WO2006016035A1 - Utilisation de copolymeres acryliques hydrosolubles dans des formulations aqueuses eventuellement pigmentees et formulations obtenues - Google Patents

Utilisation de copolymeres acryliques hydrosolubles dans des formulations aqueuses eventuellement pigmentees et formulations obtenues Download PDF

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WO2006016035A1
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water
soluble
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compounds
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PCT/FR2005/001714
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Jean-Marc Suau
Yves Kensicher
Denis Ruhlmann
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Coatex S.A.S.
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    • C08L33/02—Homopolymers or copolymers of acids; Metal or ammonium salts thereof

Definitions

  • the present invention relates to the sector of optionally pigmented aqueous formulations.
  • the invention relates first of all to the use as a thickener, in aqueous formulations which may be pigmented, such as coating formulations such as aqueous-phase paints, in particular paint dispersions, varnishes, paper coating coatings, and cosmetics.
  • aqueous formulations which may be pigmented
  • coating formulations such as aqueous-phase paints, in particular paint dispersions, varnishes, paper coating coatings, and cosmetics.
  • a water-soluble acrylic copolymer consisting of at least one ethylenically unsaturated monomer and having a carboxyl function, at least one ethylenically unsaturated nonionic monomer, at least one an ethylene-unsaturated oxyalkylated monomer terminated by a hydrophobic and non-aromatic branched chain containing from 10 to 24 carbon atoms, and optionally of at least one monomer called crosslinking monomer, comprising at least two ethylenic unsaturations.
  • the invention also relates to the thickener for obtaining optimum development and / or maintenance of the viscosity of aqueous formulations in the presence of water-soluble or non-water-soluble compounds or during the addition of said compounds in said aqueous formulations.
  • the invention also relates to the method of manufacturing said aqueous formulations optionally pigmented.
  • the invention finally relates to the optionally pigmented aqueous formulations obtained according to the invention.
  • control the rheology of said Formulations, at the stage of manufacture, during their transport, storage or during their implementation is one of the fundamental objectives for the skilled person.
  • the diversity of practical constraints at each of these stages refers to a multiplicity of different rheological behaviors.
  • Polyurethane associative thickeners and acrylic associative thickeners can be very schematically distinguished from synthetic polymers.
  • Such thickeners are nowadays commonly used among other things in the field of aqueous phase paints and especially dispersion paints.
  • Their use is not without drawbacks, two major, which the Applicant here wants to develop.
  • the first concerns the "sensitivity to water-soluble or non-water-soluble compounds” (and in particular salts and surfactants), and the second the "pigment compatibility" or "acceptance of color”.
  • aqueous formulations such as aqueous phase paints and in particular dispersion paints, but also such as cosmetic or detergent formulations.
  • Each of these problems will be considered from the point of view of the solutions proposed by the state of the art, both from the point of view of associative acrylic thickeners and associative polyurethane thickeners.
  • sensitivity to water-soluble or non-water-soluble compounds refers to the behavior of a thickener which, when placed in the presence of such compounds, and in particular of salts and surfactants, tends to no longer maintain the viscosity to a degree satisfactory for those skilled in the art or the user of these aqueous formulations.
  • the resulting viscosity loss is detrimental to the storage and application qualities of said formulations.
  • This type of phenomenon is widely reported in the literature, particularly for associative acrylic thickeners, as underlined in document EP 0 013 836, which relates the sensitivity to salts and especially to sodium chloride of such additives.
  • EP 0 577 526 discloses acrylic associative thickeners based on a carboxylic monomer, an ethylenically unsaturated monomer but not carboxylated, and an oxyalkylated monomer terminated by a hydrophobic fatty chain.
  • these copolymers do not give satisfaction to the skilled person.
  • Another problem that the skilled person must face is that of pigment compatibility.
  • base or “white base” denotes the pigmented and charged white aqueous composition, which serves as a basis for the final pigmented or colored pigment composition.
  • This white charged and / or pigmented aqueous composition is formed of a liquid phase which may be water or a water-miscible organic solvent or a mixture of both, one or more polymers in solution or in suspension in the liquid phase, termed "binders", fillers and / or pigments, at least one dispersing agent for fillers and / or pigments which may be a water-soluble polymer or copolymer, adjuvants as diverse as coalescing agents , biocides, antifoam or other, and finally at least one thickening agent which is a polymer or a natural or synthetic copolymer.
  • composition of color pigment concentrates or pigment concentrates or pigment pastes generally also comprises additives or compounds of the surfactant type or electrolyte salt or co-solvent miscible with water in large quantities.
  • the most used pigment concentrates are said to be universal because they can be added not only to water-based paints but also to solvent-based paints.
  • the final formulation has insufficient pigment compatibility, on the one hand there may be an impact on the rheology of the resulting pigment formulation and, on the other hand, there may be an impact on the coloring force developed by the or the pigments of the pigment concentrate (s) in the resulting pigment formulation.
  • the computer will calculate that a certain amount of universal pigment concentrates should make it possible to approach the desired hue but the loss of coloring force related to this poor compatibility will distort the result.
  • This phenomenon can be measured by the use of a spectrophotocolorimeter making it possible to measure the tri-chromatic coordinates (Huntsmann: L *, a *, b *) thus the color of a film of dry paint.
  • L * will give a value in the gray scale (plus L * is large and positive, the more the film is clear, the smaller L * and negative, the darker the film).
  • the second coordinate, a * characterizes the color in a scale that goes from green to red (plus a * is large and positive, plus the film is red, plus a * is small and negative, plus the film is green).
  • the third coordinate, b * characterizes the color in a scale that goes from blue to yellow (the larger and positive b * is, the more yellow the film, the smaller and the negative b *, the more blue the film).
  • a person skilled in the art who seeks to make available to the end user an aqueous composition whose rheological profile remains acceptable in the presence of water-soluble or non-water-soluble compounds or during the addition of said compounds such as salts or surfactants in the field of detergency or cosmetics, or else as universal pigment concentrates in the field of paint, especially under low shear gradient to obtain a good spread of the paint, is confronted with the problems of the sharp drop in the viscosity of the formulation in the presence of said compounds, and is naturally oriented towards associative thickeners of the polyurethane type. These, as we have just seen, are well known for offering good. salt resistance and develop an appropriate viscosity under low shear.
  • This water-soluble acrylic copolymer consists of at least one ethylenically unsaturated monomer containing a carboxylic function, at least one ethylenically unsaturated nonionic monomer, at least one ethylenically unsaturated oxyalkylated monomer terminated with a hydrophobic and non-branched branched chain.
  • aromatic composition comprising from 10 to 24 carbon atoms and optionally from at least one monomer called crosslinking monomer, comprising at least two ethylenic unsaturations.
  • the object of the invention is therefore the use in aqueous formulations which may be pigmented, such as coating formulations such as aqueous phase paints, in particular paint dispersions, varnishes, paper coating coatings, cosmetics, detergency, textile formulations and drilling muds, of this copolymer as a thickener which makes it possible to obtain a development and / or a maintenance of the viscosity of the aqueous formulations in the presence of water-soluble or non-water-soluble compounds or during the addition of the said compounds in said aqueous formulations.
  • coating formulations such as aqueous phase paints, in particular paint dispersions, varnishes, paper coating coatings, cosmetics, detergency, textile formulations and drilling muds
  • this copolymer as a thickener which makes it possible to obtain a development and / or a maintenance of the viscosity of the aqueous formulations in the presence of water-soluble or non-water-soluble compounds or during the addition of the
  • the thickener consisting of this water-soluble acrylic copolymer consisting of at least one monomer containing ethylenic unsaturation and having a carboxyl function, at least one ethylenically unsaturated nonionic monomer, at least one monomer ethylene unsaturated oxyalkyl terminated by a branched chain hydrophobic and nonaromatic having from 10 to 24 carbon atoms and optionally at least one monomer called crosslinking monomer, comprising at least two ethylenic unsaturations.
  • Another subject of the invention is the method of manufacturing the aqueous formulations which may be pigmented.
  • a final object of the invention resides in the aqueous formulations, if any, which are preferably used in conjunction with the above-mentioned aqueous formulations.
  • These aqueous formulations, optionally pigmented, containing the thickener according to the invention are the aqueous coating formulations chosen from dispersion paints, varnishes, coating colors, cosmetic formulations, detergent formulations and (preparation, printing) formulations. or dyeing) textiles and drilling muds.
  • gypsum board formulations such as gypsum board joint formulations, ceramic formulations, leather formulations, gypsum formulations or hydraulic binder formulations such as mortar formulations. .
  • the copolymers added in the aqueous formulations as thickeners make it possible to confer on the aqueous formulations which may be pigmented a satisfactory rheological behavior with a view to their application, and in particular an increase in their viscosity under a shear gradient.
  • shear gradient means is intended to mean a shear gradient range also called a speed gradient of between 20 s -1 and 1000 s -1 .
  • copolymers develop an excellent tolerance vis-à-vis salts and surfactants that can contain these formulations.
  • copolymers give the aqueous formulations in which they are used a very good pigment compatibility.
  • crosslinking monomer comprising at least two ethylenic unsaturations.
  • the monomer (s) with ethylenic unsaturation and with a carboxylic function are chosen from ethylenically unsaturated and monocarboxylic functional monomers such as acrylic or methacrylic acid, or else diacid hemiesters such as the C 1 -C 4 monoesters of maleic or itaconic acids, or mixtures thereof, or chosen from ethylenically unsaturated monomers and dicarboxylic functional groups such as crotonic acid, isocrotonic acid, cinnamic acid, itaconic acid, maleic acid, or anhydrides of carboxylic acids, such as maleic anhydride.
  • monocarboxylic functional monomers such as acrylic or methacrylic acid, or else diacid hemiesters such as the C 1 -C 4 monoesters of maleic or itaconic acids, or mixtures thereof, or chosen from ethylenically unsaturated monomers and dicarboxylic functional groups such as crotonic acid
  • the ethylenically unsaturated nonionic monomer or monomers are chosen from esters, amides or nitriles of acrylic and methacrylic acids, such as methyl, ethyl, butyl, 2-ethyl-hexyl or methyl acrylates or methacrylates, or acrylonitrile, vinyl acetate, styrene, methylstyrene, diisobutylene, vinylpyrrolidone, vinylcaprolactam,
  • n a number of ethylene oxide units ranging from 5 to 150
  • q an integer at least equal to 1 and such that 5 ⁇ (m + n + p) q ⁇
  • R 1 represents the methyl or ethyl radical
  • R 2 represents the methyl or ethyl radical
  • R represents a radical containing a polymerizable unsaturated functional group belonging to the group of acrylic, methacrylic, maleic, itaconic or crotonic esters,
  • R ' represents a hydrophobic and non-aromatic branched chain containing from 10 to 24 carbon atoms
  • the optional monomer or monomers, referred to as crosslinking monomers, comprising at least two ethylenic unsaturations are chosen from the group consisting of ethylene glycol diacrylate, ethylene glycol dimethacrylate, trimethylolpropanetriacrylate, trimethylolpropanetrimethacrylate and allyl acrylate; , methylene-bis-acrylamide, methylene-bis-methacrylamide, tetraLYloxyethane, triallyl cyanurates, allylic ethers obtained from polyols chosen from pentaerythritol, sorbitol or sucrose.
  • said copolymer is characterized in that the hydrophobic and nonaromatic branched chain comprises from 12 to 24 carbon atoms, and has 2 branches containing at least 6 carbon atoms. More preferably, said copolymer is characterized in that the hydrophobic and non-aromatic branched chain comprises from 16 to 20 carbon atoms, and has 2 branches containing at least 6 carbon atoms.
  • the nonhydrous hydrophobic branched chain is chosen from 2-hexyl-1-decanyl and 2-octyl-1-dodecanyl.
  • This copolymer used as thickener according to the invention is also characterized in that it contains, expressed by weight of monomers:
  • n and p represent a number of alkylene oxide units ranging from 0 to 150
  • n a number of ethylene oxide units ranging from 5 to 150
  • q represents an integer at least equal to 1 and such that 5 ⁇ (m + n + p) q ⁇ 150, and preferentially such that ⁇ (m + n + p) q ⁇ 120
  • R 1 represents the methyl or ethyl radical
  • R 2 represents the methyl or ethyl radical
  • R represents a radical containing a polymerizable unsaturated functional group belonging to the group of acrylic, methacrylic, maleic, itaconic or crotonic esters,
  • R ' represents a branched hydrophobic and nonaromatic chain containing from 10 to 24 carbon atoms.
  • allyl methylene-bis-acrylamide, methylene-bis-methacrylamide, tetraallyloxyethane, triallyl cyanurates, allyl ethers obtained from polyols chosen from pentaerythritol, sorbitol or sucrose,
  • this copolymer used according to the invention as thickener is characterized in that it contains, expressed by weight, from 2 to 25% and preferably from 5 to 20% of at least one ethylenically unsaturated oxyalkylated monomer and finished by a branched chain hydrophobic and non-aromatic having from 12 to 24 carbon atoms, and having 2 branches containing at least 6 carbon atoms.
  • this copolymer thickener is characterized in that it contains, expressed by weight, from 2 to 25% and preferably from 5 to 20% of at least one oxyalkylated ethylenically unsaturated monomer and terminated with a hydrophobic branched chain and non-aromatic having from 16 to 20 carbon atoms, and having 2 branches containing at least 6 carbon atoms.
  • the nonhydrous hydrophobic branched chain of the monomer c) is chosen from 2-hexyl-1-decanyl and 2-octyl-1-dodecanyl.
  • this copolymer does not contain the crosslinking monomer d).
  • This copolymer is also characterized in that it is in its acid form or partially or completely neutralized with one or more neutralization agents having a monovalent neutralizing function such as those chosen from the group consisting of alkaline cations, in particular the sodium, potassium, lithium, ammonium or primary, secondary or tertiary aliphatic and / or cyclic amines such as stearylamine, ethanolamines (mono-, di-, triethanolamine), mono and diethylamine, cyclohexylamine, methylcyclohexylamine, 2-amino-2-methyl-1-propanol, morpholine.
  • one or more neutralization agents having a monovalent neutralizing function such as those chosen from the group consisting of alkaline cations, in particular the sodium, potassium, lithium, ammonium or primary, secondary or tertiary aliphatic and / or cyclic amines such as stearylamine, ethanolamines (mono-, di-, triethanolamine),
  • This water-soluble acrylic copolymer is obtained by copolymerization techniques well known to those skilled in the art, such as solution radical copolymerization techniques, in direct or inverse emulsion, in suspension, or precipitation in appropriate solvents, in the presence of catalytic and transfer agents.
  • Another subject of the invention also relates to the process for producing optionally pigmented aqueous formulations, characterized in that said copolymer is added to said formulations in the presence of water-soluble or non-water-soluble compounds such as salts or surfactants or when the addition of said compounds in said aqueous formulations.
  • a final subject of the invention relates to aqueous formulations, optionally pigmented, containing said copolymers, such as coating formulations such as aqueous phase paints, in particular paint dispersions, varnishes, paper coating coatings, cosmetics, detergents, textile formulations and drilling muds, or plaster formulations, plasterboard formulations, hydraulic binders such as mortar formulations, or formulations for ceramics and leather.
  • coating formulations such as aqueous phase paints, in particular paint dispersions, varnishes, paper coating coatings, cosmetics, detergents, textile formulations and drilling muds, or plaster formulations, plasterboard formulations, hydraulic binders such as mortar formulations, or formulations for ceramics and leather.
  • EXAMPLE 1 This example illustrates the use of copolymers according to the invention in aqueous paint formulations, and aims to highlight the rheological properties of pigment compatibility provided by the copolymers according to the invention for formulations for matte paint. in aqueous phase and at constant dosage.
  • the above-mentioned matte paint formulation was prepared in which 0.3% by dry weight relative to the total weight of the white paint formula (but before adding the universal pigment concentrate) of the Thickener to be tested and then 36 milliliters of a universal pigment concentrate (Colortrend TM M 888 type from the company Hûls / Creanova) were added to one kilogram of a white paint base previously thickened with one of the acrylic associative thickeners.
  • a universal pigment concentrate Colortrend TM M 888 type from the company Hûls / Creanova
  • Two universal pigment concentrates used were selected from the Colortrend TM M 888 range to represent the main families of organic pigments: phthalocyanine blue and quinacridone magenta.
  • This Stormer TM viscosity test is used by those skilled in the art as a selection test to eliminate formulations with compatibility problems with universal pigment concentrates.
  • Stormer TM viscosity which is a viscosity with a medium speed gradient perceptible by the customer (stirring with a spatula or brush, filling the brush or the roller) is the least possible changed by this addition of universal pigment concentrate.
  • R represents a methacrylate radical
  • Test No. 9 This test illustrates the prior art and uses 0.3% by dry weight of a copolymer composed of:
  • R represents a methacrylate radical
  • Test No. 10 This test illustrates the invention and uses 0.3% by dry weight of a copolymer composed of:
  • R represents a methacrylate radical
  • This example illustrates the use of copolymers according to the invention in the field of drilling fluids and particularly that of synthetic sludges, and is intended to demonstrate the maintenance of the thickening imparted by the copolymers according to the invention for formulations at constant dosage in dry weight of thickener.
  • a person skilled in the art may be required to use a sludge consisting solely of a thickener and water, in order to reduce the amount of non-recyclable materials.
  • This sludge must have suspensive power, although decreasing during pumping must remain relatively high under stress conditions such as the passage of fluid in the ring during the ascent of the cuttings.
  • the traditional thickener sludges of the prior art have the defect of being too pseudoplastic, that is to say lose most of their viscosity under shear. This phenomenon is easily measured by the ratio of Brookfield TM viscosities measured at 100 rpm on Brookfield TM viscosities measured at 100 rpm. A low figure is an indication of a significant drop in viscosity under shear.
