Ces dispersions généralement désignées par latex, sont utilisées dans les industries de revêtements en particulier dans les peintures, les adhésifs, le papier, le cuir, le textile et les encres.

De manière générale les dispersions filmogènes utilisées dans les industries décrites précédemment contiennent des particules de polymères comme liants. Ceci nécessite dans la plupart des cas une post-réticulation destinée à améliorer les propriétés des revêtements obtenus, en particulier la tenue aux solvants, les propriétés mécaniques et la réduction du collant superficiel.

L'étape de réticulation doit être adaptée aux conditions de mise en oeuvre et au domaine d'application.

Souvent la post-réticulation engendre certains problèmes tels que le jaunissement et la dégradation du film, ou encore un coût supplémentaire de production.

Ces problèmes peuvent être évités par une réticulation à basse température. Ceci a été décrit en particulier dans les peintures pour le bâtiment qui nécessitent la mise en oeuvre à température ambiante et parfois même en-dessous. En revanche les revêtements du bois, du cuir ou des peintures industrielles tolèrent la réticulation à température plus élevée.

Les systèmes réticulables à basse ou à moyenne température sont généralement basés sur la combinaison de deux éléments qui sont l'utilisation de monomères fonctionnels copolymérisés lors de la synthèse du liant et t'ajout après la synthèse ou au moment de la mise en oeuvre d'un agent multifonctionnel réticulant.

A titre indicatif EP 552469, EP 555774 et EP 653469 décrivent la réticulation d'un latex fonctionnel à base d'acétoacétoxyéthyle par une polyamine. En revanche EP 581466 réticule le même latex par un polyaldéhyde.

L'inconvénient majeur de ces systèmes est que l'agent réticulant est en général une petite molécule ajoutée dans la solution après la synthèse du latex. Cette molécule de par sa taille et son coefficient de partage entre phase aqueuse et phase organique (polymère) diffuse dans le polymère entraînant une pré-réticulation et rendant le stockage de la dispersion difficile, voire impossible.

Certains articles et publications tels que Polym. Mater. Sci. Ing. Eng.

56 pages 780 à 784 ; 1987 et Polym. Mater. Sci. Ing. Eng. 59 pages 1156 à 1160 ; 1988, mentionnent l'obtention, dans des conditions particulières (pH, catalyseurs, réactifs...) de films réticulables à température ambiante à partir de latex portant une fonction acétal du type acrylamido butyraldéhyde dialkylacétal désigné généralement par ABDA. Cette réticulation réalisée en présence de sels d'ammonium ne peut être obtenue qu'avec ce type d'acétal car elle est due à la faculté qu'a I'ABDA de conduire à une forme cyclique de la chaîne pendante présentant ainsi une réactivité suffisante pour réticuler.

Le problème que cherche à résoudre l'invention est de trouver une dispersion aqueuse stable au stockage et qui conduit au moment de la filmification à basse température à un film réticulé sans l'intervention d'agents réticulants.

La demanderesse a trouvé que les dispersions aqueuses à base de polymères fonctionnalises acétals ou aldéhydes synthétisées en milieu acide constituent une solution ingénieuse au problème évoqué précédemment.

En effet, la demanderesse a trouvé que de telles dispersions contenant ou non I'acrylamide comme co-monomère sont stables au stockage et conduisent pendant ou après la coalescence à température ambiante, quel que soit le degré d'acidité (le pH) de mise en oeuvre, et parfois à une température plu's basse à un film réticulé ayant des propriétés

améliorées par rapport à un film non réticulé. La réticulation pouvant être activée par un traitement thermique.

Comme la réticulation est réalisée sans l'intervention d'agents réticulants, ces systèmes sont appelés au sens de l'invention systèmes monocomposants.

L'avantage de la composition de l'invention est que la fonction active de la réticulation est la fonction aldéhyde. Celle-ci est latente dans le latex du fait de la présence d'eau, sous forme de la fonction aldéhyde hydraté et ne peut être générée que lors de t'évaporation d'eau. Elle peut alors réagir avec elle-même ou avec I'acrylamide pour conduire à la réticulation à température ambiante.

Cette fonction aldéhyde peut être obtenue par copolymérisation d'un monomère aldéhyde, d'un monomère acétal en milieu acide ou par acidification d'un latex fonctionnalisé acétal synthétisé en milieu neutre ou basique.

Un autre avantage réside dans le fait que l'absence de petite molécule réactive susceptible de diffuser dans les particules garantit une meilleure stabilité au stockage.

Un des objets de l'invention est une dispersion aqueuse de particules d'au moins un polymère de diamètre compris entre 50 et 500 nm, ledit polymère étant constitué : de 0,1 à 50 % en poids de reste de monomère A portant une fonction acétal, aldéhyde ou acétal masqué, de 50 à 99,9 % en poids de reste d'au moins un monomère B copotymérisabte avec A.

