'aldéhydes en C2 - C4 et d'alcools en Ci - C8, et plus particulièrement à partir d'aldéhydes en C2 - C3 et d'alcools en Ci - C3| à titre d'agent de coalescence dans une composition mettant en oeuvre un agent de coalescence. Des composés préférés sont, par exemple, le 1 ,1 ,2,2,- tétraméthoxyéthane (TME), le 1 ,1 ,2,2- tétraéthoxyéthane (TEE), le 1 ,1 ,2,2- tétrapropoxyéthane (TPE), le 1 ,1 ,3,3-tétraméthoxypropane (TMP), le 1 ,1 ,3,3- tétraéthoxypropane (TEP) et de manière préférentielle, le TME. On peut aussi utiliser, selon l'invention, une combinaison quelconque des acétals mentionnés ci-dessus, par exemple 2 ou 3 acétals, voire 4 ou plus. Les aldéhydes à partir desquels peuvent être préparés les acétals utilisables selon la présente invention sont par exemple des dialdéhydes comme le glyoxal, le malonaldéhyde ou le glutaraldéhyde. Les alcools à partir desquels peuvent être préparés les acétals utilisables selon la présente invention sont par exemple des monoalcools comme le méthanol ou l'éthanol ; des diols comme l'éthylèneglycol, le diéthylèneglycol, le 1 ,4-butanediol ou le néopentylglycol ; ou des polyols comme le glycérol ou le penta-érythrol. Par exemple, on considère qu'un diacetal comme le TME peut être préparé à partir du glyoxal et du méthanol. Les compositions mettant en œuvre un agent de coalescence sont par exemple des colles en phase aqueuse, des mastics en phase aqueuse, et plus particulièrement des compositions aqueuses de revêtement On entend par composition aqueuse de revêtement, au sens de l'invention, une composition liquide ou en pâte, qui appliquée sur un subjectile, c'est-à-dire un support sur lequel on applique une peinture ou analogue (vernis, lasure, etc..) forme après séchage un film adhérant et résistant jouant un rôle protecteur et/ou décoratif. Elle se compose généralement d'au moins un liant en émulsion ou dispersion aqueuse et d'eau et peut contenir, le cas échéant, des pigments ou d'autres matières colorantes ainsi que des matières de charge et différents additifs. Une formulation type est constituée d'environ au moins 10 %, ou 20 %, voire 30 %, ou même 40 % ou 50 % en poids de liant. A titre d'exemples de compositions aqueuses de revêtement selon l'invention, on peut citer les cires pour parquet, les enduits, les crépis, les vernis, les laques, les lasures, les apprêts et notamment les peintures. La présente invention a donc notamment pour objet l'application du TME à titre d'agent de coalescence dans des colles en phase aqueuse, des mastics en phase aqueuse et plus particulièrement des compositions aqueuses de revêtement. A titre d'agent de coalescence, les diacétals décrits ci-dessus, et en particulier le TME, le TMP ou le TEP, confèrent de remarquables propriétés illustrées ci-après dans la partie expérimentale aux compositions auxquelles il est incorporé. Ils facilitent notamment la filmification à plus basse température qu'en l'absence d'un tel agent. Celle-ci peut même intervenir à température ambiante. Ils permettent également la formation de films continus, homogènes et adhérents. Les films obtenus ont généralement de bonnes qualités mécaniques comme la résistance à l'abrasion, la résistance à l'eau, ne présentent pas de collant superficiel et sont peu sensibles à l'encrassement. De plus, outre le fait que les diacétals décrits ci-dessus, et en particulier le TME, le TMP ou le TEP, ne sont pas toxiques et qu'ils n'ont pas tendance à s'évaporer fortement lors de leur mise en œuvre (la température d'ébullition du TME est de 156 °C), ils sont parfaitement compatibles avec les particules de polymères du liant et avec l'eau. Ces propriétés justifient l'utilisation d'au moins un diacetal décrit ci-dessus, et en particulier le TME, le TMP ou le TEP, dans la réalisation de compositions mettant en œuvre un agent de coalescence et un liant comme des compositions aqueuses de colle, des compositions aqueuses de mastic, des compositions aqueuses pour le traitement des surfaces de différents matériaux en particulier comme peinture, vernis, laque, lasure, c'est-à-dire un procédé de préparation de telles compositions dans lequel on mélange les ingrédients de la composition pour obtenir cette dernière. C'est