  • Test No. 11 This test illustrates the prior art and uses 1% by dry weight of a copolymer composed of:
  • R represents a methacrylate radical
  • Test No. 12 This test illustrates the invention and uses 1% by dry weight of a copolymer composed of:
  • R represents a methacrylate radical
  • Test n ° 14 This test illustrates the invention and uses 1% by dry weight of a copolymer composed of:
  • Rrepresents the non-aromatic hydrophobic chain with 20 carbon atoms 2-hexyl 1 -decanyl, m - p ⁇ 0, q ⁇ 1, n 25 and obtained by using 0.30% by weight of dodecylmercaptan relative to the weight of the monomers.
  • Test No. 20 This test illustrates the invention and uses 1% by dry weight of a copolymer composed of: a) 42.68% of methacrylic acid, b) 53.12% of ethyl acrylate c) 2.66% of the monomer of formula (I) in which R represents a methacrylate radical,
  • R represents a methacrylate radical
  • Table 3 above illustrates perfectly the clear superiority of the polymers according to the invention compared to the polymers of the prior art, the ratio of Brookfield TM viscosities measured at 100 T / min on the Brookfield TM viscosities measured at 10 T / min. being respectively significantly higher for the tests illustrating the invention.
  • This example illustrates the use of copolymers according to the invention in the field of detergency and cosmetics and is intended to demonstrate the maintenance of the thickening conferred by the copolymers according to the invention for formulations with a constant dosage. in dry weight of thickener despite the addition of salts.
  • salts Both in the previous application (drilling muds) and in a cosmetic or detergent application, the presence of salt is sometimes unavoidable or unavoidable.
  • synthetic drilling muds can be made from seawater or made from freshwater, can be brought into contact with saline geological layers. It is important that the viscosity of the sludge is resistant to this contamination in order to guarantee its effectiveness in recovering cuttings during drilling.
  • many cosmetic or detergent formulations contain salts, used inter alia as enhancers of viscosity vis-à-vis surfactants, and in addition to thickeners; it is therefore important that said thickeners resist the addition of salts.
  • the comparison of the various polymers was made by making aqueous gels of these products at concentrations such that Brookfield TM viscosities obtained were between 1000 and 5000 mPa.s at 10 T / min. The pHs of these gels were all adjusted to 8. After measuring Brookfield TM viscosities, sodium chloride amounts corresponding to 1 and 2% of the formulation were added and dissolved. Brookfield TM viscosities were then measured again.
  • Test No. 26 This test illustrates the invention and implements 1% by dry weight of the copolymer used in test No. 18.
  • Test No. 27 This test illustrates the prior art and implements 1% by dry weight of the copolymer used in test No. 21.
  • This test illustrates the invention and implements 1% by dry weight of the copolymer used in test No. 22.
  • Table 4 above illustrates perfectly the superiority of the polymers according to the invention compared to the polymers of the prior art.
  • This example illustrates the use of copolymers according to the invention in the field of detergency and cosmetics and aims to highlight the development of the thickening conferred by the copolymers according to the invention for formulations with a constant dosage. in dry weight of thickener despite the addition of surfactants.
  • the detergent and cosmetic formulations contain one or more ionic and nonionic surfactants. Historically, those skilled in the art have played on the solubilizing / insolubilizing properties of these pairs of surfactants to thicken the formulations containing them.
  • the thickening polymers existing on the market now significantly reduce the amounts of surfactants, they are now only used for their detergent properties.
  • the use of the polymers of the invention makes it possible to significantly improve the viscosity of the formulations containing them, compared with the thickening polymers of the prior art.
  • the comparison of the polymers was carried out by the production of aqueous formulations containing 1% of lauryl sodium alkyl sulphate and 9% of cocoamidopropyl betaine.
  • the pH of the formulations was adjusted to 8 using triethanolamine.
  • the viscosity of the mixture of surfactants without thickener is 20 mPa.s at 10 rpm.
  • Test No. 29 This test illustrates the prior art and implements 1% by dry weight of the copolymer used in test No. 11.
  • This test illustrates the invention and implements 1% by dry weight of the copolymer used in test No. 20.
  • Test No. 34 This test illustrates the prior art and implements 1% by dry weight of the copolymer used in test No. 21. Test No. 34:
  • This test illustrates the invention and implements 1% by dry weight of the copolymer used in test No. 22.
  • Table 5 above perfectly illustrates the superiority of the polymers according to the invention compared to the polymers of the prior art.
  • This example illustrates the use of copolymers according to the invention in papermaking coatings and is intended to demonstrate the maintenance of the thickening imparted by the copolymers used according to the invention for formulations with a constant dosage. dry weight of thickener despite the addition of salts.
  • test thickener is added for each of the tests to be tested and then, after 15 minutes of stirring, it is measured Brookfield TM viscosity at 100 rpm using a Brookfield TM viscometer equipped with the appropriate module.
  • Brookfield TM viscosity at 100 revolutions per minute determined, 1.6 parts of powdered sodium chloride were added for each test, and the Brookfield TM viscosity at 100 rpm was measured after 15 minutes of stirring. a Brookfield TM viscometer with the appropriate module.
  • Test No. 35 This test illustrates the prior art 1 and implements the copolymer used in test No. 11.
  • the Brookfield TM viscosities at 100 rpm obtained are: Before addition of the sodium chloride: 3100 mPa.s After addition of the sodium chloride: 2400 mPa.s
  • the Brookfield TM viscosities at 100 rpm obtained are: Before addition of the sodium chloride: 2700 mPa.s After addition of the sodium chloride: 3020 mPa.s
  • This example illustrates the use of copolymers according to the invention in the field of plaster.
  • a gypsum board joint paste formulation is prepared, respectively with a product of the prior art which is a methacrylic acid / ethyl acrylate copolymer, and a copolymer composed of : a) 34.6% of methacrylic acid, b) 56.1% of ethyl acrylate, c) 9.3% of the monomer of formula (I) designated mono I "and wherein mono I" denotes a monomer of formula (I) in which:
  • R represents a methacrylate radical
  • composition of the formulations is given in Table 6, and said formulations are made by adding the constituents, in the order of the table, with stirring in a planetary mixer.
  • copolymer according to the invention makes it possible to obtain an initial viscosity greater than that obtained with the polymer of the prior art, and a maintenance of this viscosity over time.
  • This example illustrates the use of copolymers according to the invention in the field of cosmetics.
  • a moisturizing formulation for the skin is prepared, the composition and order of introduction of the constituents of which is given in Table 7.
  • Tests No. 39 and No. 40 use respectively a thickener according to the prior art which is a methacrylic acid / ethyl acrylate copolymer, and a copolymer composed of:
  • R represents a methacrylate radical
  • Table 7 composition (weight in grams) of cosmetic formulations according to tests No. 39 and No. 40
  • Phase B is added in phase A previously homogenized.
  • phase C is homogenized by raising it to 70 ° C. with stirring.
  • the homogenized A + B phases are brought to 70 ° C. and mixed with phase C.
  • the mixture of phases A + B + C is cooled with stirring from 70 ° C. to 60 ° C. and then without stirring at 60 ° C. to 30 ° C.
  • Phase D is then added with stirring to the mixture of phases A + B + C cooled to 30 ° C.
  • Phase F is then added with stirring to the mixture of phases A + B + C + D + E.
  • Brookfield TM viscosities are measured 24 hours after preparation at 25 ° C and are shown in Table 8.
  • Table 8 Brookfield TM viscosity of the cosmetic formulations according to the prior art (test No. 39) and according to the invention (test No. 40)
  • Tests No. 41 (prior art) and No. 42 (invention) respectively implement a thickener according to the prior art which is a methacrylic acid / ethyl acrylate copolymer, and a copolymer composed of:
  • the use of the copolymer according to the invention makes it possible to obtain a higher viscosity than the polymer of the prior art.
  • This example illustrates the use of copolymers according to the invention in the field of detergency.
  • Tests No. 43 (prior art) and No. 44 (invention) respectively implement a thickener according to the prior art which is a methacrylic acid / ethyl acrylate copolymer, and a copolymer composed of:
  • copolymer according to the invention makes it possible to obtain a much higher viscosity than the polymer of the prior art.
  • This example illustrates the use of copolymers according to the invention in the field of liquid soaps.
  • the washing formulations for the hands are more and more using liquid soaps of natural or synthetic origin. Unlike some surfactants, these soaps often can not be thickened with sodium chloride. For economic reasons, they are often diluted and thus lose all viscosity. In order to keep them consistent with use, a thickening agent should be used as described in the following tests.
  • Tests No. 45 (prior art) and No. 46 (invention) use respectively a thickener according to the prior art which is a methacrylic acid / ethyl acrylate copolymer, and a copolymer composed of:
  • copolymer according to the invention makes it possible to obtain a higher viscosity than the polymer of the prior art.
  • washing formulations for the soil must be effective while leaving no trace in the absence of rinsing.
  • the skilled person uses a mixture of water, alcohol and surfactant. This formulation should be slightly thickened so that it can be used with ease.
  • Tests No. 47 (invention) and No. 48 (reference) use respectively a copolymer composed of:
  • copolymer according to the invention makes it possible to substantially thicken the formulation according to the invention.
  • EXAMPLE 10 This example illustrates the use of copolymers according to the invention in the field of textiles.
  • Tests No. 49 (invention) and No. 50 (reference) use respectively a thickener which is a copolymer composed of: a) 34.5% methacrylic acid, b) 56.1% acrylate, ethyl, c) 9.4% of the monomer of formula (I) designated mono F, and no thickener.
  • a thickener which is a copolymer composed of: a) 34.5% methacrylic acid, b) 56.1% acrylate, ethyl, c) 9.4% of the monomer of formula (I) designated mono F, and no thickener.
  • copolymer according to the invention makes it possible to significantly thicken the formulation.
  • This example illustrates the use of copolymers according to the invention in the field of ceramics.
  • a formulation called enameling vehicle is made because it is used as a vector for remeshing ceramics such as, and not limited to, tiles and sanitary parts.
  • This formulation will be used by those skilled in the art as a liquid in which powdered enamels will be dispersed and then optionally ground.
  • the addition of a thickener makes it possible to obtain a correct final viscosity allowing both easy application and stabilization of the enamel dispersion during storage.
  • Tests No. 51 (prior art) and No. 52 (invention) respectively implement a thickener of the prior art which is a methacrylic acid / ethyl acrylate copolymer, and a copolymer composed of:
  • the viscosity of the formulation is measured by means of a Ford cut provided with a 4 mm orifice, according to methods well known to those skilled in the art.
  • copolymer according to the invention makes it possible to obtain a viscosity greater than that resulting from the use of the polymer according to the prior art.
  • slip formulations are made which are used in the field of ceramics.
  • the manufacture of ceramic parts and materials involves the use of dispersions of clays and various minerals milled in aqueous phase.
  • the ground dispersion of these minerals called slip can be kept in liquid form for use by molding or casting. While some applications require a slip of low viscosity, others require a higher viscosity to either maintain the particles of minerals in suspension or give the slip characteristics of viscosity allowing its application by casting in mold or strip.
  • a thickener in aqueous phase can be used as described in the following tests.
  • Tests No. 53 (invention) and No. 54 (reference) use respectively a copolymer composed of:
  • the viscosity of the formulation is measured using a Brookfield TM viscometer at a speed of 10 rpm.
  • Table 15 Composition (by weight of the constituents) of the slips for tests No. 53 (invention) and No. 54 (reference) and Brookfield TM viscosities obtained
  • copolymer according to the invention makes it possible to significantly thicken the slip.
  • This example illustrates the use of copolymers according to the invention in the field of leather.
  • Tests No. 55 and No. 56 a coating formulation for leathers, the composition and the order of introduction of the constituents, is given in Table 16 (the order of introduction is not fundamental but respecting the chronology, the manufacture of the formula is facilitated).
  • Tests No. 55 (prior art) and No. 56 (invention) respectively implement a thickener of the prior art which is a methacrylic acid / ethyl acrylate copolymer, and the copolymer used in test no. ° 42.
  • Brookfield TM viscosity is measured at 10 and 100 rpm to verify the thickening effect of the products.
  • compositions of the formulations as well as the corresponding Brookfield TM viscosities are shown in Table 16.
  • copolymer according to the invention makes it possible to obtain a higher viscosity than the polymer of the prior art.
  • a large number of fat emulsions are used during the treatment of hides and skins in order to provide the finished product with characteristics, among others but not limited to flexibility and water resistance.
  • These emulsions consisting of animal, vegetable or synthetic oils can be transported over long distances or stored for extended periods. Then there is the problem of their stability, a problem that can be partially solved by increasing their active ingredient content. However, this increase must often be important in order to obtain a stable emulsion and generally results in a very high viscosity making handling of the product difficult.
  • the use of a thickening polymer overcomes this disadvantage by providing a high viscosity at rest but decreasing rapidly during the handling of the emulsion, thereby obtaining a stable product but easily manipulated.
  • the tests below highlight the property of the polymer of the invention to fulfill this function.
  • Tests No. 57 (prior art) and No. 58 (invention) use respectively a thickener of the prior art which is a methacrylic acid / ethyl acrylate copolymer, and the copolymer used in test no. ° 47.
  • Brookfield TM viscosity at 10 and 100 rpm is measured to verify the thickening effect of the products.
  • composition of the formulations as well as the ratio of Brookfield TM viscosities at 10 and 100 rpm are shown in Table 17.
  • Table 17 Composition (by weight of constituents) of fat emulsion type formulations for leather for Tests No. 57 (prior art) and No. 58 (invention) and Brookfield TM viscosities obtained
  • the copolymer of the invention makes it possible to obtain a Brookfield TM viscosity which is much higher than the polymer of the prior art, with a Brookfield TM viscosity ratio higher at 10 and 100 rpm higher, resulting in a Brookfield TM viscosity at 10. RPM identical by greater stability at rest with easier handling due to a lower Brookfield TM viscosity at 100 rpm.
  • This example illustrates the use of copolymers according to the invention in the field of drilling.
  • Tests No. 59 (invention) and No. 60 (reference) use respectively a copolymer composed of: a) 8.4% of methacrylic acid, b) 82.2% of ethyl acrylate, c) 9.4% of the monomer of formula (I) designated mono I ', and no thickener.
  • the viscosity is measured by means of a Ford TM cup with a diameter of 4 mm in order to verify the thickening effect of the polymer of the invention.
  • compositions of the formulations as well as the viscosities obtained are indicated in Table 18.
  • Table 18 Composition (by weight of the constituents) of the cement dispersion type formulations for the wellbore for tests No. 59 (invention) and No. 60 (reference) and Ford Cup viscosities obtained
  • a low dose of the copolymer of the invention makes it possible to thicken the dispersion.
  • drilling fluid When drilling a well for the purpose of searching for oil, gas or water, the skilled person uses inter alia a drilling fluid whose purpose is to cool the bit and back up the cuttings.
  • This drilling fluid is very often water-based, soft or saline and contains various mineral fillers for the purpose of giving it a certain consistency and a certain density.
  • This sludge must have very well controlled viscosity characteristics in order to be able to easily remount the cuttings while remaining pumpable.
  • the use of a thickening polymer makes it possible to finely adjust this viscosity to meet the specifications defined at the drilling site and depending on the type of rock formation crossed.
  • the drilling muds below are made by stirring at high speed in a Hamilton Beach TM mixer of the following compounds. The order of introduction is not fundamental but respecting the chronology and the times of addition, the manufacture of the formula is facilitated.
  • Synthetic seawater is produced by dissolving in a final volume of 1 liter of the following salts:
  • Tests No. 61 (reference), 62 (prior art) and 63 (invention) relate to freshwater formulations, and respectively implement: no thickener, a polymer of the prior art which is a methacrylic acid copolymer / ethyl acrylate, and a copolymer composed of:
  • Tests No. 64 (reference) and No. 65 (invention) relate to formulations in seawater, and respectively use: no thickener, and a copolymer composed of: a) 20.8% of methacrylic acid, b) 70.0% of ethyl acrylate, c) 9.2% of the monomer of formula (I) designated mono I ".
  • compositions and the corresponding viscosities are shown in Table 19.
  • Table 19 Composition of Bentonite Sludge Formulations in Freshwater and Seawater, and Corresponding Fann TM Viscosities
  • the copolymer of the invention makes it possible to obtain a higher viscosity than the polymer of the prior art. This is particularly noticeable on the measurement at 0.3 rpm after 10 minutes of rest, which represents the capacity of the sludge to keep the cuttings in suspension when the sludge circulation pumps are stopped. A high value of this measurement is necessary to avoid any sedimentation of the cuttings at the bottom of the well, sedimentation which would cause a blockage of the drilling.
  • EXAMPLE 14 This example illustrates the use of copolymers according to the invention in the field of hydraulic binders.
  • hydraulic binders such as cement
  • those skilled in the art may be required to manufacture a cementitious composition whose viscosity must be increased to promote the holding of the mixture during application or during demolding early.
  • This application is of course in no way limiting and the polymer of the invention can be used whenever a thickening is necessary in a cementitious composition or hydraulic binder for any application whatsoever.
  • a mortar formulation is prepared in a mortar mixer, the composition and order of introduction of the constituents of which is given in Table 20 (the order of introduction). is not fundamental but respecting the chronology, the manufacture of the formula is facilitated).
  • Tests No. 66 (invention) and No. 67 (reference) respectively implement a copolymer composed of:
  • composition of the formulations as well as the values of the corresponding spreads appear in Table 20.