Les monomères A sont choisis dans le groupe I contenant -les aldéhydes tels que l'acroléine, la méthacroléine, le formyl styrol, le crotonaldéhyde.

-les aldéhydes répondant à la formule : -les aldéhydes masqués répondant aux formules suivantes

formules dans lesquelles -R représente un hydrogène ou un méthyle, -R2 et R3, identiques, représentent chacun un groupe alkyle en C1 - C8, ou bien forment ensemble un groupe -CH2-CR5R6- (CH2) n- où n = 0 ou 1, R5 et R6 identiques ou différents, représentent chacun un hydrogène ou un méthyle, -R4 représente un alkylène en C2-C4, -E représente 0, NH ou NR' où R'représente un hydrogène ou un alkyle en Cl-Ce, -G représente un reste alkylène en Cl-C4 ou un reste où R7 représente un hydrogène ou un alkyle en Cl-C4- Le monomère A1 préféré peut être choisi parmi : -les N- (2, 2-dialcoxy 1-hydroxy éthyl)-(méth) acrylamides et les N- (1,2,2-trialcoxy éthyl)-(méth) acrylamides, le terme alcoxy signifiant alcoxy en quetels N-(2,2-diméthoxy.le 1-hydroxy ;(DMH) N-(2,2-diméthoxy1-hydroxyéthyl)-méthacrylamide;.le . le N- (1,2, 2-triméthoxy éthyl)-acrylamide ; . le N- (1,2, 2-triméthoxy éthyl)-méthacrylamide ; . le N- (2,2-dibutoxy 1-hydroxy éthyl)-acrylamide ; . le N- (2,2-dibutoxy 1-hydroxy éthyl)-méthacrylamide ;

. le N- (1,2,2-tributoxy éthyl)-acrylamide ; . le N- (1,2,2-tributoxy éthyl)-méthacrylamide ; . le N- (2, 2-diméthoxyéthyle)-méthacrylamide ; -le 2 vinyl 1,3 dioxolane ; - le 4-acrylamidobutyraldéhydr diméthyl ou diéthyl acétal (ABDA) ; - le méthacrylamidoacétaldéhyde diméthyl, ou diéthyl acétal (MAAMA) ; -I'acrylate de diéthoxypropyle ; -le méthacrylate de diéthoxypropyle ; -I'acryloyloxopropyl-1, 3-dioxolane ; -le méthacryloyloxopropyl-1, 3-dioxolane ; et -le N- (1, 1-diméthoxy-but-4-y1) méthacrylamide.

Selon une forme avantageuse de l'invention A1 est le DMH ou le MAAMA.

Le monomère B est choisi dans le groupe il contenant : -les acrylates et méthacrylates répondant à la formule générale suivante : dans laquelle (CH2)n1avecn1=1à14R8= Rg = H ou Cn2F2n2+ 1 acides(méth)acrylique,itaconiqueoumaleique-les -le (méth) acrylamide -le styrène et ses dérivés -t'acétate de vinyle -I'acrylonitrile -I'éthylène -le chlorure de vinyle -les esters de I'acide versatique répondant à la formule :

dans laquelle Rgo, Rlget R12 = H ou alkyl en Cl-Cg Les latex fonctionnalisés acétals peuvent être obtenus conformément aux techniques de polymérisation en émulsion connues de I'homme du métier par copolymérisation d'un monomère acétal (DMH, MAAMA, ABDA, etc...), en présence d'autres comonomères divers et en particulier I'acrylamide qui améliore l'efficacité de la réticulation.

La fonctionnalité acétal peut également être obtenue par synthèse d'un latex fonctionnalisé acrylamide ou par synthèse d'un latex comportant un monomère acrylique, puis modification a posteriori du latex respectivement, par le diméthoxy éthanal (DME) selon US 4918139, ou par transestérification en présence de catalyseur de type titanate par I'amino butyraldéhyde di alkyl acétal (ABAA) selon J. of Applied Polymer Science vol. 51,1063-1070,1994.

Un autre objet de l'invention est un procédé d'obtention de film réticulé à température ambiante à partir des latex de l'invention.

Ce procédé consiste en I'application soit du latex tel quel lorsque celui-ci est préparé en milieu acide quel que soit le pH de la mise en oeuvre, soit du latex acidifié lorsqu'il est préparé en milieu basique ou neutre suivie d'un séchage à température ambiante ou inférieure à 40 ° C, sans l'intervention d'agents de réticulation.

En effet, la demanderesse a trouvé que la fonction active en terme de réticulation est en fait l'aldéhyde, qui peut être obtenue par déprotection de la fonction acétal en milieu acide. Cependant en présence d'eau l'aldéhyde se trouve sous une forme hydratée (non réactive) qui ne redeviendra active que lors du séchage et donc de la filmification.