pourquoi la présente invention a encore pour objet une composition comprenant un liant et un agent de coalescence, caractérisée en ce que l'agent de coalescence est au moins un diacetal tel que décrit ci-dessus, et en particulier le 1,1 ,2,2-tétraméthoxyéthane (TME), le 1 ,1 ,3,3- tétraméthoxypropane (TMP) ou le 1 ,1 ,3,3-tétraéthoxypropane (TEP). A titre d'illustration des liants utilisables selon la présente invention, on peut citer : les latex, les résines alkydes en émulsion ou dispersion aqueuse, - les résines polyesters en émulsion ou dispersion aqueuse, les résines époxydiques en émulsion ou dispersion aqueuse à 1 composant (1K) ou bi-composants (2K), les résines polyuréthannes en émulsion ou dispersion aqueuse à 1 composant (1K) ou bi-composants (2K). De préférence, on utilise les latex qui sont des compositions aqueuses comportant une émulsion ou une suspension de particules de polymère dans un milieu aqueux. Les latex sont bien connus de l'homme du métier et sont préparés généralement par (co)polymérisation en émulsion ou suspension dans un milieu aqueux d'au moins un monomère éthyléniquement insaturé. Ces monomères peuvent être choisis parmi le groupe constitué par : les acides mono- et di-carboxyliques insaturés éthyléniques comme l'acide acrylique, l'acide méthacrylique, l'acide maléique, l'acide fumarique les vinyles aromatiques tels que le styrène, l'alpha méthyl styrène, le vinyl toluène, - les esters de l'acide (méth)acrylique comme par exemple les (méth)acrylates d'alkyle , d'hydroxyalkyle ou d'alcoxyalkyle tels que l'acrylate de méthyle, l'acrylate éthyle, l'acrylate de propyle, l'acrylate de n-butyle, l'acrylate de 2- éthylhexyle, le méthacrylate de méthyle, le méthacrylate d'éthyle, le méthacrylate de propyle, le méthacrylate de n-butyle, le méthacrylate de 2- éthylhexyle, l'acrylate d'hydroxypropyle, l'acrylate d'éthoxyéthyle, le méthacrylate d'hydroxypropyle, le méthacrylate d'éthoxyéthyle , les esters des acides dicarboxyliques insaturés éthyléniques tels que le maléate de butyle, les esters vinyliques des acides carboxyliques linéaires ou branchés tels que l'acétate de vinyle, les versatates de vinyle, le stéarate de vinyle, le propionate de vinyle, les monooléfines telles que l'éthylène, le propylène, les diènes conjuguées telles que le butadiène, l'isoprène, l'acrylamide, le méthacrylamide et leurs dérivés tels que l'acide acrylamidométhylpropanesulfonique l'acrylonitrile, le méthacrylonitrile, le chlorure de vinyle, le chlorure de vinylidène La composition du mélange de monomères à polymériser dépend de la Tg et donc du caractère qu'on souhaite donner au polymère formé (latex « dur » ou latex « mou »). Ces latex peuvent être obtenus selon les techniques de (co)polymérisation connues de l'homme du métier, notamment en émulsion aqueuse des monomères polymérisables, en présence d'amorceurs radicalaires et de tensio-actifs. La polymérisation peut être réalisée en continu, en batch ou en semi-continu. Comme exemples de latex pouvant être utilisés dans la présente invention, on peut citer : les copolymères d'acrylates (latex de type acrylique pur) comme le Mowilith ® DM 777 commercialisé par la société CLARIANT, les copolymères styrène acrylate (latex de type styrène acrylique) comme le Mowilith ® LDM 6636 commercialisé par la société CLARIANT, - les copolymères acétate/versatate de vinyle (latex de type vinyl versatique) comme le Mowilith ® LDM 2417 commercialisé par la société CLARIANT, les homopolymères acétate de vinyle comme le Mowilith ® LD 167 commercialisé par la société CELANESE, les copolymères de styrène-butadiène, - les copolymères vinylacétate/éthylène comme le Mowilith® LDM 1851 commercialisé par la société CELANESE. Alternativement, les liants de la présente invention peuvent être des résines alkydes en émulsion ou dispersion aqueuse. Ces résines alkydes sont généralement préparées par polycondensation de différents polyacides, de polyols et d'acides gras. Des exemples de résines alkydes en émulsion ou dispersion aqueuses commerciales sont les résines Resydrol ® commercialisées par la société UCB, les résines Arolon ® commercialisées par la société REICHHOLD. Les liants de la présente invention