  • Table 20 Composition of mortars, and corresponding smears
  • the copolymer of the invention makes it possible to substantially reduce the spreading of the mortar, which reflects an increase in viscosity.
  • This example illustrates the use of copolymers according to the invention in the field of plasters.
  • Plaster of Paris (calcium sulphate, hemihydrate) is very often used in binding, sticking or jointing compositions for construction. It can be combined with other mineral fillers or not. Some uses require the dispersion to have a certain viscosity to facilitate its implementation by the skilled person.
  • the following formulation is composed of plaster of Paris and calcium carbonate. Its viscosity is controlled by means of a Schmidt TM ring with an inside diameter of 6 cm. This ring is placed on a glass plate, filled with the formulation and raised with a fast and regular movement. The plaster dispersion then spreads into a wafer of a diameter proportional to its viscosity. In this case, one seeks a zero spread, the dispersion although manipulable must remain motionless. Used for example in grouting, this formulation will remain in place without deforming after its application.
  • Tests No. 68 (prior art) and No. 69 (invention) respectively implement a thickener of the prior art which is a copolymer of acrylic acid and ethyl acrylate, and a copolymer consisting of :
  • Table 21 Composition of plasters, and corresponding smears
  • This example relates to the use of the polymers according to the invention in the field of paints.
  • paint formulations are produced from a satin base and by adding a polymer according to the prior art or by adding a polymer according to the invention.
  • the composition of the satin base is as follows (weight in grams):
  • Test No. 70 illustrates the prior art and implements 985 grams of said satin base, as well as 14.1 grams of a polymer of the prior art which is a copolymer of methacrylic acid and the ethyl acrylate, and 0.9 gram of water.
  • Tests Nos. 71 to 84 illustrate the invention and use 985 grams of said satin base and 15 grams of different copolymers according to the invention, identified by the number of the tests where they have already been used. .
  • a pigment compatibility test which consists of measuring the Brookfield TM viscosity at 10 and 100 rpm on each formulation, then after adding 5% by weight relative to the total weight of the formulation, of a black pigment which is Colanyl N 130 (CLARIANT TM); then calculating the viscosity variation, expressed as percentage of evolution relative to the initial viscosity, and denoted ⁇ io comp and ⁇ 100 comp as it refers to a measurement made at 10 and 100 revolutions / minute; the less this variation is important, the more the pigment compatibility proves to be good;
  • an oven stability test which consists of measuring the Brookfield TM viscosity at 10 and 100 rpm on each formulation, then after a stay of 10 days in an oven at 50 ° C .; then calculating the viscosity variation, expressed as percentage of evolution relative to the initial viscosity, and denoted ⁇ io stab and ⁇ ioo stab as it refers to a measurement made at 10 and 100 revolutions / minute; the closer this variation is to zero, the better the stability;
  • Table 22 Polymers Used in Tests No. 70 (Prior Art) and Nos. 71 to 84 (Invention - the Polymers are Here Identified by the Numbers of the Tests Where They Have Been Previously Applied), as Well as Values of ⁇ io ° omp and ⁇ io 0 comp (as% relative increase) obtained for the pigmentary compatibility tests, and values ⁇ o stab and ⁇
  • the results obtained demonstrate that the use of the copolymers according to the invention leads to a systematically improved pigment compatibility as well as to a temperature stability compared with the polymer of the prior art.

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Abstract

L'invention concerne l'utilisation comme epaississant, dans des formulations aqueuses eventuellement pigmentees, telles que les formulations de revetement comme les peintures en phase aqueuse telles que les peintures dispersions, les verais, les sauces de couchage papetieres, les formulations cosmetiques, les formulations detergentes, les formulations textiles et les boues de forage, d'un copolymere acrylique hydrosoluble constirue d'au moins un monomere a insaturation ethylenique et a fonction carboxylique, d'au moins un monomere non ionique a insaturation ethylenique, d'au moins un monomere oxyalkyle a insaturation ethylenique termine par une chaÊne ramifÊee hydrophobe et non aromatique comportant de 10 a 24 atomes de carbone, et eventuellement d'au moins un monomere comportant au moins deux insaturations ethyleniques. L'invention concerne egalement les formulations aqueuses eventuellement pigmentees obtenues.

Description

UTILISATION DE COPOLYMERES ACRYLIQUES HYDROSOLUBLES DANS DES FORMULATIONS AQUEUSES EVENTUELLEMENT PIGMENTEES ET
FORMULATIONS OBTENUES
La présente invention concerne le secteur des formulations aqueuses éventuellement pigmentées.
L'invention concerne tout d'abord l'utilisation comme épaississant, dans des formulations aqueuses éventuellement pigmentées, telles que les formulations de revêtement comme les peintures en phase aqueuse et notamment les peintures dispersions, les vernis, les sauces de couchage papetières, la cosmétique, la détergence, les formulations textiles et les boues de forage, d'un copolymère acrylique hydrosoluble constitué d'au moins un monomère à insaturation éthylénique et à fonction carboxylique, d'au moins un monomère non ionique à insaturation éthylénique, d'au moins un monomère oxyalkylé à insaturation éthylénique terminé par une chaîne ramifiée hydrophobe et non aromatique comportant de 10 à 24 atomes de carbone, et éventuellement d'au moins un monomère appelé monomère réticulant, comportant au moins deux insaturations éthyléniques.
L'invention concerne également l'épaississant permettant d'obtenir un développement et/ou un maintien optimaux de la viscosité des formulations aqueuses en présence de composés hydrosolubles ou non ou lors de l'addition des dits composés dans les dites formulations aqueuses.
L'invention concerne aussi le procédé de fabrication des dites formulations aqueuses éventuellement pigmentées.
L'invention concerne enfin les formulations aqueuses éventuellement pigmentées obtenues selon l'invention.
Dans le domaine des formulations aqueuses contenant éventuellement une ou plusieurs charges minérales, plus particulièrement dans le secteur des peintures en phase aqueuse et notamment les peintures dispersions, maîtriser la rhéologie desdites formulations, tant au stade de la fabrication, que pendant leur transport, leur stockage ou lors de leur mise en œuvre est un des objectifs fondamentaux pour l'homme du métier. La diversité des contraintes pratiques au niveau de chacune de ces étapes renvoie à une multiplicité de comportements rhéologiques différents. On peut néanmoins résumer le besoin de l'homme du métier à l'obtention d'un effet d'épaississement de la formulation aqueuse, tant pour des raisons de stabilité au cours du temps, que pour une possible application de la peinture sur une surface verticale, l'absence d'éclaboussures au moment de la mise en œuvre, ou de coulure après la mise en œuvre, etc... De fait, on a désigné les produits qui contribuent à cette régulation du comportement rhéologique sous le terme d' épaississants.
Historiquement, on a utilisé dès les années 1950 des gommes et des épaississants à base cellulosique, dont une des caractéristiques essentielles est leur poids moléculaire élevé. Ces composés présentent cependant un certain nombre d'inconvénients tels que leur instabilité au cours du temps comme le rappelle le document US 4 673 518, la nécessité d'en utiliser une quantité importante mise en avant dans le document EP 0 250 943, et les coûts de production qu'ils engendrent (notamment au niveau du traitement des déchets) tel qu'indiqué dans le document US 4 384 096.
L'homme du métier s'est ensuite tourné vers une nouvelle catégorie d'épaississants dits associatifs, dont le mécanisme de fonctionnement et les caractéristiques sont aujourd'hui bien connus et rappelés dans le document « Rheology modifiers for water- borne paints » (Surface Coatings Australia, Octobre 1985, pp 6). Il s'agit de polymères hydrosolubles disposant de groupements hydrophobes insolubles et créant l'effet associatif par interaction de ces groupements hydrophobes avec la surface des particules de liant en dispersion menant ainsi à un réseau tridimensionnel qui provoque l'augmentation de la viscosité du milieu.
On peut distinguer de manière très schématique parmi les polymères synthétiques les épaississants associatifs polyuréthannes, et les épaississants associatifs acryliques.
De tels épaississants sont aujourd'hui couramment utilisés entre autre dans le secteur des peintures en phase aqueuse et notamment les peintures dispersions. Toutefois, leur utilisation n'est pas dénuée d'inconvénients dont deux, majeurs, que la Demanderesse tient ici à développer. Le premier concerne la « sensibilité aux composés hydrosolubles ou non » (et notamment les sels et les tensio-actifs), et le second la « compatibilité pigmentaire » ou « acceptance de couleur ». On rencontre ces problèmes dans un grand nombre de formulations aqueuses, telles que les peintures en phase aqueuse et notamment les peintures dispersions, mais aussi telles que les formulations cosmétiques ou détergentes. Chacun de ces problèmes va par la suite être envisagé sous l'angle des solutions proposées par l'état de la technique, tant du point de vue des épaississants acryliques associatifs que des épaississants polyuréthannes associatifs.
On désigne par « sensibilité aux composés hydrosolubles ou non» le comportement d'un épaississant qui, lorsqu'il est mis en présence de tels composés, et notamment de sels et de tensio-actifs, tend à ne plus maintenir la viscosité à un degré satisfaisant pour l'homme du métier ou l'utilisateur de ces formulations aqueuses. La perte de viscosité résultante est préjudiciable aux qualités de stockage et d'application desdites formulations. Ce type de phénomène est largement reporté dans la littérature, tout particulièrement pour les épaississants acryliques associatifs, comme le souligne le document EP 0 013 836, qui relate la sensibilité aux sels et notamment au chlorure de sodium de tels additifs. Ce document enseigne à l'homme du métier la fabrication d'épaississants acryliques associatifs à partir d'un monomère choisi parmi l'acide acrylique et l'acide méthacrylique, d'un monomère qui est un ester d'alcoyle, et d'un monomère hydrophobe comportant un radical ayant de 8 à 30 atomes de carbone. Sa principale fonction est d'améliorer le profil rhéologique des peintures aqueuses dans. lesquelles il est utilisé. De même, le document EP 0 011 806 enseigne la fabrication d'autres épaississants acryliques associatifs, à partir d'un monomère carboxylique, d'acrylate d'éthyle, et d'un monomère hydrophobe comportant un radical alkyle ou alkyle phényle ayant de 8 à 20 atomes de carbone. Enfin, le document EP 0 577 526 décrit des épaississants acryliques associatifs à base d'un monomère carboxylique, d'un monomère à insaturation éthylénique mais non carboxylé, et d'un monomère oxyalkylé terminé par une chaîne grasse hydrophobe. Néanmoins, en terme d'insensibilité aux sels, ces copolymères ne donnent pas satisfaction à l'homme du métier. Un autre problème auquel l'homme du métier doit faire face est celui de la compatibilité pigmentaire. En matière de formulation de peintures, on désigne sous le terme « base » ou « base blanche », la composition aqueuse pigmentée et chargée de couleur blanche, qui sert de base à la composition pigmentaire colorée ou pigmentée finale.
Cette composition aqueuse chargée et/ou pigmentée de couleur blanche est formée d'une phase liquide qui peut être de l'eau ou un solvant organique miscible à l'eau ou encore un mélange des deux, d'un ou plusieurs polymères en solution ou en suspension dans la phase liquide dénommés « liants », des charges et/ou pigments, d'au moins un agent dispersant des charges et/ou pigments qui peut être un polymère ou un copolymère hydrosoluble, des adjuvants aussi divers que des agents de coalescence, des biocides, des anti-mousses ou autres, et enfin d'au moins un agent épaississant qui est un polymère ou un copolymère naturel ou de synthèse. Lorsqu'on ajoute auxdites « bases » de couleur blanche les pigments colorés, sous forme de concentrés pigmentaires ou pâtes pigmentaires, on obtient la formulation pigmentaire résultante.
La composition des concentrés de pigments colorés ou concentrés pigmentaires ou pâtes pigmentaires, comprend en général également des additifs ou composés du type tensio-actif ou sel électrolyte ou co-solvant miscible à l'eau en quantité importante.
Les concentrés pigmentaires les plus employés sont dits universels car ils peuvent être ajoutés non seulement à des peintures en phase aqueuse mais aussi à des peintures en phase solvant.
En pratique, si la formulation finale présente une compatibilité pigmentaire insuffisante, d'une part il peut y avoir une incidence sur la rhéologie de la formulation pigmentaire résultante et d'autre part il peut y avoir une incidence sur la force colorante développée par le ou les pigments du ou des concentrés pigmentaires dans la formulation pigmentaire résultante.
Cette perte de force colorante peut conduire à un film de peinture dont la teinte est uniformément plus « délavée », salie ou dégradée au blanc par rapport à la référence. Evidemment, cette perte de force colorante est très préjudiciable à la mise à la teinte d'une peinture par un automate d'après la mesure d'un spectrophotocolorimètre, telle qu'elle se pratique dans les grandes surfaces de bricolage ou chez les détaillants de peinture.
En effet, l'ordinateur calculera qu'une certaine quantité de concentrés pigmentaires universels devrait permettre d'approcher la teinte désirée mais la perte de force colorante liée à cette mauvaise compatibilité faussera le résultat.
Ce phénomène peut être mesuré par l'utilisation d'un spectrophotocolorimètre permettant de mesurer les coordonnées tri-chromatiques (Huntsmann : L*,a*,b* ) donc la couleur d'un film de peinture sec.
L* donnera une valeur dans l'échelle des gris ( plus L* est grand et positif , plus le film est clair ; plus L* est petit et négatif, plus le film est foncé). La deuxième coordonnée, a*, caractérise la couleur dans une échelle qui va du vert au rouge (plus a* est grand et positif , plus le film est rouge ; plus a* est petit et négatif, plus le film est vert). La troisième coordonnée, b*, caractérise la couleur dans une échelle qui va du bleu au jaune (plus b* est grand et positif , plus le film est jaune ; plus b* est petit et négatif, plus le film est bleu).
Dans certains cas, plus rares, on observe même des variations de teintes par zones dans un même film de peinture. Ces variations sont liées aux différences de cisaillement subies par ces différentes zones lors de l'application du film de peinture avec un outil tel que par exemple un pinceau. Les pigments du colorant universel qui sont dans un état de mauvaise dispersion dans la peinture, vont exprimer une force colorante qui dépendra de la force du cisaillement subie par la peinture qui les contient. Dans le cas de l'utilisation d'un pinceau, ce phénomène soulignera les marques du pinceau (là où les poils du pinceau appuient le plus fort) en leur donnant une couleur différente du reste du film de peinture. Pour visualiser ce phénomène, l'homme de l'art peut appliquer au pinceau ou utiliser un test dit test du rub-out consistant à appliquer un film de peinture uniformément, sans différence de cisaillement, à l'aide d'une cale puis à cisailler une partie du film de peinture encore frais, non sec, avec un doigt. La zone cisaillée peut devenir plus claire ou plus foncée que la zone non cisaillée.
Dans cette lignée, l'homme du métier connaît le document US 5 973 063 qui décrit un épaississant associatif polyuréthanne ainsi que le document FR 2 826 014 qui enseigne qu'il est possible, en sélectionnant un composé à base de polyisocyanate ayant en bout de chaîne des groupements hydrocarbonés comportant au moins trois cycles aromatiques, de fabriquer un épaississant polyuréthanne présentant une bonne compatibilité pigmentaire, et développant une viscosité élevée sous bas gradient de cisaillement.
Par conséquent, l'homme du métier, qui recherche à mettre à disposition de l'utilisateur final une composition aqueuse dont le profil rhéologique reste acceptable en présence de composés hydrosolubles ou non hydrosolubles ou lors de l'addition des dits composés comme les sels ou les tensio-actifs dans le domaine de la détergence ou de la cosmétique, ou encore comme les concentrés pigmentaires universels dans le domaine de la peinture, notamment sous bas gradient de cisaillement pour obtenir un bon étalement de la peinture, se trouve confronté aux problèmes de la forte baisse de la viscosité de la formulation en présence des dits composés, et s'oriente de manière naturelle vers les épaississants associatifs de type polyuréthanne. Ceux-ci, comme on vient de le voir, sont bien connus pour offrir une bonne . résistance aux sels et développer une viscosité appropriée sous faible cisaillement.
Le dernier document FR 2 826 014 a finalement démontré que la « voie polyuréthanne » autorise également la fabrication de tels épaississants présentant une compatibilité pigmentaire satisfaisante.
Or, poursuivant ses recherches en vue d'améliorer la stabilité de la viscosité des formulations aqueuses en présence de composés hydrosolubles ou non hydrosolubles ou lors de l'addition des dits composés dans les dites formulations aqueuses, ainsi que d'améliorer la compatibilité pigmentaire, tout en maintenant une viscosité de la formulation acceptable pour l'utilisateur final, la Demanderesse a trouvé de manière tout à fait surprenante que l'ensemble de ces problèmes peut être résolu par la sélection du monomère oxyalkylé à insaturation éthylénique du copolymère qui est un épaississant acrylique associatif et par sa mise en œuvre comme additif dans la formulation.
Ce copolymère acrylique hydrosoluble est constitué d'au moins un monomère à insaturation éthylénique et à fonction carboxylique, d'au moins un monomère non ionique à insaturation éthylénique, d'au moins un monomère oxyalkylé à insaturation éthylénique terminé par une chaîne ramifiée hydrophobe et non aromatique comportant de 10 à 24 atomes de carbone et éventuellement d'au moins un monomère appelé monomère réticulant, comportant au moins deux insaturations éthyléniques.
L'objet de l'invention est donc l'utilisation dans des formulations aqueuses éventuellement pigmentées, telles que les formulations de revêtement comme les peintures en phase aqueuse et notamment les peintures dispersions, les vernis, les sauces de couchage papetières, la cosmétique, la détergence, les formulations textiles et les boues de forage, de ce copolymère en tant qu'épaississant permettant d'obtenir un développement et/ou un maintien de la viscosité des formulations aqueuses en présence de composés hydrosolubles ou non ou lors de l'addition des dits composés dans les dites formulations aqueuses.
Un autre objet de l'invention est l'épaississant constitué de ce copolymère acrylique hydrosoluble constitué d'au moins un monomère à insaturation éthylénique et à fonction carboxylique, d'au moins un monomère non ionique à insaturation éthylénique, d'au moins un monomère oxyalkylé à insaturation éthylénique terminé par une chaîne ramifiée hydrophobe et non aromatique comportant de 10 à 24 atomes de carbone et éventuellement d'au moins un monomère appelé monomère réticulant, comportant au moins deux insaturations éthyléniques.
Un autre objet de l'invention est le procédé de fabrication des formulations aqueuses éventuellement pigmentées.
Un dernier objet de l'invention réside dans les formulations aqueuses éventuellement p p piiigggmmmeeennntttéééeeesss o o obbbttteeennnuuueeesss s s seeelllooonnn l l l'''iiinnnvvveeennntttiiiooonnn... Ces formulations aqueuses éventuellement pigmentées contenant l'épaississant selon l'invention sont les formulations aqueuses de revêtement choisies parmi les peintures dispersions, les vernis, les sauces de couchage, les formulations cosmétiques, les formulations détergentes, les formulations (de préparation, d'impression ou de teinture) textiles et les boues de forage.
Ces formulations sont également des formulations pour plaques de plâtre telles que les formulations de pâte à joint pour plaques de plâtre, les formulations pour céramique, les formulations pour cuir, les formulations de plâtre ou encore les formulations pour liants hydrauliques telles que les formulations de mortier.
Selon l'invention, les copolymères ajoutés dans les formulations aqueuses comme épaississants permettent de conférer aux formulations aqueuses éventuellement pigmentées un comportement rhéologique satisfaisant en vue de leur application, et notamment une augmentation de leur viscosité sous moyen gradient de cisaillement.
La Demanderesse indique qu'on entend dans la présente demande sous l'expression « moyen gradient de cisaillement » un domaine de gradient de cisaillement encore appelé gradient de vitesse compris entre 20 s"1 et 1000 s"1.
De plus, ces copolymères développent une excellente tolérance vis-à-vis des sels et des tensio-actifs que peuvent contenir ces formulations. Enfin, de tels copolymères confèrent aux formulations aqueuses dans lesquelles ils sont utilisés une très bonne compatibilité pigmentaire.
Ces buts sont atteints grâce à l'utilisation, comme épaississant permettant d'obtenir un développement et/ou un maintien de la viscosité des formulations aqueuses en présence de composés hydrosolubles ou non ou lors de l'addition des dits composés dans les dites formulations aqueuses, de copolymères acryliques hydrosolubles caractérisés en ce que ledit copolymère est constitué :
a) d'au moins un monomère à insaturation éthylénique et à fonction carboxylique, b) d'au moins un monomère non ionique à insaturation éthylénique,
c) d'au moins un monomère oxyalkylé à insaturation éthylénique terminé par une chaîne ramifiée hydrophobe et non aromatique comportant de 10 à 24 atomes de carbone,
d) et éventuellement d'au moins un monomère appelé monomère réticulant, comportant au moins deux insaturations éthyléniques.
copolymère épaississant est également caractérisé en ce que :
a) le ou les monomères à insaturation éthylénique et à fonction carboxylique sont choisis parmi les monomères à insaturation éthylénique et à fonction monocarboxylique tels que l'acide acrylique ou méthacrylique, ou encore les hémiesters de diacides tels que les monoesters en Ci à C4 des acides maléique ou itaconique, ou leurs mélanges, ou choisi parmi les monomères à insaturation éthylénique et fonction dicarboxylique tels que l'acide crotonique, isocrotonique, cinnamique, itaconique, maléique, ou encore les anhydrides d'acides carboxyliques, tels que l'anhydride maléique,
b) le ou les monomères non ioniques à insaturation éthylénique sont choisis parmi les esters, les amides ou les nitriles des acides acrylique et méthacrylique, tels que les acrylates ou méthacrylates de méthyle, éthyle, butyle, 2-éthyle-hexyle, ou parmi l'acrylonitrile, l'acétate de vinyle, le styrène, le méthylstyrène, le diisobutytène, la vinylpyrrolidone, la vinylcaprolactame,
c) le ou les monomères oxyalkylé à insaturation éthylénique et terminés par une chaîne ramifiée hydrophobe et non aromatique comportant de 10 à 24 atomes de carbone, possèdent la formule suivante :
Figure imgf000011_0001
(I) dans laquelle : m et p représentent un nombre de motifs d'oxyde d'alkylène allant de 0 à
150, n représente un nombre de motifs d'oxyde d'éthylène allant de 5 à 150, q représente un nombre entier au moins égal à 1 et tel que 5 < (m+n+p)q <
150, et préférentiellement tel que 15 < (m+n+p)q < 120,
Ri représente le radical méthyle ou éthyle,
R2 représente le radical méthyle ou éthyle,
R représente un radical contenant une fonction insaturée polymérisable, appartenant au groupe des esters acrylique, méthacrylique, maléique, itaconique, ou crotonique,
R' représente une chaîne ramifiée hydrophobe et non aromatique comportant de 10 à 24 atomes de carbone,
d) le ou les monomères éventuels, appelés monomères réticulants, comportant au moins deux insaturations éthyléniques sont notamment choisis dans le groupe constitué par le diacrylate d'éthylène glycol, le diméthacrylate d'éthylène glycol, le triméthylolpropanetriacrylate, le triméthylolpropanetriméthacrylate, Facrylate d'allyle, le méthylène-bis-acrylamide, le méthylène-bis- méthacrylamide, le tétrallyloxyéthane, les triallylcyanurates, les éthers allyliques obtenus à partir de polyols choisis parmi le pentaérythritol, le sorbitol, ou encore le sucrose.
De manière préférentielle, ledit copolymère est caractérisé en ce que la chaîne ramifiée hydrophobe et non aromatique comporte de 12 à 24 atomes de carbone, et possède 2 ramifications comportant au moins 6 atomes de carbone. De manière plus préférentielle, ledit copolymère est caractérisé en ce que la chaîne ramifiée hydrophobe et non aromatique comporte de 16 à 20 atomes de carbone, et possède 2 ramifications comportant au moins 6 atomes de carbone.
De manière encore plus préférentielle, la chaîne ramifiée hydrophobe non aromatique est choisie parmi le 2-hexyl 1-decanyle et le 2-octyl 1-dodecanyle.
Ce copolymère utilisé comme épaississant selon l'invention est également caractérisé en ce qu'il contient, exprimé en poids des monomères :
a) de 2 à 95 %, et préférentiellement de 5 à 90 % d'au moins un monomère à insaturation éthylénique et à fonction carboxylique choisis parmi les monomères à insaturation éthylénique et à fonction monocarboxylique tels que l'acide acrylique ou méthacrylique, ou encore les hémiesters de diacides tels que les monoesters en Ci à C4 des acides maléique ou itaconique, ou leurs mélanges, ou choisi parmi les monomères à insaturation éthylénique et fonction dicarboxylique tels que l'acide crotonique, isocro tonique, cinnamique, itaconique, maléique, ou encore les anhydrides d'acides carboxyliques, tels que l'anhydride maléique,
b) de 2 à 95 %, et préférentiellement de 5 à 90 % d'au moins un monomère à insaturation éthylénique et sans fonction carboxylique choisis parmi les esters, les amides ou les nitriles des acides acrylique et méthacrylique, tels que les acrylates ou méthacrylates de méthyle, éthyle, butyle, 2-éthyle-hexyle, ou par l'acrylonitrile, l'acétate de vinyle, le styrène, le méthylstyrène, le diisobutylène, la vinylpyrrolidone, la vinylcaprolactame,
c) de 2 à 25 % et préférentiellement de 5 à 20 % d'au moins un monomère à insaturation éthylénique et terminé par une chaîne ramifiée hydrophobe et non aromatique comportant de 10 à 24 atomes de carbone, possédant la formule suivante :
Figure imgf000013_0001
dans laquelle :
m et p représentent un nombre de motifs d'oxyde d'alkylène allant de 0 à 150,
n représente un nombre de motifs d'oxyde d'éthylène allant de 5 à 150, q représente un nombre entier au moins égal à 1 et tel que 5 < (m+n+p)q < 150, et préférentiellement tel que 15 < (m+n+p)q < 120,
Ri représente le radical méthyle ou éthyle,
R2 représente le radical méthyle ou éthyle,
R représente un radical contenant une fonction insaturée polymérisable, appartenant au groupe des esters acrylique, méthacrylique, maléique, itaconique, ou crotonique,
R' représente une chaîne ramifiée hydrophobe et non aromatique comportant de 10 à 24 atomes de carbone.
d) de 0 % à 3 %, d'au moins un monomère comportant au moins deux insaturations éthyléniques choisis dans le groupe constitué par le diacrylate d'éthylène glycol, le diméthacrylate d'éthylène glycol, le triméthylolpropanetriacrylate, le triméthylolpropanetriméthacrylate, l'acrylate d'allyle, le méthylène-bis-acrylamide, le méthylène-bis-méthacrylamide, le tétrallyloxyéthane, les triallylcyanurates, les éthers allyliques obtenus à partir de polyols choisis parmi le pentaérythritol, le sorbitol, ou encore le sucrose,
le total en poids des monomères a), b), c) et d) étant égal à 100 %. De manière préférentielle, ce copolymère utilisé selon l'invention comme épaississant est caractérisé en ce qu'il contient, exprimé en poids, de 2 à 25 % et préférentiellement de 5 à 20 % d'au moins un monomère oxyalkylé à insaturation éthylénique et terminé par une chaîne ramifiée hydrophobe et non aromatique comportant de 12 à 24 atomes de carbone, et possédant 2 ramifications comportant au moins 6 atomes de carbone.
De manière préférentielle, cet épaississant copolymère est caractérisé en ce qu'il contient, exprimé en poids, de 2 à 25 % et préférentiellement de 5 à 20 % d'au moins un monomère oxyalkylé à insaturation éthylénique et terminé par une chaîne ramifiée hydrophobe et non aromatique comportant de 16 à 20 atomes de carbone, et possédant 2 ramifications comportant au moins 6 atomes de carbone.
De manière encore plus préférentielle, la chaîne ramifiée hydrophobe non aromatique du monomère c) est choisie parmi le 2-hexyl 1-decanyle et le 2-octyl 1-dodecanyle.
Dans une variante également préférentielle, ce copolymère ne contient pas le monomère réticulant d).
Ce copolymère est également caractérisé en ce qu'il est sous sa forme acide ou partiellement ou totalement neutralisé par un ou plusieurs agents de neutralisation disposant d'une fonction neutralisante monovalente tels que ceux choisis dans le groupe constitué par les cations alcalins, en particulier le sodium, le potassium, le lithium, l'ammonium ou les aminés primaires, secondaires ou tertiaires aliphatiques et/ou cycliques telles que la stéarylamine, les éthanolamines (mono-, di-, triéthanolamine), la mono et diéthylamine, la cyclohexylamine, la méthylcyclohexylamine, le 2-amino 2-méthyl 1-propanol, la morpholine.
Ce copolymère acrylique hydrosoluble est obtenu par les techniques de copolymérisation bien connues de l'homme du métier, telles que les techniques de copolymérisation radicalaire en solution, en émulsion directe ou inverse, en suspension, ou précipitation dans des solvants appropriés, en présence de systèmes catalytiques et d'agents de transfert connus. Un autre objet de l'invention concerne aussi le procédé de fabrication de formulations aqueuses éventuellement pigmentées caractérisé en ce que l'on ajoute aux dites formulations ledit copolymère en présence de composés hydrosolubles ou non tels que des sels ou des tensio-actifs ou lors de l'addition des dits composés dans les dites formulations aqueuses.
Un dernier objet de l'invention concerne enfin les formulations aqueuses éventuellement pigmentées contenant ces dits copolymères, telles que les formulations de revêtement comme les peintures en phase aqueuse et notamment les peintures dispersions, les vernis, les sauces de couchage papetières, la cosmétique, la détergence, les formulations textiles et les boues de forage, ou encore les formulations de plâtre, les formulations pour plaques de plâtre, pour liants hydrauliques comme les formulations de mortier ou bien encore les formulations pour céramique et pour cuir.
Les exemples suivants illustrent l'invention sans toutefois en limiter la portée.
EXEMPLE 1 : Cet exemple illustre l'utilisation de copolymères selon l'invention dans des formulations de peintures aqueuses, et a pour but de mettre en évidence les propriétés rhéologiques de compatibilité pigmentaire apportées par les copolymères selon l'invention pour des formulations pour peinture mate en phase aqueuse et à dosage constant.
Ainsi, à partir d'une formulation de peinture décoration mate en phase aqueuse à base de liant en dispersion vinyl-acrylique « UC AR™ latex 300 » de Dow dont la formule figure dans le tableau 1, le but a consisté à vérifier dans cette formule la compatibilité pigmentaire (ou compatibilité assurée avec le rajout de concentrés pigmentaires universels) telle qu'influencée par différents épaississants acryliques associatifs dont des épaississants de l'art antérieur dont les groupements hydrophobes sont linéaires et des épaississants selon l'invention, dont les groupements hydrophobes sont ramifiés. FORMULE PEINTURE
Figure imgf000016_0001
Figure imgf000016_0002
Pour ce faire à chaque essai, on a préparé la formulation de peinture mate précitée dans laquelle est rajouté 0,3 % en poids sec par rapport au poids total de la formule de peinture blanche (mais avant rajout du concentré pigmentaire universel) de l'épaississant à tester puis 36 millilitres d'un concentré pigmentaire universel (de type Colortrend™ M 888 de la société Hûls/ Creanova ) ont été rajoutés sur un kilogramme d'une base de peinture blanche préalablement épaissie avec un des épaississants acryliques associatifs.
Deux concentrés pigmentaires universels utilisés ont été choisis dans la gamme Colortrend™ M 888 afin de représenter les principales familles de pigments organiques : le bleu phtalocyanine et le magenta de quinacridone.
A ce stade, une chute ou une augmentation (par rapport à la base blanche) la plus limitée possible de la viscosité Stormer™ exprimée en Krebs Units (KU) traduit une bonne compatibilité avec le concentré pigmentaire universel.
Ce test de la viscosité Stormer™ est utilisé par l'homme du métier comme un test de sélection lui permettant d'éliminer les formulations posant des problèmes de compatibilité avec les concentrés pigmentaires universels.
En effet, l'homme du métier apprécie en particulier que la viscosité Stormer™ qui est une viscosité à moyen gradient de vitesse perceptible par le client (agitation à la spatule ou la brosse, garnissage de la brosse ou du rouleau) soit la moins possible changée par cette addition de concentré pigmentaire universel.
Essai n° 1 :
Cet essai illustre l'art antérieur et met en œuvre 0,3 % en poids sec d'un copolymère composé de :
a) 37,2 % d'acide méthacrylique, b) 52,8 % d'acrylate d'éthyle, c) 10,0 % du monomère de formule (I) dans lequel R représente un radical méthacrylate, R'représente une chaîne hydrophobe linéaire à 16 atomes de carbone, m ≈ p = 0, q = l, n = 25.
Essai n° 2 :
Cet essai illustre l'invention et met en œuvre 0,3 % en poids sec d'un copolymère composé de :
a) 37,2 % d'acide méthacrylique, b) 52,8 % d'acrylate d'éthyle, c) 10,0 % du monomère de formule (I) dans lequel R représente un radical méthacrylate,
R'représente la chaîne hydrophobe non aromatique à 16 atomes de carbone 2-hexyl 1-decanyle, m = p = 0, q = l, n = 25.
Essai n° 3 :
Cet essai illustre l'art antérieur et met en œuvre 0,3 % en poids sec d'un copolymère composé de :
a) 37,3 % d'acide méthacrylique, b) 52,6 % d'acrylate d'éthyle, c) 10,1 % du monomère de formule (I) dans lequel R représente un radical méthacrylate,
R'représente une chaîne hydrophobe linéaire à 16 atomes de carbone, m = p ≈ 0, q = l, n = 25 et obtenu par mise en œuvre de 0,05 % en poids de dodécylmercaptan par rapport au poids des monomères. Essai n° 4 :
Cet essai illustre l'invention et met en œuvre 0,3 % en poids sec d'un copolymère composé de :
a) 37,3 % d'acide méthacrylique, b) 52,6 % d'acrylate d'éthyle, c) 10,1 % du monomère de formule (I) dans lequel R représente un radical méthacrylate,
R'représente la chaîne hydrophobe non aromatique à 16 atomes de carbone 2 hexyl 1-decanyle, m = p = 0, q ≈ l, n = 25 et obtenu par mise en œuvre de 0,05 % en poids de dodécylmercaptan par rapport au poids des monomères.
Essai n° 5 :
Cet essai illustre l'art antérieur et met en œuvre 0,3 % en poids sec d'un copolymère composé de :
a) 43,5 % d'acide méthacrylique, b) 47,6 % d'acrylate d'éthyle, c) 8,9 % du monomère de foπnule (I) dans lequel R représente un radical méthacrylate, R'représente une chaîne hydrophobe linéaire à 16 atomes de carbone, m = p = 0, q ≈ i» n = 25 et obtenu par mise en œuvre de 0,30 % en poids de dodécylmercaptan par rapport au poids des monomères.