peuvent être également des résines polyesters en émulsion ou dispersion aqueuse. Ces résines sont généralement les produits de la réaction entre des polyols et des polyacides. Des exemples de résines polyesters en émulsion ou dispersion aqueuse commerciales sont les résines Resydrol ® commercialisées par la société UCB. De plus, les liants de la présente invention peuvent être des résines époxydiques en émulsion ou dispersion aqueuse. Ces résines époxydiques peuvent être préparées par condensation d'épichlorhydrine avec du bisphénol A , du bisphénol F ou encore des novolaques. Des exemples de résines époxydiques en émulsion ou dispersion aqueuse commerciales sont les résines Ancarez ® commercialisées par la société AIR PRODUCTS, les résines Epi-rez ™ commercialisées par la société SOLUTION. D'autre part, les liants de la présente invention peuvent être des résines polyuréthannes en émulsion ou dispersion aqueuse. Ces résines polyuréthannes sont formées par la réaction entre des polyisocyanates aliphatiques et/ou aromatiques, bloqués ou non et des polyols (polyéther polyols, polyester polyols, polyépoxy polyols, polyacrylique polyols par exemples). On peut citer également les résines polyuréthannes hybrides telles que les dispersions uréthanne-acrylique. Des exemples de résines polyuréthannes en dispersion aqueuse sont les résines Syntegra ® commercialisées par la société DOW, les résines Neorez ® commercialisées par la société AVECIA, les résines Hybridur ® commercialisées par la société AIR PRODUCTS. Des exemples de polyols utilisés pour les dispersions de type 2K sont les Bayhydrol® commercialisés par la société BAYER. Des exemples de polyisocyanates utilisés pour les dispersions de type 2K sont les Bayhydrur © commercialisés par la société BAYER. Selon la présente invention, on utilise, par exemple, une quantité pondérale de TME allant de 0,5 % à 15 %, de préférence de 1 % à 5 % et particulièrement 3 % environ par rapport à la quantité pondérale de liant mis en oeuvre. La présente demande a encore pour objet une formulation de peinture en phase aqueuse comportant de l'eau, des adjuvants et une composition selon l'invention. Les formulations peuvent comporter comme adjuvants usuels : des pigments, des charges, des cosolvants, des agents épaississants, des agents de neutralisation, des agents de conservation, des agents anti-UV, des agents antioxydants, des agents anti-mousse, des agents de matité, des agents anti-peaux, des agents antisédimentation. Ces formulations peuvent être appliquées sur tout type de substrat comme le bois, les métaux, le béton, les matières plastiques, le verre. Les conditions préférentielles de mise en œuvre des applications des diacétals, en particulier du TME, du TMP ou du TEP à titre d'agents de coalescence ci-dessus décrites s'appliquent également aux autres objets de l'invention visés ci-dessus, notamment aux compositions comprenant un liant et un agent de coalescence et aux formulations de peinture en phase aqueuse comportant de l'eau, des adjuvants et une composition selon l'invention.
Les exemples qui suivent illustrent la présente invention.
1/ Exemples 1 - 3 et essais comparatifs A - F : influence du TME sur la température minimale de formation du film Dans ces exemples et essais comparatifs, une étude sur l'efficacité du TME (commercialisé par la société CLARIANT (France)) en tant qu'agent de coalescence dans différents types de liants commerciaux a été conduite par la mesure de la température minimale de formation du film (TMFF) puis comparée à d'autres agents de coalescence connus de l'homme du métier. Pour mesurer la TMFF, l'agent de coalescence est additionné à chaque latex, goutte à goutte et sous agitation mécanique. Les différents mélanges obtenus sont ensuite laissés au repos pendant 36 heures. Puis chaque mélange est étalé sur la surface de l'appareil de mesure de TMFF Bar SS3000 avec un cadre calibré à 76 μm. Un gradient de température entre 0 °C et 18 °C est imposé à cette surface. Après trois heures de séchage, on note la TMFF correspondant à la température au-dessus de laquelle un latex forme après séchage un film continu, homogène et sans craquelure selon la norme ASTM D 2354.