Essai n° 6 :
Cet essai illustre l'invention et met en œuvre 0,3 % en poids sec d'un copolymère composé de :
a) 43,5 % d'acide méthacrylique, b) 47,6 % d'acrylate d'éthyle, c) 8,9 % du monomère de formule (I) dans lequel
R représente un radical méthacrylate,
R'représente la chaîne hydrophobe non aromatique à 16 atomes de carbone 2-hexyl 1-decanyle, m = p = 0, q ≈ l, n = 25 et obtenu par mise en œuvre de 0,30 % en poids de dodécylmercaptan par rapport au poids des monomères.
Essai n° 7 :
Cet essai illustre l'art antérieur et met en œuvre 0,3 % en poids sec d'un copolymère composé de :
a) 36,7 % d'acide méthacrylique, b) 53,1 % d'acrylate d'éthyle, c) 10,2 % du monomère de formule (I) dans lequel R représente un radical méthacrylate,
R'représente une chaîne hydrophobe linéaire à 20 atomes de carbone, m = p = 0, q ≈ l, n = 25.
Essai n° 8 :
Cet essai illustre l'invention et met en œuvre 0,3 % en poids sec d'un copolymère composé de :
a) 36,7 % d'acide méthacrylique, b) 53,1 % d'acrylate d'éthyle, c) 10,2 % du monomère de formule (I) dans lequel R représente un radical méthacrylate,
R'représente la chaîne hydrophobe non aromatique à 20 atomes de carbone 2 -octyl 1-dodecanyle, m = p = 0, q = i, n = 25.
Essai n° 9 : Cet essai illustre l'art antérieur et met en œuvre 0,3 % en poids sec d'un copolymère composé de :
a) 36,7 % d'acide méthacrylique, b) 53,1 % d'acrylate d'éthyle, c) 10,2 % du monomère de formule (I) dans lequel
R représente un radical méthacrylate,
R'représente une chaîne hydrophobe linéaire à 20 atomes de carbone, m = p = 0, q = i , n = 25 et obtenu par mise en œuvre de 0,05 % en poids de dodécylmercaptan par rapport au poids des monomères.
Essai n° 10 : Cet essai illustre l'invention et met en œuvre 0,3 % en poids sec d'un copolymère composé de :
a) 36,7 % d'acide méthacrylique, b) 53,1 % d'acrylate d'éthyle, c) 10,2 % du monomère de formule (I) dans lequel
R représente un radical méthacrylate,
R'représente la chaîne hydrophobe non aromatique à 20 atomes de carbone 2 -octyl 1-dodecanyle, m ≈ p = 0, q ≈ i, n = 25 et obtenu par mise en œuvre de 0,05 % en poids de dodécylmercaptan par rapport au poids des monomères.
Tous les résultats sont rassemblés dans le tableau 2 suivant.
TABLEAU 2
Figure imgf000022_0001
AA = Art antérieur, INV = Invention.
Dans tous les cas, la variation en valeur absolue de la viscosité Stormer™ des peintures après rajout des colorants est moins importante avec les peintures contenant les épaississants de l'invention par rapport à celle des peintures contenant les épaississants correspondants de l'art antérieur. EXEMPLE 2 :
Cet exemple illustre l'utilisation de copolymères selon l'invention dans le domaine des fluides de forage et particulièrement celui des boues synthétiques, et a pour but de mettre en évidence le maintien de l'épaississement conféré par les copolymères selon l'invention pour des formulations à dosage constant en poids sec d'épaississant.
Dans le domaine des fluides de forage et particulièrement des boues synthétiques, l'Homme du métier peut être amené à utiliser une boue constituée uniquement d'un épaississant et d'eau, ceci afin de réduire la quantité de matières non recyclables. Ces boues doivent avoir un pouvoir suspensivant qui bien que diminuant lors du pompage doit rester relativement élevé sous des conditions de stress telles que le passage du fluide dans l'annulaire lors de la remontée des déblais. Les boues traditionnelles à base d'épaississant de l'art antérieur présentent le défaut d'être trop pseudoplastiques, c'est- à-dire perdent la majeure partie de leur viscosité sous cisaillement. Ce phénomène est aisément mesuré en faisant le rapport des viscosités Brookfield™ mesurées à lOOT/min sur les viscosités Brookfield™ mesurées à lOT/min. Un chiffre faible est l'indication d'une chute importante de viscosité sous cisaillement.
La comparaison des divers polymères s'est faite en réalisant des gels aqueux de ces produits à des concentrations telles que les viscosités Brookfield™ obtenues se situaient entre 1000 mPa.s et 5000 mPa.s à 10 T/min. Les pH de ces gels ont tous été ajustés à 8.
Essai n° 11 : Cet essai illustre l'art antérieur et met en œuvre 1 % en poids sec d'un copolymère composé de :
a) 37,2 % d'acide méthacrylique, b) 52,8 % d'acrylate d'éthyle, c) 10,0 % du monomère de formule (I) dans lequel
R représente un radical méthacrylate,
R' représente une chaîne hydrophobe linéaire à 16 atomes de carbone, m = p = 0, q = i, n = 25.
Essai n° 12 : Cet essai illustre l'invention et met en œuvre 1 % en poids sec d'un copolymère composé de :
a) 37,2 % d'acide méthacrylique, b) 52,8 % d'acrylate d'éthyle, c) 10,0 % du monomère de formule (I) dans lequel
R représente un radical méthacrylate,
R'représente la chaîne hydrophobe non aromatique à 16 atomes de carbone 2-hexyl 1-decanyle, m = p = 0, q = l, n = 25.
Essai n° 13 :
Cet essai illustre l'art antérieur et met en œuvre 1 % en poids sec d'un copolymère composé de :
a) 42,83 % d'acide méthacrylique, b) 52,97 % d'acrylate d'éthyle, c) 2,66 % du monomère de formule (I) dans lequel R représente un radical méthacrylate,
R'représente une chaîne hydrophobe linéaire à 16 atomes de carbone, m = p = 0,
Figure imgf000024_0001
n = 25, d) 1 ,54 % de diméthacrylate d'éthylène glycol.
Essai n° 14 : Cet essai illustre l'invention et met en œuvre 1 % en poids sec d'un copolymère composé de :
a) 42,83 % d'acide méthacrylique, b) 52,97 % d'acrylate d'éthyle, c) 2,66 % du monomère de formule (I) dans lequel R représente un radical méthacrylate,
R'représente la chaîne hydrophobe non aromatique à 16 atomes de carbone 2 -hexyl 1-decanyle, m = p = 0, q = l, n = 25, d) 1,54 % de diméthacrylate d'éthylène glycol.
Essai n° 15 :
Cet essai illustre l'art antérieur et met en œuvre 1 % en poids sec d'un copolymère composé de :
a) 43,5 % d'acide méthacrylique, b) 47,6 % d'acrylate d'éthyle, c) 8,9 % du monomère de formule (I) dans lequel R représente un radical méthacrylate,
R'représente une chaîne hydrophobe linéaire à 16 atomes de carbone, m = p = 0,
Figure imgf000025_0001
n = 25 et obtenu par mise en œuvre de 0,30 % en poids de dodécylmercaptan par rapport au poids des monomères.
Essai n° 16 :
Cet essai illustre l'invention et met en œuvre 1 % en poids sec d'un copolymère composé de : a) 43,5 % d'acide méthacrylique, b) 47,6 % d'acrylate d'éthyle, c) 8,9 % du monomère de formule (I) dans lequel R représente un radical méthacrylate, R'représente la chaîne hydrophobe non aromatique à 16 atomes de carbone 2-hexyl 1-decanyle, m = p = 0, q ≈ l, n = 25 et obtenu par mise en œuvre de 0,30 % en poids de dodécylmercaptan par rapport au poids des monomères.
Essai n° 17 :
Cet essai illustre l'art antérieur et met en œuvre 1 % en poids sec d'un copolymère composé de :
a) 36,7 % d'acide méthacrylique, b) 53,1 % d'acrylate d'éthyle, c) 10,2 % du monomère de formule (I) dans lequel R représente un radical méthacrylate,
R'représente une chaîne hydrophobe linéaire à 20 atomes de carbone, m = p = 0,
Figure imgf000026_0001
n = 25 et obtenu par mise en œuvre de 0,30 % en poids de dodécylmercaptan par rapport au poids des monomères.
Essai n° 18 :
Cet essai illustre l'invention et met en œuvre 1 % en poids sec d'un copolymère composé de :
a) 36,7 % d'acide méthacrylique, b) 53,1 % d'acrylate d'éthyle, c) 10,2 % du monomère de formule (I) dans lequel R représente un radical méthacrylate,
R'représente la chaîne hydrophobe non aromatique à 20 atomes de carbone 2-hexyl 1 -decanyle, m - p ≈ 0, q ≈ l, n = 25 et obtenu par mise en œuvre de 0,30 % en poids de dodécylmercaptan par rapport au poids des monomères.
Essai n° 19 :
Cet essai illustre l'art antérieur et met en œuvre 1 % en poids sec d'un copolymère composé de : a) 42,68 % d'acide méthacrylique, b) 53,12 % d'acrylate d'éthyle, c) 2,66 % du monomère de formule (I) dans lequel R représente un radical méthacrylate,
R'représente une chaîne hydrophobe linéaire à 16 atomes de carbone, m ≈ p = 0, q = l, n = 25, d) 1,54 % de diméthacrylate d'éthylène glycol.
Essai n° 20 : Cet essai illustre l'invention et met en œuvre 1 % en poids sec d'un copolymère composé de : a) 42,68 % d'acide méthacrylique, b) 53,12 % d'acrylate d'éthyle, c) 2,66 % du monomère de formule (I) dans lequel R représente un radical méthacrylate,
R'représente la chaîne hydrophobe non aromatique à 16 atomes de carbone 2-hexyl 1 -decanyle, m = p = 0, q = l, n = 25, d) 1,54 % de diméthacrylate d'éthylène glycol.
Essai n° 21 :
Cet essai illustre l'art antérieur et met en œuvre 1 % en poids sec d'un copolymère composé de :
a) 34,2 % d'acide méthacrylique, b) 60,4 % d'acrylate d'éthyle, c) 5,4 % du monomère de formule (I) dans lequel R représente un radical méthacrylate,
R'représente une chaîne hydrophobe linéaire à 20 atomes de carbone, m = p = 0, q = l, n = 25 et obtenu par mise en œuvre de 0,30 % en poids de dodécylmercaptan par rapport au poids des monomères.
Essai n° 22 :
Cet essai illustre l'invention et met en œuvre 1 % en poids sec d'un copolymère composé de : a) 34,2 % d'acide méthacrylique, b) 60,4 % d'acrylate d'éthyle, c) 5,4 % du monomère de formule (I) dans lequel
R représente un radical méthacrylate,
R'représente la chaîne hydrophobe non aromatique à 20 atomes de carbone 2-octyl 1-dodecanyle, m = p = 0, q = l, n = 25 et obtenu par mise en œuvre de 0,30 % en poids de dodécylmercaptan par rapport au poids des monomères. Tous les résultats sont rassemblés dans le tableau 3 suivant.
TABLEAU 3
Figure imgf000029_0001
Le tableau 3 ci-dessus illustre parfaitement la nette supériorité des polymères selon l'invention par rapport aux polymères de l'art antérieur, le rapport des viscosités Brookfield™ mesurées à 100 T/min sur les viscosités Brookfield™ mesurées à 10 T/min étant respectivement nettement plus élevé pour les essais illustrant l'invention.
EXEMPLE 3 :
Cet exemple illustre l'utilisation de copolymères selon l'invention dans le domaine de la détergence et de la cosmétique et a pour but de mettre en évidence le maintien de l'épaississement conféré par les copolymères selon l'invention pour des formulations à dosage constant en poids sec d'épaississant malgré l'ajout de sels. Tant dans l'application précédente (boues de forage) que dans une application cosmétique ou détergence, la présence de sel est parfois incontournable ou inévitable. En effet, les boues de forage synthétiques peuvent être fabriquées à partir d'eau de mer ou étant fabriquées à partir d'eau douce, peuvent être mises en contact avec des couches géologiques salines. Il est important que la viscosité de la boue résiste à cette contamination afin de garantir son efficacité à remonter des déblais lors du forage. De même, de nombreuses formulations cosmétiques ou détergentes contiennent des sels, utilisés entre autres comme exhausteurs de viscosité vis-à-vis des tensio-actifs, et ce en complément des épaississants ; il est donc important que les dits épaississants résistent à l'ajout de sels. La comparaison des divers polymères s'est faite en réalisant des gels aqueux de ces produits à des concentrations telles que les viscosités Brookfïeld™ obtenues se situaient entre 1000 et 5000 mPa.s à 10 T/min. Les pH de ces gels ont tous été ajustés à 8. Après mesure des viscosités Brookfïeld™, des quantités de chlorure de sodium correspondant à 1 et 2 % de la formulation ont été ajoutées et dissoutes. Les viscosités Brookfïeld™ ont ensuite été mesurées à nouveau.
Essai n° 23 :
Cet essai illustre l'art antérieur et met en œuvre 1 % en poids sec du copolymère mis en œuvre dans l'essai n° 11.
Essai n° 24 :
Cet essai illustre l'invention et met en œuvre 1 % en poids sec du copolymère mis en œuvre dans l'essai n° 12.
Essai n° 25 :
Cet essai illustre l'art antérieur et met en œuvre 1 % en poids sec du copolymère mis en œuvre dans l'essai n° 17.
Essai n° 26 : Cet essai illustre l'invention et met en œuvre 1 % en poids sec du copolymère mis en œuvre dans l'essai n° 18.
Essai n° 27 : Cet essai illustre l'art antérieur et met en œuvre 1 % en poids sec du copolymère mis en œuvre dans l'essai n° 21.
Essai n° 28 :
Cet essai illustre l'invention et met en œuvre 1 % en poids sec du copolymère mis en œuvre dans l'essai n° 22.
Tous les résultats sont rassemblés dans le tableau 4 suivant.
TABLEAU 4
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Le tableau 4 ci-dessus illustre parfaitement la supériorité des polymères selon l'invention par rapport aux polymères de l'art antérieur.
EXEMPLE 4 :
Cet exemple illustre l'utilisation de copolymères selon l'invention dans le domaine de la détergence et de la cosmétique et a pour but de mettre en évidence le développement de l'épaississement conféré par les copolymères selon l'invention pour des formulations à dosage constant en poids sec d'épaississant malgré l'ajout de tensio- actifs. Les formulations détergentes et cosmétiques contiennent un ou plusieurs tensioactifs ioniques et non ioniques. De tout temps, l'homme du métier a joué sur les propriétés solubilisantes / insolubilisantes de ces couples de tensio-actifs pour épaissir les formulations les contenant. Les polymères épaississants existants sur le marché permettent maintenant de réduire sensiblement les quantités de tensio-actifs, ceux-ci n'étant plus utilisés que pour leurs propriétés détergentes. L'utilisation des polymères de l'invention permet d'améliorer significativement la viscosité des formulations les contenant, par rapport aux polymères épaississants de l'art antérieur. La comparaison des polymères s'est faite par la réalisation de formulations aqueuses contenant 1 1 % de lauryl alkylsulfate de sodium et 9 % de cocoamidopropyl betaïne. Le pH des formulations a été ajusté à 8 au moyen de triéthanolamine. La viscosité du mélange des tensioactifs sans épaississant est de 20 mPa.s à 10 T/min.
Essai n° 29 : Cet essai illustre l'art antérieur et met en œuvre 1 % en poids sec du copolymère mis en œuvre dans l'essai n° 11.
Essai n° 30 :
Cet essai illustre l'invention et met en œuvre 1 % en poids sec du copolymère mis en œuvre dans l'essai n° 12.
Essai n° 31 :
Cet essai illustre l'art antérieur et met en œuvre 1 % en poids sec du copolymère mis en œuvre dans l'essai n° 19.
Essai n° 32 :
Cet essai illustre l'invention et met en œuvre 1 % en poids sec du copolymère mis en œuvre dans l'essai n° 20.
Essai n° 33 :
Cet essai illustre l'art antérieur et met en œuvre 1 % en poids sec du copolymère mis en œuvre dans l'essai n° 21. Essai n° 34 :
Cet essai illustre l'invention et met en œuvre 1 % en poids sec du copolymère mis en œuvre dans l'essai n° 22.
Tous les résultats sont rassemblés dans le tableau 5 suivant.
TABLEAU 5
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Le tableau 5 ci-dessus illustre parfaitement la supériorité des polymères selon l'invention par rapport aux polymères de l'art antérieur
EXEMPLE 5 :
Cet exemple illustre l'utilisation de copolymères selon l'invention dans des sauces de couchage papetières et a pour but de mettre en évidence le maintien de l'épaississement conféré par les copolymères mis en oeuvre selon l'invention pour des formulations à dosage constant en poids sec d'épaississant malgré l'ajout de sels.
Pour ce faire, dans une sauce de couchage composée de 100 parts d'une suspension aqueuse de carbonate de calcium à 78 % de matière sèche commercialisée par la société Omya™ sous le nom Hydrocarb™ 60 et de 10 parts de latex à 50 % de matière sèche commercialisé par la société Dow sous le nom DL 940, on ajoute pour chacun des essais l'épaississant à tester puis on en mesure, après 15 minutes d'agitation la viscosité Brookfield™ à 100 tours par minute à l'aide d'un viscosimètre Brookfield™ muni du module adéquat.
La viscosité Brookfield™ à 100 tours par minute déterminée, on ajoute pour chacun des essais 1,6 parts de chlorure de sodium pulvérulent puis on en mesure, après 15 minutes d'agitation la viscosité Brookfield™ à 100 tours par minute à l'aide d'un viscosimètre Brookfield™ muni du module adéquat.
Essai n° 35 : Cet essai illustre l'art antérieur 1 et met en œuvre le copolymère mis en œuvre dans l'essai n° 11.
Les viscosités Brookfield™ à 100 tours par minute obtenues sont : Avant ajout du chlorure de sodium : 3100 mPa.s Après ajout du chlorure de sodium : 2400 mPa.s
Essai n° 36 :
Cet essai illustre l'invention et met en œuvre le copolymère mis en œuvre dans l'essai n° 12.
Les viscosités Brookfield™ à 100 tours par minute obtenues sont : Avant ajout du chlorure de sodium : 2700 mPa.s Après ajout du chlorure de sodium : 3020 mPa.s
La lecture des résultats des deux essais précédents montre la supériorité des polymères de l'invention.
EXEMPLE 6 :
Cet exemple illustre l'utilisation de copolymères selon l'invention dans le domaine du plâtre.
Pour les essais n° 37 et n ° 38, on réalise une formulation de pâte à joint pour plaques de plâtre, respectivement avec un produit de l'art antérieur qui est un copolymère acide méthacrylique/acrylate d'éthyle, et un copolymère composé de : a) 34,6 % d'acide méthacrylique, b) 56,1 % d'acrylate d'éthyle, c) 9,3 % du monomère de formule (I) désigné mono I" et dans lequel mono I" désigne un monomère de formule (I) dans lequel :
R représente un radical méthacrylate,
R'représente la chaîne hydrophobe non aromatique à 20 atomes de carbone : 2-octyl
1-dodecanyle, m = p = 0, q ≈ i, n = 25
La composition des formulations est donnée dans le tableau 6, et lesdites formulations sont réalisées par ajout des constituants, dans l'ordre du tableau, sous agitation dans un mélangeur planétaire.
Après la réalisation du mélange, la viscosité Brookfield™ de la formulation à 10 tours/minute est mesurée aux instants t = 0 et t = 24 heures, selon les méthodes bien connues par l'homme du métier.
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Tableau 6 : composition (en poids) des formulations de plâtre selon l'art antérieur (essai n° 37) et selon l'invention (essai n° 38) et viscosités Brookfield™ à 10 tours/minutes correspondantes mesurées à t = 0 et t = 24 heures
L'utilisation du copolymère selon l'invention permet d'obtenir une viscosité initiale supérieure à celle obtenue avec le polymère de l'art antérieur, et un maintien de cette viscosité dans le temps.
EXEMPLE 7 :
Cet exemple illustre l'utilisation de copolymères selon l'invention dans le domaine des cosmétiques.
Pour les essais n° 39 et n° 40, on réalise une formulation hydratante pour la peau, dont la composition et l'ordre d'introduction des constituants est donnée dans le tableau 7. Les essais n° 39 et n° 40 mettent en œuvre respectivement un épaississant selon l'art antérieur qui est un copolymère acide méthacrylique/acrylate d'éthyle, et un copolymère composé de :
a) 36,5 % d'acide méthacrylique, b) 44,1 % d'acrylate d'éthyle, c) 10,0 % d'acrylate de butyle, d) 9,4 % du monomère de formule (I) désigné mono I' et dans lequel mono F désigne un monomère de formule (I) dans lequel :
R représente un radical méthacrylate,
R'représente la chaîne hydrophobe non aromatique à 16 atomes de carbone : 2- hexyl 1-decanyle, m = p = 0, q = l, n = 25
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Tableau 7 : composition (poids en grammes) des formulations cosmétiques selon les essais n° 39 et n° 40
La phase B est ajoutée dans la phase A préalablement homogénéisée.
En parallèle, la phase C est homogénéisée en la portant à 700C sous agitation.
Les phases A + B homogénéisées sont portées à 7O0C et mélangées à la phase C.
Le mélange des phases A+B+C est refroidi sous agitation de 70°C à 60°C, puis sans agitation de 6O0C à 3O0C.
La phase D est alors ajoutée sous agitation au mélange des phases A + B + C refroidi à 3O0C.
Le pH des phases A + B + C + D est alors ajusté à 6.8 avec la phase E.
La phase F est alors ajoutée sous agitation au mélange des phases A + B + C + D + E.
Les viscosités Brookfield™ sont mesurées 24 heures après la préparation à 25°C et sont indiquées dans le tableau 8.
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Tableau 8 : viscosité Brookfield™ des formulations cosmétiques selon l'art antérieur (essai n° 39) et selon l'invention (essai n° 40)
L'utilisation du copolymère selon l'invention permet d'obtenir une viscosité sensiblement supérieure au polymère de l'art antérieur. Pour les essais n° 41 et n° 42, on réalise une formulation de shampoing, dont la composition et l'ordre d'introduction des constituants est donnée dans le tableau 9 (l'ordre d'introduction n'est pas fondamental mais en respectant la chronologie, la fabrication de la formule s'en trouve facilitée).
Les essais n° 41 (art antérieur) et n° 42 (invention) mettent en œuvre respectivement un épaississant selon l'art antérieur qui est un copolymère acide méthacrylique/acrylate d'éthyle, et un copolymère composé de :
a) 31 ,5 % d' acide méthacrylique, b) 5,0 % d'acide acrylique, c) 54,1 % d'acrylate d'éthyle, d) 9,4 % du monomère de formule (I) désigné mono V.
Une fois le mélange réalisé, la viscosité Brookfield™ est mesurée aux instants t = 0 et t = 24 heures. Ces résultats apparaissent dans le tableau 9.
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Tableau 9 : composition (en poids des constituants) des formulations de shampoing selon l'art antérieur (essai n° 41) et selon l'invention (essai n° 42) et viscosités Brookfield™ correspondantes mesurées à t = 0 et t = 24 heures L'utilisation du copolymère selon l'invention permet d'obtenir une viscosité supérieure au polymère de l'art antérieur.
EXEMPLE 8 :
Cet exemple illustre l'utilisation de copolymères selon l'invention dans le domaine de la détergence.
Pour les essais n° 43 et n° 44, on réalise une formulation de crème à récurer, dont la composition et l'ordre d'introduction des constituants est donnée dans le tableau 10 (l'ordre d'introduction n'est pas fondamental mais en respectant la chronologie, la fabrication de la formule s'en trouve facilitée).
Les essais n° 43 (art antérieur) et n° 44 (invention), mettent en œuvre respectivement un épaississant selon l'art antérieur qui est un copolymère acide méthacrylique/acrylate d'éthyle, et un copolymère composé de :
a) 31,5 % d'acide méthacrylique, b) 5,0 % d'acide itaconique, c) 54,1 % d'acrylate d'éthyle, d) 9,4 % du monomère de formule (I) désigné mono F.
Une fois le mélange réalisé, la viscosité Brookfield™ est mesurée à l'instant t = 0 ; les résultats apparaissent dans le tableau 10.
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Tableau 10 : composition (en poids des constituants) des formulations de crèmes à récurer selon l'art antérieur (essai n° 43) et selon l'invention (essai n° 44) et viscosités Brookfield™ correspondantes mesurées à t = 0
L'utilisation du copolymère selon l'invention permet d'obtenir une viscosité très supérieure au polymère de l'art antérieur.
EXEMPLE 9 :
Cet exemple illustre l'utilisation de copolymères selon l'invention dans le domaine des savons liquides.
Les formulations lavantes pour les mains font de plus en plus appel à des savons liquides d'origine naturelle ou synthétique. Contrairement à certains tensioactifs, ces savons ne peuvent souvent pas être épaissis au moyen de chlorure de sodium. Pour des raisons économiques, ils sont souvent dilués et de ce fait perdent toute viscosité. Afin de leur conserver une apparence compatible avec l'utilisation, un agent épaississant doit être utilisé tel que décrit dans les essais suivants.
Pour les essais n° 45 et n° 46, on réalise une formulation de savons liquides, dont la composition et l'ordre d'introduction des constituants est donnée dans le tableau 11 (l'ordre d'introduction n'est pas fondamental mais en respectant la chronologie, la fabrication de la formule s'en trouve facilitée).
Les essais n° 45 (art antérieur) et n° 46 (invention) mettent en œuvre respectivement un épaississant selon l'art antérieur qui est un copolymère acide méthacrylique/acrylate d'éthyle, et un copolymère composé de :
a) 30,1 % d'acide méthacrylique, b) 51,4 % d'acrylate d'éthyle, c) 18,5 % du monomère de formule (I) désigné mono I'.
Une fois le mélange réalisé, le savon est laissé au repos 24 heures puis la viscosité Brookfield™ est mesurée à l'instant t = 24 heures.
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Tableau 11 : composition (en poids des constituants) des formulations de savons liquides selon l'art antérieur (essai n° 45) et selon l'invention (essai n° 46) et viscosités Brookfield™ correspondantes mesurées à t = 24 heures
L'utilisation du copolymère selon l'invention permet d'obtenir une viscosité supérieure au polymère de l'art antérieur.
Pour les essais n° 47 et n° 48, on réalise une formulation lavante alcoolique, dont la composition et l'ordre d'introduction des constituants est donnée dans le tableau 12 (l'ordre d'introduction n'est pas fondamental mais en respectant la chronologie, la fabrication de la formule s'en trouve facilitée).
Certaines formulations lavantes pour le sol doivent être efficaces tout en ne laissant aucune trace en l'absence de rinçage. A cet effet, l'homme du métier utilise un mélange d'eau, d'alcool et de tensioactif. Cette formulation doit être légèrement épaissie afin de pouvoir être utilisée avec facilité.
Les essais n° 47 (invention) et n° 48 (référence) mettent en œuvre respectivement un copolymère composé de :
a) 32,1 % d'acide méthacrylique, b) 55,3 % d'acrylate d'éthyle, c) 12,6 % du monomère de formule (I) désigné mono P, et aucun épaississant.
Une fois le mélange réalisé, la viscosité Brookfield™ est mesurée à l'instant t = 0 ; les résultats apparaissent dans le tableau 12.
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Tableau .12 : composition (en poids des constituants) des formulations lavantes alcooliques selon la référence (essai n° 48) et selon l'invention (essai n° 47) et viscosités Brookfield™ correspondantes mesurées à t = 0
L'utilisation du copolymère selon l'invention permet d'épaissir sensiblement la formulation selon l'invention.
EXEMPLE 10 : Cet exemple illustre l'utilisation de copolymères selon l'invention dans le domaine du textile.
Pour les essais n° 49 et n° 50, on réalise une pâte d'impression textile, dont la composition et l'ordre d'introduction des constituants est donnée dans le tableau 13 (l'ordre d'introduction n'est pas fondamental mais en respectant la chronologie, la fabrication de la formule s'en trouve facilitée).
Les essais n° 49 (invention) et n° 50 (référence) mettent en œuvre respectivement un épaississant qui est un copolymère composé de : a) 34,5 % d'acide méthacrylique, b) 56,1 % d'acrylate d'éthyle, c) 9,4 % du monomère de formule (I) désigné mono F, et aucun épaississant.
Une fois le mélange réalisé, la viscosité Brookfield™ est mesurée à l'instant t=0 ; les résultats apparaissent dans le tableau 13.
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Tableau 13 : composition (en poids des constituants) des pâtes d'impression textile selon la référence (essai n° 50) et selon l'invention (essai n° 49) et viscosités Brookfield™ correspondantes mesurées à t = 0
L'utilisation du copolymère selon l'invention permet d'épaissir notablement la formulation.
EXEMPLE 11 :
Cet exemple illustre l'utilisation de copolymères selon l'invention dans le domaine de la céramique.
Dans cet exemple, on réalise une formulation appelée véhicule d'émaillage car elle est utilisée comme vecteur pour remaillage des céramiques telles que, et de manière non limitative, les carreaux et les pièces sanitaires. Cette formulation sera utilisée par l'homme du métier comme liquide dans lequel des émaux en poudre seront dispersés puis éventuellement broyés. L'ajout d'un épaississant permet d'obtenir une viscosité finale correcte permettant à la fois une application aisée et une stabilisation de la dispersion d'émail au stockage.
Pour les essais n° 51 et n° 52, on réalise une formulation de véhicule d'émaillage, dont la composition et l'ordre d'introduction des constituants est donnée dans le tableau 14 (l'ordre d'introduction n'est pas fondamental mais en respectant la chronologie, la fabrication de la formule s'en trouve facilitée).
Les essais n° 51 (art antérieur) et n° 52 (invention) mettent en œuvre respectivement un épaississant de l'art antérieur qui est un copolymère acide méthacrylique / acrylate d'éthyle, et un copolymère composé de :
a) 36,5 % d'acide méthacrylique, b) 44,1 % d'acrylate d'éthyle, c) 10,0 % d'acétate de vinyle, d) 9,4 % du monomère de formule (I) désigné mono F.
Une fois le mélange réalisé, la viscosité de la formulation est mesurée au moyen d'une coupe Ford munie d'un orifice de 4 mm, selon les méthodes bien connues de l'homme du métier.
La composition des formulations ainsi que les valeurs de viscosité obtenues sont indiquées dans le tableau 14.
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Tableau 14 : composition (en poids des constituants) pour les essais n° 51 (art antérieur) et n° 52 (invention) et viscosités coupe Ford obtenues
L'utilisation du copolymère selon l'invention permet d'obtenir une viscosité supérieure à celle résultant de l'utilisation du polymère selon l'art antérieur. Pour les essais n° 53 et n° 54, on réalise des formulations de barbotine qui sont utilisées dans le domaine de la céramique.
La fabrication de pièces et matériaux céramique fait appel à l'utilisation de dispersions d'argiles et de minéraux divers broyés en phase aqueuse. Dans le cas de certaines pièces, la dispersion broyée de ces minéraux, appelée barbotine peut être conservée sous forme liquide afin d'être utilisée par moulage ou coulage. Si certaines applications nécessitent une barbotine de faible viscosité, d'autres imposent une viscosité plus élevée afin soit de maintenir les particules de minéraux en suspension ou de donner à la barbotine des caractéristiques de viscosité permettant son application par coulage en moule ou en bande. A cet effet on peut utiliser un épaississant en phase aqueuse tel que décrit dans les essais suivants.
Pour les essais n° 53 et n° 54, on réalise une formulation de barbotine, dont la composition et l'ordre d'introduction des constituants est donnée dans le tableau 15 (l'ordre d'introduction n'est pas fondamental mais en respectant la chronologie, la fabrication de la formule s'en trouve facilitée).
Les essais n° 53 (invention) et n° 54 (référence) mettent en œuvre respectivement un copolymère composé de :
a) 36,5 % d'acide méthacrylique, b) 44,1 % d'acrylate d'éthyle, c) 10,0 % d'acrylamide, d) 9,4 % du monomère de formule (I) désigné mono I', et aucun épaississant.
Une fois le mélange réalisé, la viscosité de la formulation est mesurée au moyen d'un viscosimètre Brookfield™, à la vitesse de 10 tours/minute.
Les compositions des barbotines ainsi que lesdites viscosités Brookfield™ sont indiquées dans le tableau 15.
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Tableau 15 : composition (en poids des constituants) des barbotines pour les essais n° 53 (invention) et n° 54 (référence) et viscosités Brookfield™ obtenues
L'utilisation du copolymère selon l'invention permet d'épaissir notablement la barbotine.
EXEMPLE 12 :
Cet exemple illustre l'utilisation de copolymères selon l'invention dans le domaine du cuir.
Les articles en peau (cuir) doivent souvent être recouvert d'une pellicule protectrice afin de garantir une apparence uniforme et / ou une résistance à l'eau. Cette protection peut être réalisée par l'application d'un vernis en phase aqueuse. La formulation ci- dessous exemplifie l'utilisation du polymère de l'invention afin d'épaissir une formulation à base d'une émulsion acrylique en phase aqueuse, épaississement nécessaire à une application aisée par tout moyen connu de l'homme du métier. En effet, cette formulation non épaissie a une viscosité très faible se traduisant par des coulures lors de l'application du vernis si ce dernier n'est pas épaissi.
Pour les essais n° 55 et n° 56, on réalise une formulation de vernissage destinée aux cuirs, dont la composition et l'ordre d'introduction des constituants est donnée dans le tableau 16 (l'ordre d'introduction n'est pas fondamental mais en respectant la chronologie, la fabrication de la formule s'en trouve facilitée). Les essais n° 55 (art antérieur) et n° 56 (invention) mettent en œuvre respectivement un épaississant de l'art antérieur qui est un copolymère acide méthacrylique / acrylate d'éthyle, et le copolymère mis en oeuvre dans l'essai n° 42.
Une fois la formulation réalisée, la viscosité Brookfield™ est mesurée, à 10 et à 100 tours/minute, afin de vérifier l'effet épaississant des produits.
Les compositions des formulations, ainsi que les viscosités Brookfield™ correspondantes sont indiquées dans le tableau 16.
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Tableau 16 : composition (en poids des constituants) des formulations de vernissage pour cuir pour les essais n° 55 (art antérieur) et n° 56 (invention) et viscosités Brookfield™ obtenues
L'utilisation du copolymère selon l'invention permet d'obtenir une viscosité supérieure au polymère de l'art antérieur.
Pour les essais n° 57 et n° 58, on réalise une formulation du type emulsion grasse pour le cuir.
De très nombreuses émulsions grasses sont utilisées lors du traitement des cuirs et peaux afin d'apporter au produit fini des caractéristiques entre autre mais de manière non limitative de souplesse et résistance à l'eau. Ces émulsions constituées d'huiles d'origine animale, végétale ou synthétique peuvent être transportées sur de grandes distances ou stockées pour des périodes prolongées. Se pose alors le problème de leur stabilité, problème qui peut être partiellement résolu en augmentant leur teneur en matière active. Toutefois, cette augmentation doit souvent être importante afin d'obtenir une émulsion stable et se traduit généralement par une viscosité très élevée rendant la manipulation du produit difficile. L'utilisation d'un polymère épaississant permet de pallier à cet inconvénient en apportant une viscosité importante au repos mais diminuant rapidement lors de la manipulation de l' émulsion, permettant ainsi l'obtention d'un produit stable mais facilement manipulable. Les essais ci-dessous mettent en exergue la propriété du polymère de l'invention à remplir cette fonction.