Agents de coalescence testés : TME : solution aqueuse à 50 % en poids Texanol ® : commercialisé par la société Eastman BDGA : commercialisé par exemple par la société Lambert Rivière
Latex commerciaux utilisés :
- Mowilith ® DM 777 ayant une TMFF de 13 °C
- Mowilith ® LDM 6636 ayant une TMFF de 11 °C
- Mowilith ® LDM 2417 ayant une TMFF de 11 °C Les résultats expérimentaux apparaissent dans les tableaux 1 et 2 suivants.
Tableau 1
Figure imgf000010_0001
Tableau 2
Figure imgf000011_0001
On constate que le TME permet d'abaisser la TMFF des liants latex acrylique, styrène acrylique et vinyl versatique et a donc une activité comme agent de coalescence. Cet abaissement de la TMFF pour le TME se situe au même niveau que le Texanol®.
Il/ Exemples 4-6 et essais comparatifs G-L : influence du TME sur la Tg
Dans ces exemples et essais comparatifs, une étude sur l'influence du TME en tant qu'agent de coalescence dans différents types de liants commerciaux sur la Tg a été conduite puis comparée à d'autres agents de coalescence connus de l'homme du métier. Pour mesurer la Tg, l'agent de coalescence est additionné à chaque latex, goutte à goutte et sous agitation mécanique. Les différents mélanges obtenus sont ensuite laissés au repos pendant 36 heures . Puis on forme un film de chaque mélange par étalement , à l'aide d'un cadre de 150 μm, sur une plaque de verre préalablement nettoyée à l'alcool. Le film est ensuite séché pendant 16 heures dans une étuve maintenue à 50 °C puis des pastilles de polymère sont prélevées pour mesure de la Tg par calorimétrie différentielle DSC : Appareillage : DSC 30 Mettler Echantillon : film de polymère dans une nacelle d'aluminium scellé Programmation de température : -30 °C à 130 °C avec une programmation de 10 °C/minute.
Agents de coalescence testés : TME : solution aqueuse à 50 % en poids Texanol ® : commercialisé par la société Eastman BDGA : commercialisé par exemple par la société Lambert Rivière
Latex commerciaux utilisés : - Mowilith ® DM 777 ayant une Tg de 28 °C - Mowilith ® LDM 6636 ayant une Tg de 20 °C - Mowilith ® LDM 2417 ayant une Tg de 22,5 °C
Les résultats expérimentaux apparaissent dans les tableaux 3 et 4 suivants. Tableau 3
Figure imgf000012_0001
Tableau 4
Figure imgf000013_0001
On constate que le TME ne fait baisser la Tg que de 3 °C à 7 °C par rapport aux Tg des latex témoins alors que le Texanol © fait chuter la Tg d'environ 10 °C à 20 °C et le BDGA d'environ 14 °C à 20 °C.
111/ Exemples 7-12 et essais comparatifs M-R : influence du TMP et du TEP sur la température minimale de formation du film Les essais ont été réalisés selon le même mode opératoire que les exemples 1-3 et en comparaison avec d'autres agents de coalescence connus de l'homme du métier. Les résultats expérimentaux sont rapportés dans les tableaux 6 et 7 suivants. Agents de coalescence testés : TMP : commercialisé, par exemple, par Aldrich TEP : commercialisé, par exemple, par Aldrich Dowanol © PM (propylene glycol monomethyl ether): commercialisé par la société Dow - Butyl Glycol (2-butoxyethanol) : en solution aqueuse à 50 % en poids ; commercialisé par la société BASF. Tableau 6
Figure imgf000014_0001
Tableau 7
Figure imgf000014_0002
Les résultats montrent que le TEP et le TMP permettent d'abaisser la TMFF des liants latex acrylique, styrène acrylique et vinyl versatique et ont donc une activité d'agent de coa lescence. Cet abaissement de la TMFF pour le TEP et le TMP se situe au même niveau que le butyl glycol et il est nettement supérieur à celui obtenu avec le Dowanol © PM. IV/ Exemples 13-18 et essais comparatifs S-X : influence du TEP et du TMP sur la Tg
Les essais ont été réalisés selon le même mode opératoire que les exemples 4-6. Les résultats expérimentaux sont rapportés dans les tableaux 8 et 9 suivants.