Pour les essais n° 57 et n° 58, on réalise une formulation du type émulsion grasse destinée aux cuirs, dont la composition et l'ordre d'introduction des constituants est donnée dans le tableau 17 (l'ordre d'introduction n'est pas fondamental mais en respectant la chronologie, la fabrication de la formule s'en trouve facilitée).
Les essais n° 57 (art antérieur) et n° 58 (invention) mettent en œuvre respectivement un épaississant de l'art antérieur qui est un copolymère acide méthacrylique / acrylate d'éthyle, et le copolymère mis en oeuvre dans l'essai n° 47.
Une fois la formulation réalisée, la viscosité Brookfield™ à 10 et à 100 tours / minute est mesurée afin de vérifier l'effet épaississant des produits.
La composition des formulations ainsi que le rapport des viscosités Brookfield™ à 10 et 100 tours/minute sont indiquées dans le tableau 17.
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Tableau 17 : composition (en poids des constituants) des formulations du type émulsion grasse pour le cuir pour les essais n° 57 (art antérieur) et n° 58 (invention) et viscosités Brookfield™ obtenues
Le copolymère de l'invention permet d'obtenir une viscosité Brookfield™ très supérieure au polymère de l'art antérieur avec de plus un rapport entre les viscosités Brookfield™ à 10 et 100 tours/minute supérieur, se traduisant à viscosité Brookfield™ à 10 tours/minute identique par une plus grande stabilité au repos assortie d'une manipulation plus aisée de part une viscosité Brookfield™ à 100 tours/minute plus faible.
EXEMPLE 13 :
Cet exemple illustre l'utilisation de copolymères selon l'invention dans le domaine du forage.
Lors du forage de puits destinés à la recherche de pétrole ou d'autre matières telles que l'eau ou le gaz, l'homme du métier va devoir consolider les parois du puits lorsque celui-ci doit entrer en exploitation ou au cours du forage si le besoin s'en fait sentir. A cet effet, il est couramment employé des dispersions aqueuses de ciment dont la composition la plus simple est à base d'eau, d'épaississant, de dispersant et de ciment. D'autres produits peuvent être utilisés tels que des alourdissants (baryte, hématite) ou d'autres additifs tels que des agents moussants ou réducteurs de filtrat. La formulation ci-dessous n'est donc en aucun cas limitative.
Pour les essais n° 59 et n° 60, on réalise une formulation de dispersion de ciment pour utilisation dans les puits de forage, dont la composition et l'ordre d'introduction des constituants est donnée dans le tableau 18 (l'ordre d'introduction n'est pas fondamental mais en respectant la chronologie, la fabrication de la formule s'en trouve facilitée).
Les essais n° 59 (invention) et n° 60 (référence) mettent en œuvre respectivement un copolymère composé de : a) 8,4 % d'acide méthacrylique, b) 82,2 % d'acrylate d'éthyle, c)'9,4 % du monomère de formule (I) désigné mono I', et aucun épaississant.
Une fois la dispersion réalisée, la viscosité est mesurée au moyen d'une Coupe Ford™ d'un diamètre de 4 mm afin de vérifier l'effet épaississant du polymère de l'invention.
Les compositions des formulations ainsi que les viscosités obtenues sont indiquées dans le tableau 18.
Figure imgf000051_0001
Tableau 18 : composition (en poids des constituants) des formulations du type dispersion de ciment pour les puits de forage pour les essais n° 59 (invention) et n° 60 (référence) et viscosités Coupe Ford™ obtenues
Une faible dose du copolymère de l'invention permet d'épaissir la dispersion.
Pour les essais n° 61 à n° 65, on réalise des boues bentonitiques à base d'eau douce ou d'eau de mer.
Lors du forage d'un puit dans le but de rechercher du pétrole, du gaz ou de l'eau, l'homme du métier utilise entre autre un fluide de forage dont le but est de refroidir le trépan et remonter les déblais. Ce fluide de forage est très souvent à base d'eau, douce ou saline et contient diverses charges minérales ayant pour but de lui donner une certaine consistance et une certaine densité. Cette boue doit avoir des caractéristiques de viscosité très bien contrôlées afin de pouvoir aisément remonter les déblais tout en restant pompable. L'utilisation d'un polymère épaississant permet d'ajuster finement cette viscosité pour répondre au cahier des charges défini sur le lieu de forage et dépendant du type de formation rocheuse traversée. Les boues de forage ci-dessous sont réalisées par mélange sous agitation à haute vitesse dans un mélangeur Hamilton Beach™ des composés suivants. L'ordre d'introduction n'est pas fondamental mais en respectant la chronologie et les temps d'ajout, la fabrication de la formule s'en trouve facilitée.
L'eau de mer synthétique est réalisée par dissolution dans un volume final de 1 litre des sels suivants :
Chlorure de sodium
Figure imgf000052_0001
g.
Chlorure de potassium 0.67 g.
Chlorure de calcium dihydraté 1.36 g.
Chlorure de magnésium hexahydraté 4.66 g.
Sulfate de magnésium heptahydraté 6.29 g. Hydrogénocarbonate de sodium 0.18 g.
Après la préparation des boues, leurs caractéristiques rhéologiques sont mesurées au moyen d'un rhéomètre Fann™. L'utilisation de polymère épaississant vise à augmenter la valeur des viscosités mesurées.
Les essais n° 61 (référence), 62 (art antérieur) et 63 (invention) sont relatifs à des formulations en eau douce, et mettent respectivement en œuvre : aucun épaississant, un polymère de l'art antérieur qui est un copolymère acide méthacrylique / acrylate d'éthyle, et un copolymère composé de :
a) 35,3 % d'acide méthacrylique, b) 52,7 % d'acrylate d'éthyle, c) 12,0 % du monomère de formule (I) désigné mono I" composé de :
Les essais n° 64 (référence) et n° 65 (invention) sont relatifs à des formulations en eau de mer, et mettent respectivement en oeuvre : aucun épaississant, et un copolymère composé de : a) 20,8 % d'acide méthacrylique, b) 70,0 % d'acrylate d'éthyle, c) 9,2 % du monomère de formule (I) désigné mono I".
Les compositions et les viscosités correspondantes sont indiquées dans le tableau 19.
Figure imgf000053_0001
Tableau 19 : composition des formulations de boues bentonitiques en eau douce et en eau de mer, et viscosités Fann™ correspondantes Le copolymère de l'invention permet d'obtenir une viscosité supérieure au polymère de l'art antérieur. Ceci est particulièrement visible sur la mesure à 0.3 T/min après 10 minutes de repos qui représente la capacité de la boue à maintenir en suspension les déblais lors d'un arrêt des pompes de circulation de la boue. Une valeur élevée de cette mesure est nécessaire pour éviter toute sédimentation des déblais au fond du puit, sédimentation qui entraînerait un blocage du forage.
EXEMPLE 14 : Cet exemple illustre l'utilisation de copolymères selon l'invention dans le domaine des liants hydrauliques.
Lors de l'utilisation de liants hydrauliques tels que le ciment, l'homme du métier peut être amené à fabriquer une composition cimentaire dont la viscosité doit être augmentée afin de favoriser la tenue du mélange lors de l'application ou lors d'un démoulage précoce. Cette application n'est bien entendu nullement limitative et le polymère de l'invention pourra être utilisé à chaque fois qu'un épaississement est nécessaire dans une composition cimentaire ou de liant hydraulique, pour quelque application que ce soit.
Pour les essais n° 66 et n° 67, on réalise une formulation de mortier, dans un mélangeur à mortier, dont la composition et l'ordre d'introduction des constituants est donnée dans le tableau 20 (l'ordre d'introduction n'est pas fondamental mais en respectant la chronologie, la fabrication de la formule s'en trouve facilitée).
Les essais n° 66 (invention) et n° 67 (référence) mettent respectivement en œuvre un copolymère composé de :
a) 20,0 % d'acide méthacrylique, b) 70,6 % d'acrylate d'éthyle, c) 9,4 % du monomère de formule (I) désigné mono I', et aucun épaississant. Une fois la formule fabriquée, la viscosité est mesurée au moyen d'une table à choc afin de vérifier l'effet épaississant du polymère de l'invention. Cet épaississement se traduit par un étalement réduit de la galette de mortier sur la table à choc.
La composition des formulations ainsi que les valeurs des étalements correspondant apparaissent dans le tableau 20.
Figure imgf000055_0001
Tableau 20 : composition des mortiers, et étalements correspondants
Le copolymère de l'invention permet de réduire sensiblement l'étalement du mortier, ce qui traduit une augmentation de viscosité.
EXEMPLE 15 :
Cet exemple illustre l'utilisation de copolymères selon l'invention dans le domaine des plâtres.
Le plâtre de Paris (sulfate de calcium, hémihydrate) est très souvent utilisé dans des compositions liantes, collantes ou de jointoiement pour la construction. Il peut être associé à d'autres charges minérales ou non. Certaines utilisations imposent à la dispersion d'avoir une certaine viscosité afin de faciliter sa mise en œuvre par l'homme du métier.
La formulation suivante est composée de plâtre de Paris et de carbonate de calcium. Sa viscosité est contrôlée au moyen d'un anneau de Schmidt™ d'un diamètre intérieur de 6 cm. Cet anneau est posé sur une plaque de verre, rempli de la formulation et soulevé d'un mouvement rapide et régulier. La dispersion de plâtre s'étale alors en une galette d'un diamètre proportionnel à sa viscosité. Dans ce cas, on recherche un étalement nul, la dispersion bien qu'aisément manipulable devant rester immobile. Utilisé par exemple en jointoiement, cette formulation restera en place sans se déformer après son application.
Pour les essais n° 68 et n° 69, on réalise une formulation de plâtre, dont la composition et l'ordre d'introduction des constituants est donnée dans le tableau 21 (l'ordre d'introduction n'est pas fondamental mais en respectant la chronologie, la fabrication de la formule s'en trouve facilitée).
Les essais n° 68 (art antérieur) et n° 69 (invention) mettent respectivement en œuvre un épaississant de l'art antérieur qui est un copolymère de l'acide acrylique et de l'acrylate d'éthyle, et un copolymère constitué de :
a) 36,5 % d'acide méthacrylique, b) 44,1 % d'acrylate d'éthyle, c) 10,0 % de méthacrylamide, d) 9,4 % du monomère de formule (I) désigné mono F.
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Tableau 21 : composition des plâtres, et étalements correspondants
Le copolymère de l'invention permet de maintenir la formulation en place alors que le polymère de l'art antérieur laisse une déformation se produire. EXEMPLE 16 :
Cet exemple concerne l'utilisation des polymères selon l'invention dans le domaine des peintures.
Pour les essais n° 70 à n° 84, on réalise des formulations de peinture, à partir d'une base satinée, et par ajout d'un polymère selon l'art antérieur ou par ajout d'un polymère selon l'invention. La composition de la base satinée est la suivante (poids en grammes) :
Prolylène glycol : 40
Eau : 134
Coatex™ BR3 (COATEX™) : 5
Mergal™ K6N (RIEDEL DE HAEN™) : 2
Nopco™ NDW (HENKEL™) : 1 TiO2 RHD2 : 200
Hydrocarb™ (OMY A™) : 150
Acronal™ 290 D (BASF™): 420
Butyldiglycol : 30
Ammoniaque (31 %) : 3
L'essai n° 70 illustre l'art antérieur et met en œuvre 985 grammes de ladite base satinée, ainsi que 14,1 grammes d'un polymère de l'art antérieur qui est un copolymère de l'acide méthacrylique et de l'acrylate d'éthyle, et 0,9 gramme d'eau.
Les essais n° 71 à n° 84 illustrent l'invention et mettent eu œuvre 985 grammes de ladite base satinée, et 15 grammes de différents copolymères, selon l'invention, identifiés par le numéro des essais où ils ont déjà été mis en oeuvre.
On réalise alors 2 types de tests sur ces différentes formulations de peinture :
- un test de compatibilité pigmentaire, qui consiste à mesurer la viscosité Brookfield™ à 10 et 100 tours/minute sur chaque formulation, puis après ajout de 5 % en poids par rapport au poids total de la formulation, d'un pigment noir qui est le Colanyl N 130 (CLARIANT™) ; on calcule alors la variation de viscosité, exprimée en pourcentage d'évolution par rapport à la viscosité initiale, et notée Δiocomp et Δ100 comp selon qu'elle se réfère à une mesure effectuée à 10 et 100 tours/minute ; moins cette variation est importante, plus la compatibilité pigmentaire s'avère être bonne ;
un test de stabilité à l'étuve, qui consiste à mesurer la viscosité Brookfield™ à 10 et 100 tours/minute sur chaque formulation, puis après un séjour de 10 jours dans une étuve à 50 0C ; on calcule alors la variation de viscosité, exprimée en pourcentage d'évolution par rapport à la viscosité initiale, et notée Δiostab et Δioostab selon qu'elle se réfère à une mesure effectuée à 10 et 100 tours/minute ; plus cette variation est proche de zéro, meilleure s'avère la stabilité ;
Pour les essais n° 70 à n° 84, les polymères utilisés, ainsi que les valeurs de Δ|ocomp et Δioocomp obtenues pour les tests de compatibilité pigmentaire, et les valeurs de Δiostab et Δioostab obtenues pour les tests de stabilité à la température, sont indiquées dans le tableau 22.
Figure imgf000058_0001
* copolymère de l'acide méthacrylique et de l'acrylate d'éthyle
Tableau 22 : polymères utilisés dans les essais n° 70 (art antérieur) et n° 71 à 84 (invention - les polymères sont ici repérés par les numéros des essais où ils ont été précédemment mis en oeuvre), ainsi que valeurs de Δio°omp et Δio0 comp (en % d'augmentation relatif) obtenues pour les tests de compatibilité pigmentaire, et valeurs de Διostab et Δ|oostab (en % d'augmentation relatif) obtenues pour les tests de stabilité à la température. Les résultats obtenus démontrent que l'utilisation des copolymères selon l'invention conduisent à une compatibilité pigmentaire, ainsi qu'à une stabilité à la température systématiquement améliorées par rapport au polymère de l'art antérieur.

Claims

REVENDICATIONS
1- Utilisation de copolymères acryliques hydrosolubles dans des formulations aqueuses éventuellement pigmentées, comme épaississant permettant d'obtenir un développement et/ou un maintien de la viscosité des formulations aqueuses en présence de composés hydrosolubles ou non ou lors de l'addition des dits composés dans les dites formulations, caractérisée en ce que les dits copolymères sont constitués :
a) d'au moins un monomère à insaturation éthylénique et à fonction carboxylique, b) d'au moins un monomère non ionique à insaturation éthylénique, c) d'au moins un monomère oxyalkylé à insaturation éthylénique terminé par une chaîne ramifiée hydrophobe et non aromatique comportant de 10 à 24 atomes de carbone, d) et éventuellement d'au moins un monomère comportant au moins deux insaturations éthyléniques.
2- Utilisation selon la revendication 1 de copolymères acryliques hydrosolubles dans des formulations aqueuses éventuellement pigmentées, comme épaississant permettant d'obtenir un développement et/ou un maintien de la viscosité des formulations aqueuses en présence de composés hydrosolubles ou non ou lors de l'addition des dits composés dans les dites formulations, caractérisée en ce que :
a) le ou les monomères à insaturation éthylénique et à fonction carboxylique sont choisis parmi les monomères à insaturation éthylénique et à fonction monocarboxylique tels que l'acide acrylique ou méthacrylique, ou encore les hémiesters de diacides tels que les monoesters en C] à C4 des acides maléique ou itaconique, ou leurs mélanges, ou choisi parmi les monomères à insaturation éthylénique et fonction dicarboxylique tels que l'acide crotonique, isocrotonique, cinnamique, itaconique, maléique, ou encore les anhydrides d'acides carboxyliques, tels que l'anhydride maléique, b) le ou les monomères non ioniques à insaturation éthylénique sont choisis parmi les esters, les amides ou les nitriles des acides acrylique et méthacrylique, tels que les acrylates ou méthacrylates de méthyle, éthyle, butyle, 2-éthyle-hexyle, our par l'acrylonitrile, l'acétate de vinyle, le styrène, le méthylstyrène, le diisobutylène, la vinylpyrrolidone, la vinylcaprolactame,
c) le ou les monomères oxyalkylé à insaturation éthylénique et terminés par une chaîne ramifiée hydrophobe et non aromatique comportant de 10 à 24 atomes de carbone, possèdent la formule suivante :
Figure imgf000061_0001
dans laquelle :
- m et p représentent un nombre de motifs d'oxyde d'alkylène allant de 0 à 150,
- n représente un nombre de motifs d'oxyde d'éthylène allant de 5 à 150, q représente un nombre entier au moins égal à 1 et tel que 5 < (m+n+p)q < 150, et préférentiellement tel que 15 < (m+n+p)q < 120,
- Ri représente le radical méthyle ou éthyle,
- R2 représente le radical méthyle ou éthyle,
- R représente un radical contenant une fonction insaturée polymérisable, appartenant au groupe des esters acrylique, méthacrylique, maléique, itaconique, ou crotonique,
R' représente une chaîne ramifiée hydrophobe et non aromatique comportant de 10 à 24 atomes de carbone,
d) le ou les monomères éventuels, appelés monomères réticulants, comportant au moins deux insaturations éthyléniques sont choisis dans le groupe constitué par le diacrylate d'éthylène glycol, le diméthacrylate d'éthylène glycol, le triméthylolpropanetriacrylate, le triméthylolpropanetrirnéthacrylate, l'acrylate d'allyle, le méthylène-bis-acrylamide, le méthylène-bis-méthacrylamide, le tétrallyloxyéthane, les triallylcyanurates, les éthers allyliques obtenus à partir de polyols choisis parmi le pentaérythritol, le sorbitol, ou encore le sucrose.