Tableau 8
Figure imgf000015_0001
Tableau 9
Figure imgf000016_0001
Les résultats montrent que la baisse de Tg pour le TEP et le TMP se situe au même niveau que celle obtenue avec le Dowanol ® PM et le butyl glycol.
V/ Essais de formulations de peinture On a préparé des peintures brillantes ou satinées en utilisant soit des agents de coalescence selon l'invention, soit, à titre comparatif, des agents de coalescence connus de l'homme du métier. On a ensuite mesuré la brillance et la résistance au frottement de chacune de ces formulations.
Peintures satinées : Peinture 1 : Dans un réacteur de 3 I équipé d'un dispositif d'agitation, on introduit dans l'ordre : 160 g d'eau, 10 g de Coatex BR3 (dispersant), 2 g de Tegofoamex 1488 (antimousse), 2 g de Mergal K9N (fongicide), 205 g de dioxyde de titane Kronos 2190 et 135 g d'Hydrocarb L (charge). La préparation est ensuite soumise à une agitation à grande vitesse pendant 20 min. On ajoute ensuite 400 g de Mowilith DM 777, 30 g d'une solution aqueuse à 50 % de TME, 25 g de propylène glycol (cosolvant) puis 20 g de Mowilith VDM 7000 (épaississant) et l'on complète avec 20 g d'eau. Quand la préparation est homogène, on ajuste le pH avec 6 g d'une solution de soude à 20 %.
Peinture 2 : On opère comme précédemment excepté que la Mowilith DM 777 est remplacée par la même quantité de Mowilith LDM 6636.
Peinture 3 : On opère comme dans le cas de la peinture 1 excepté que la Mowilith DM 777 est remplacée par la même quantité de Mowilith LDM 2417.
Peinture comparative 1 : On opère comme dans le cas de la peinture 1 mais en utilisant 15 g de Texanol à la place du TME.
Peinture comparative 2 : On opère comme précédemment excepté que la Mowilith DM 777 est remplacée par la même quantité de Mowilith LDM 6636. Peinture comparative 3 : On opère comme dans le cas de la peinture comparative 1 excepté que la Mowilith DM 777 est remplacée par la même quantité de Mowilith LDM 2417. Peinture comparative 4 : On opère comme dans le cas de la peinture 1 mais en utilisant 15 g de BDGDA à la place du TME Peinture comparative 5 On opère comme précédemment excepté que la Mowilith DM 777 est remplacée par la même quantité de Mowilith LDM 6636. Peinture comparative 6 : On opère comme dans le cas de la peinture comparative 4 excepté que la Mowilith DM 777 est remplacée par la même quantité de Mowilith LDM 2417.
Peintures brillantes :
Peinture 4 Dans un réacteur de 3 I équipé d'un dispositif d'agitation, on introduit dans l'ordre: 10 g d'eau, 10 g de Coatex BR3 (dispersant), 0,8 g de Tegofoamex 1488 (antimousse), 2,2 g de Mergal K9N (fongicide), 40 g de propylène glycol (cosolvant) et 210 g de dioxide de titane Kronos 2190. La préparation est ensuite soumise à une agitation à grande vitesse pendant 20 min. On ajoute ensuite 600 g de Mowilith DM 777, 30 g d'une solution aqueuse à 50 % de TME, 55 g de propylène glycol (cosolvant) puis 15 g de Mowilith VDM 7000 (épaississant) et l'on complète avec 22g d'eau. Quand la préparation est homogène, on ajuste le pH avec 5 g d'une solution d'ammoniaque à 20 %.
Peinture comparative 7 : On opère comme précédemment excepté que le TME est remplacé par 15 g de Texanol.
Peinture comparative 8 : On opère comme précédemment excepté que le TME est remplacé par 15 g de BDGDA. Mesure de la brillance
On dépose sur une plaque de verre un film de pei nture d'une épaisseur de 300 μm humide à l'aide du tire film. Après séchage du film pendant 7 h dans une salle climatisée (23 °C et 50 % d'humidité relative), on mesure la brillance sous des angles de 20 °, 60 ° et 85 ° à l'aide d'un réflectomètre Micro TRI - gloss référence 4520.
Les résultas sont rapportés dans le tableau 10 ci-dessous.