3- Utilisation selon l'une quelconque des revendications 1 ou 2 de copolymères acryliques hydrosolubles dans des formulations aqueuses éventuellement pigmentées, comme épaississant permettant d'obtenir un développement et/ou un maintien de la viscosité des formulations aqueuses en présence de composés hydrosolubles ou non ou lors de l'addition des dits composés dans les dites formulations, caractérisée en ce que les dits copolymères contiennent, exprimé en poids :
a) de 2 à 95 %, et préférentiellement de 5 à 90 % d'au moins un monomère à insaturation éthylénique et à fonction carboxylique choisis parmi les monomères à insaturation éthylénique et à fonction monocarboxylique tels que l'acide acrylique ou méthacrylique, ou encore les hémi esters de diacides tels que les monoesters en Ci à C4 des acides maléique ou itaconique, ou leurs mélanges, ou choisi parmi les monomères à insaturation éthylénique et fonction dicarboxylique tels que l'acide crotonique, isocrotonique, cinnamique, itaconique, maléique, ou encore les anhydrides d'acides carboxyliques, tels que l'anhydride maléique,
b) de 2 à 95 %, et préférentiellement de 5 à 90 % d'au moins un monomère non ionique à insaturation éthylénique choisis parmi les esters, les amides ou les nitriles des acides acrylique et méthacrylique, tels que les acrylates ou méthacrylates de méthyle, éthyle, butyle, 2-éthyle-hexyle, ou par l'acrylonitrile, l'acétate de vinyle, le styrène, le méthylstyrène, le diisobutylène, la vinylpyrrolidone, la vinylcaprolactame,
c) de 2 à 25 % et préférentiellement de 5 à 20 % d'au moins un monomère à insaturation éthylénique et terminé par une chaîne ramifiée hydrophobe et non aromatique comportant de 10 à 24 atomes de carbone, possédant la formule suivante :
Figure imgf000063_0001
dans laquelle :
- m et p représentent un nombre de motifs d'oxyde d'alkylène allant de 0 à 150,
- n représente un nombre de motifs d'oxyde d'éthylène allant de 5 à 150,
- q représente un nombre entier au moins égal à 1 et tel que 5 < (m+n+p)q < 150, et préférentiellement tel que 15 < (m+n+p)q < 120,
- Ri représente le radical méthyle ou éthyle, - R2 représente le radical méthyle ou éthyle,
- R représente un radical contenant une fonction insaturée polymérisable, appartenant au groupe des esters acrylique, méthacrylique, maléique, itaconique, ou crotonique,
- R' représente une chaîne ramifiée hydrophobe et non aromatique comportant de 10 à 24 atomes de carbone,
d) de 0 % à 3 %, d'au moins un monomère comportant au moins deux insaturations éthyléniques choisis dans le groupe constitué par le diacrylate d'éthylène glycol, le diméthacrylate d'éthylène glycol, le triméthylolpropanetriacrylate, le triméthylolpropanetriméthacrylate, l'acrylate d'allyle, le méthylène-bis-acrylamide, le méthylène-bis-méthacrylamide, le tétrallyloxyéthane, les triallylcyanurates, les éthers allyliques obtenus à partir de polyols choisis parmi le pentaérythritol, le sorbitol, ou encore le sucrose,
le total en poids des monomères a), b), c) et d) étant égal à 100 %.
4- Utilisation selon l'une quelconque des revendications 1 à 3 de copolymères acryliques hydrosolubles dans des formulations aqueuses éventuellement pigmentées, comme épaississant permettant d'obtenir un développement et/ou un maintien de la viscosité des formulations aqueuses en présence de composés hydrosolubles ou non ou lors de l'addition des dits composés dans les dites formulations, caractérisée en ce que la chaîne ramifiée hydrophobe et non aromatique du monomère c) comporte de 12 à 24 atomes de carbone, et possède 2 ramifications comportant au moins 6 atomes de carbone.
5- Utilisation selon la revendication 4 de copolymères acryliques hydrosolubles dans des formulations aqueuses éventuellement pigmentées, comme épaississant permettant d'obtenir un développement et/ou un maintien de la viscosité des formulations aqueuses en présence de composés hydrosolubles ou non ou lors de l'addition des dits composés dans les dites formulations, caractérisée en ce que la chaîne ramifiée hydrophobe et non aromatique du monomère c) comporte de 16 à 20 atomes de carbone, et possède 2 ramifications comportant au moins 6 atomes de carbone.
6- Utilisation selon la revendication 5 de copolymères acryliques hydrosolubles dans des formulations aqueuses éventuellement pigmentées, comme épaississant permettant d'obtenir un développement et/ou un maintien de la viscosité des formulations aqueuses en présence de composés hydrosolubles ou non ou lors de l'addition des dits composés dans les dites formulations, caractérisée en ce que la chaîne ramifiée hydrophobe et non aromatique du monomère c) est choisie parmi le 2-hexyl 1-decanyle et le 2-octyl 1-dodecanyle.
7- Utilisation selon l'une quelconque des revendications 1 à 6 de copolymères acryliques hydrosolubles dans des formulations aqueuses éventuellement pigmentées, comme épaississant permettant d'obtenir un développement et/ou un maintien de la viscosité des formulations aqueuses en présence de composés hydrosolubles ou non ou lors de l'addition des dits composés dans les dites formulations, caractérisée en ce que le dit copolymère ne contient pas le monomère réticulant d).
8- Utilisation selon l'une quelconque des revendications 1 à 7 de copolymères acryliques hydrosolubles dans des formulations aqueuses éventuellement pigmentées, comme épaississant permettant d'obtenir un développement et/ou un maintien de la viscosité des formulations aqueuses en présence de composés hydrosolubles ou non ou lors de l'addition des dits composés dans les dites formulations, caractérisée en ce que les dits copolymères sont sous leur forme acide ou partiellement ou totalement neutralisé par un ou plusieurs agents de neutralisation disposant d'une fonction neutralisante monovalente tels que ceux choisis dans le groupe constitué par les cations alcalins, en particulier le sodium, le potassium, le lithium, l'ammonium ou les aminés primaires, secondaires ou tertiaires aliphatiques et/ou cycliques telles que la stéarylamine, les éthanolamines (mono-, di-, triéthanolamine), la mono et diéthylamine, la cyclohexylamine, la méthylcyclohexylamine, le 2-amino 2-méthyl 1- propanol, la morpholine.
9- Utilisation selon l'une des revendications 1 à 8 de copolymères acryliques hydrosolubles dans des formulations aqueuses éventuellement pigmentées, comme épaississant permettant d'obtenir un développement et/ou un maintien de la viscosité des formulations aqueuses en présence de composés hydrosolubles ou non ou lors de l'addition des dits composés dans les dites formulations, caractérisée en ce que les formulations de revêtement sont choisies parmi les peintures dispersions, les vernis, les sauces de couchage papetières, la cosmétique, la détergence, les formulations textiles et les boues de forage.
10- Epaississant permettant d'obtenir un développement et/ou un maintien de la viscosité des formulations aqueuses en présence de composés hydrosolubles ou non ou lors de l'addition des dits composés dans les dites formulations, caractérisé en ce que le dit épaississant est un copolymère acrylique hydrosoluble constitué :
a) d'au moins un monomère à insaturation éthylénique et à fonction carboxylique, b) d'au moins un monomère non ionique à insaturation éthylénique, c) d'au moins un monomère oxyalkylé à insaturation éthylénique terminé par une chaîne ramifiée hydrophobe et non aromatique comportant de
10 à 24 atomes de carbone, d) et éventuellement d'au moins un monomère comportant au moins deux insaturations éthyléniques. 11- Epaississant selon la revendication 10 permettant d'obtenir un développement et/ou un maintien de la viscosité des formulations aqueuses en présence de composés hydrosolubles ou non ou lors de l'addition des dits composés dans les dites formulations, caractérisé en ce que :
a) le ou les monomères à insaturation éthylénique et à fonction carboxylique sont choisis parmi les monomères à insaturation éthylénique et à fonction monocarboxylique tels que l'acide acrylique ou méthacrylique, ou encore les hémiesters de diacides tels que les monoesters en Ci à C4 des acides maléique ou itaconique, ou leurs mélanges, ou choisi parmi les monomères à insaturation éthylénique et fonction dicarboxylique tels que l'acide crotonique, isocrotonique, cinnamique, itaconique, maléique, ou encore les anhydrides d'acides carboxyliques, tels que l'anhydride maléique,
b) le ou les monomères non ioniques à insaturation éthylénique sont choisis parmi les esters, les amides ou les nitriles des acides acrylique et méthacrylique, tels que les acrylates ou méthacrylates de méthyle, éthyle, butyle, 2-éthyle-hexyle, ou par l'acrylonitrile, l'acétate de vinyle, le styrène, le méthylstyrène, le diisobutylène, la vinylpyrrolidone, la vinylcaprolactame,
c) le ou les monomères oxyalkylé à insaturation éthylénique et terminés par une chaîne ramifiée hydrophobe et non aromatique comportant de 10 à 24 atomes de carbone, possèdent la formule suivante :
Figure imgf000066_0001
dans laquelle : m et p représentent un nombre de motifs d'oxyde d'alkylène allant de 0 à 150, n représente un nombre de motifs d'oxyde d'éthylène allant de 5 à 150, - q représente un nombre entier au moins égal à 1 et tel que 5 < (m+n+p)q < 150, et préférentiellement tel que 15 < (m+n+p)q < 120,
Ri représente le radical méthyle ou éthyle, R2 représente le radical méthyle ou éthyle, - R représente un radical contenant une fonction insaturée polymérisable, appartenant au groupe des esters acrylique, méthacrylique, maléique, itaconique, ou crotonique,
- R' représente une chaîne ramifiée hydrophobe et non aromatique comportant de 10 à 24 atomes de carbone,
d) le ou les monomères éventuels, appelés monomères réticulants, comportant au moins deux insaturations éthyléniques sont choisis dans le groupe constitué par le diacrylate d'éthylène glycol, le diméthacrylate d'éthylène glycol, le triméthylolpropanetriacrylate, le triméthylolpropanetriméthacrylate, l'acrylate d'allyle, le méthylène-bis-acrylamide, le méthylène-bis-méthacrylamide, le tétrallyloxyéthane, les triallylcyanurates, les éthers allyliques obtenus à partir de polyols choisis parmi le pentaérythritol, le sorbitol, ou encore le sucrose.
12- Epaississant selon la revendication 11 permettant d'obtenir un développement et/ou un maintien de la viscosité des formulations aqueuses en présence de composés hydrosolubles ou non ou lors de l'addition des dits composés dans les dites formulations, caractérisé en ce que le dit épaississant est un copolymère acrylique hydrosoluble constitué, exprimé en poids :
a) de 2 à 95 %, et préférentiellement de 5 à 90 % d'au moins un monomère à insaturation éthylénique et à fonction carboxylique choisis parmi les monomères à insaturation éthylénique et à fonction monocarboxylique tels que l'acide acrylique ou méthacrylique, ou encore les hémiesters de diacides tels que tes monoesters en Ci à C4 des acides maléique ou itaconique, ou leurs mélanges, ou choisi parmi les monomères à insaturation éthylénique et fonction dicarboxylique tels que l'acide crotonique, isocrotonique, cinnamique, itaconique, maléique, ou encore les anhydrides d'acides carboxyliques, tels que l'anhydride maléique, b) de 2 à 95 %, et préférentiellement de 5 à 90 % d'au moins un monomère non ionique à insaturation éthylénique choisis parmi les esters, les amides ou les nitriles des acides acrylique et méthacrylique, tels que les acrylates ou méthacrylates de méthyle, éthyle, butyle, 2-éthyle-hexyle, ou par Pacrylonitrile, l'acétate de vinyle, le styrène, le méthylstyrène, le diisobutylène, la vinylpyrrolidone, la vinylcaprolactame,
c) de 2 à 25 % et préférentiellement de 5 à 20 % d'au moins un monomère à insaturation éthylénique et terminé par une chaîne ramifiée hydrophobe et non aromatique comportant de 10 à 24 atomes de carbone, possédant la formule suivante :
Figure imgf000068_0001
dans laquelle : m et p représentent un nombre de motifs d'oxyde d'alkylène allant de 0 à 150, n représente un nombre de motifs d'oxyde d'éthylène allant de 5 à 150, q représente un nombre entier au moins égal à 1 et tel que 5 < (m+n+ρ)q < 150, et préférentiellement tel que 15 < (m+n+p)q < 120,
Ri représente le radical méthyle ou éthyle,
R2 représente le radical méthyle ou éthyle,
R représente un radical contenant une fonction insaturée polymérisable, appartenant au groupe des esters acrylique, méthacrylique, maléique, itaconique, ou crotonique,
R' représente une chaîne ramifiée hydrophobe et non aromatique comportant de 10 à 24 atomes de carbone,
d) de 0% à 3%, d'au moins un monomère comportant au moins deux insaturations éthyléniques choisis dans le groupe constitué par le diacrylate d'éthylène glycol, le diméthacrylate d'éthylène glycol, le triméthylolpropanetriacrylate, le triméthylolpropanetriméthacrylate, l'acrylate d'allyle, le méthylène-bis-acrylamide, le méthylène-bis-méthacrylamide, le tétrallyloxyéthane, les triallylcyanurates, les éthers allyliques obtenus à partir de polyols choisis parmi le pentaérythritol, le sorbitol, ou encore le sucrose,
le total en poids des monomères a), b), c) et d) étant égal à 100 %.
13- Epaississant selon l'une quelconque des revendications 10 à 12 permettant d'obtenir un développement et/ou un maintien de la viscosité des formulations aqueuses en présence de composés hydrosolubles ou non ou lors de l'addition des dits composés dans les dites formulations, caractérisé en ce que la chaîne ramifiée hydrophobe et non aromatique du monomère c) comporte de 12 à 24 atomes de carbone, et possède 2 ramifications comportant au moins 6 atomes de carbone.
14- Epaississant selon la revendication 13 permettant d'obtenir un développement et/ou un maintien de la viscosité des formulations aqueuses en présence de composés hydrosolubles ou non ou lors de l'addition des dits composés dans les dites formulations, caractérisé en ce que la chaîne ramifiée hydrophobe et non aromatique du monomère c) comporte de 16 à 20 atomes de carbone, et possède 2 ramifications comportant au moins 6 atomes de carbone.
15- Epaississant selon la revendication 14 permettant d'obtenir un développement et/ou un maintien de la viscosité des formulations aqueuses en présence de composés hydrosolubles ou non ou lors de l'addition des dits composés dans les dites formulations, caractérisé en ce que la chaîne ramifiée hydrophobe et non aromatique du monomère c) est choisie parmi le 2-hexyl 1-decanyle et le 2-octyl 1-dodecanyle.
16- Epaississant selon l'une quelconque des revendications 10 à 15 permettant d'obtenir un développement et/ou un maintien de la viscosité des formulations aqueuses en présence de composés hydrosolubles ou non ou lors de l'addition des dits composés dans les dites formulations, caractérisé en ce que le dit épaississant ne contient pas le monomère réticulant d). 17- Epaississant selon l'une quelconque des revendications 10 à 16 permettant d'obtenir un développement et/ou un maintien de la viscosité des formulations aqueuses en présence de composés hydrosolubles ou non ou lors de l'addition des dits composés dans les dites formulations, caractérisé en ce que le dit épaississant est un copolymère acrylique hydrosoluble sous sa forme acide ou partiellement ou totalement neutralisé par un ou plusieurs agents de neutralisation disposant d'une fonction neutralisante monovalente tels que ceux choisis dans le groupe constitué par les cations alcalins, en particulier le sodium, le potassium, le lithium, l'ammonium ou les aminés primaires, secondaires ou tertiaires aliphatiques et/ou cycliques telles que la stéarylamine, les éthanolamines (mono-, di-, triéthanolamine), la mono et diéthylamine, la cyclohexylamine, la méthylcyclohexylamine, le 2-amino 2-méthyl 1- propanol, la morpholine.
18- Procédé de fabrication de formulations aqueuses éventuellement pigmentées caractérisé en ce que l'on ajoute aux dites formulations l'épaississant selon l'une des revendications 10 à 17 en présence de composés hydrosolubles ou non tels que des sels ou des tensio-actifs ou lors de l'addition des dits composés dans les dites formulations aqueuses.
19- Formulation aqueuse éventuellement pigmentée contenant l'épaississant selon l'une quelconque des revendications 10 à 17.
20- Formulation aqueuse de revêtement selon la revendication 19 caractérisée en ce qu'elle est choisie parmi les peintures en phase aqueuse telles que les peintures dispersions, les vernis, les sauces de couchage, les formulations cosmétiques, les formulations détergentes, les formulations textiles et les boues de forage.
21- Formulation aqueuse selon la revendication 19 caractérisée en ce qu'elle est choisie parmi les formulations pour plaques de plâtre telles que les formulations de pâte à joint pour plaques de plâtre, les formulations pour céramique, les formulations pour cuir, les formulations de plâtre ou encore les formulations pour liants hydrauliques telles que les formulations de mortier.
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