Tableau 10
Figure imgf000019_0001
Les résultats montrent que les formulations de peinture de la présente invention se comportent de la même manière que celles prises comme peintures de référence. Mesure de la résistance au frottement humide suivant la norme NF EN ISO 11998 :
On dépose un film de peinture sur un panneau d'essai à l'aide d'un applicateur à la distance spécifiée. Après séchage pendant 28 jours dans une salle climatisée (23 °C et 50 % d'humidité relative), le panneau est soumis à 200 cycles de frottement humide dans une machine d'essai au frottement. Il est ensuite lavé, séché et pesé à nouveau pour déterminer la perte de masse à partir de laquelle la perte d'épaisseur est calculée. Par comparaison de la perte moyenne du feuil à une valeur donnée, le revêtement peut être classé en classes de résistance au frottement humide. Les résultats sont rapportés dans le tableau 11 ci-dessous.
Tableau 11
Figure imgf000020_0001
Les résultats montrent que les formulations de peinture de la présente invention ont la même classification que les peintures utilisées comme peintures de référence.

Claims

REVENDICATIONS 1. Application d'au moins un diacetal, linéaire ou cyclique, susceptible d'être préparé à partir d'aldéhydes en C2 - C6 et d'alcools en Ci - C12, à titre d'agent de coalescence dans une composition mettant en œuvre un agent de coalescence.
2. Application selon la revendication 1 , caractérisée en ce que le diacetal est préparé à partir d'aldéhydes en C2- C et d'alcools en Ci - C8.
3. Application selon les revendications 1 ou 2, caractérisée en ce que le diacetal est préparé à partir d'aldéhydes en C2 - C3 et d'alcools en
4. Application selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisée en ce que le diacetal est choisi parmi le 1 ,1 ,2,2,- tétraméthoxyéthane, le 1 ,1,2,2- tétraéthoxyéthane, le 1 ,1 ,2,2- tétrapropoxyéthane, le 1 ,1 ,3,3-tétraméthoxypropane ou le 1 ,1 ,3,3- tétraéthoxypropane.
5. Application selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisée en ce que le diacetal est le 1 ,1 ,2,2,-tétraméthoxyéthane.
6. Application selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisée en ce que la composition est une colle en phase aqueuse.
7. Application selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisée en ce que la composition est un mastic en phase aqueuse.
8 Application selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisée en ce que la composition est une composition aqueuse de revêtement.
9. Une composition comprenant un liant et un agent de coalescence, caractérisée en ce que l'agent de coalescence est au moins un diacetal, linéaire ou cyclique, susceptible d'être préparé à partir d'aldéhydes en C2 - C6 et d'alcools en Ci - Cι2.
10. Composition selon la revendication 9, caractérisée en ce que le diacetal est préparé à partir d'aldéhydes en C2- C4 et d'alcools en Ci - C8.
11. Composition selon les revendications 9 ou 10, caractérisée en ce que le diacetal est préparé à partir d'aldéhydes en C2 - C3 et d'alcools en Ci — C3.
12. Composition selon l'une quelconque des revendications 9 à 11 , caractérisée en ce que le diacetal est choisi parmi le 1 ,1 ,2,2,- tétraméthoxyéthane, le 1 ,1 ,2,2- tétraéthoxyéthane, le 1 ,1 ,2,2- tétrapropoxyéthane, le 1 ,1 ,3,3-tétraméthoxypropane et le 1 ,1 ,3,3- tétraéthoxypropane.
13. Composition selon l'une quelconque des revendications 9 à 12, caractérisée en ce que le diacetal est le 1 ,1 ,2,2,-tétraméthoxyéthane.
14. Une composition selon l'une quelconque des revendications 9 à 13, caractérisée en ce que l'on utilise une quantité pondérale de diacetal allant de 0,5 % à 15 % par rapport à la quantité pondérale de liant mise en œuvre.
15. Une composition selon l'une quelconque des revendications 9 à 14, caractérisée en ce que l'on utilise une quantité pondérale de diacetal allant de 1 % à 5 % par rapport à la quantité pondérale de liant mise en œuvre.
16. Une composition selon l'une quelconque des revendications 9 à 15, caractérisée en ce que l'on utilise une quantité pondérale de diacetal de 3 % par rapport à la quantité pondérale de liant mise en œuvre.
17. Une composition selon l'une quelconque des revendications 9 à 16, caractérisée en ce que le liant est un latex.
18. Une formulation de peinture en phase aqueuse comportant de l'eau, des adjuvants et une composition telle que définie à l'une des revendications 9 à 17.
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