Pour la mise en oeuvre de l'invention on procède de la manière suivante :

-on polymérise en émulsion en milieu acide, neutre ou basique, un mélange contenant les monomères A et B dans les proportions définies plus haut, le latex obtenu est porté au pH exigé par I'application, en général à un pH compris entre 2 et 10. le latex est ensuite appliqué sur un support quelconque et séché à température ambiante.

Chaque latex est alors analyse au niveau des propriétés du film obtenu par un séchage à température ambiante, puis du même film après un traitement thermique supplémentaire de 15 minutes à 160°C.

Les propriétés du film évaluées sont la résistance au solvant qui est déterminée par des mesures de pourcentages d'insolubles d'éprouvettes immergées dans t'acétone à température ambiante pendant 24 h et du pourcentage d'acétone absorbé par ces mêmes éprouvettes que nous appelons indice de gonflement, ainsi que les propriétés mécaniques du film au travers d'un test de traction (détermination de la contrainte et de l'allongement à la rupture).

Le degré de réticulation du film et donc ses bonnes propriétés applicatives seront caractérisés par un taux d'insolubles le plus élevé possible, un indice de gonflement le plus faible possible, ainsi qu'une contrainte et un allongement à la rupture les plus élevés possible.

L'existence d'une réticulation à température ambiante du film lors de la coalescence sera mise en évidence par la comparaison des propriétés avant et après traitement thermique.

Les exemples suivants illustrent l'invention sans en limiter la portée.

Exemple 1 Synthèse des latex fonctionnalisés DMH en milieu acide Les latex ont été synthétisés de manière classique selon un procédé de polymérisation semi continu par addition simultanée et séparée, d'une solution d'amorceur et d'une préémulsion sur un pied de cuve, préalablement chauffé à 75°C, se trouvant dans le réacteur, équipé d'une circulation d'eau chaude dans la double enveloppe, d'une agitation centrale, et d'un condenseur.

Pied de cuve Eau 54.00 parts REWOPAL NOS 25 0.25 REWOPAL HV 25 0.05 Préémulsion Eau 62.00 REWOPAL NOS 25 2.25 REWOPAL HV 25 0.45 Monomères 100.00 Solution d'amorceur Eau 6.00 Persulfate de sodium 0.30 Les quantités sont exprimées en parts de matières actives, le REWOPAL NOS 25 étant un nonyl phenol éthoxylé sulfate de sodium commercialisé par la Société WITCO à 35 % dans !'eau, alors que le REWOPAL HV 25 est un nonyl phenol éthoxylé commercialisé par la même société à 100 % de matière active.

Mode opératoire Introduire le pied de cuve dans le réacteur, homogénéiser et porter à 75°C. Lorsque la température du pied de cuve atteint 75°C, couler la préémulsion et la solution d'amorceur en 4 h.

Laisser réagir une heure supplémentaire à 75°C.

Refroidir jusqu'à température ambiante, et filtrer sur toile de 100 microns.

Caractéristiques des latex synthétisés Les caractéristiques des produits synthétisés sont les suivantes Référence1. 11.2 Acrylate d'éthyle 100 98 Highlink DMH-2

Extrait-sec (%) 45.2 44.7 pH 2. 0 2.4 Diamètre (nm) 146 137 Viscosité (mPa. s) < 100 < 100

Les quantités de monomères sont exprimées en % poids de matière active, I'Highlink DMH étant commercialisé en solution aqueuse à 50 % par la société Hoechst (2 % poids de DMH correspondent à 1.2 % molaires).

Exemple 2 Synthèse des latex fonctionnalisés DMH en mileu basique Les latex ont été synthétisés selon un procédé analogue, certaines synthèses ayant été réalisées en milieu tamponné, du bicarbonate de sodium ayant été, dans ce cas, introduit dans la préémulsion. D'autres synthèses ont été réalisées en milieu ammoniacal, de l'ammoniaque à 20 % ayant été ajouté à la préémulsion pour obtenir un pH de 8, le pH dans le réacteur ayant ainsi été maintenu au-dessus de 6.

Pied de cuve Eau 54.00 parts REWOPAL NOS 25 0.25 REWOPAL HV 25 0.05 Préémulsion Eau 62.00 REWOPAL NOS 25 2.25 REWOPAL HV 25 0.45 Monomères 100.00 NaHC03 (0.20) Ammoniaque 20 % (qsq pH = 8) Solution d'amorceur Eau 6.00 Persulfate de sodium 0.5 Caractéristiques des latex synthétisés Les caractéristiques des produits synthétisés sont les suivants Références2. 12. 22.3 2. 4 2. 5 2.6 Acrylate d'éthyle 98 97 99 98 97.65 97.05 Acrylamide----0.35 0.85 Higlink DMH 2 3 1 2 2 2.1 NaHC03 oui oui oui-- Ammoniaque 20 %---oui oui oui Extrait-sec 44. 7 44. 0 45. 7 45. 1 45. 6 44.5 pH 6. 3 6. 2 6. 3 8. 0 8. 0 8.0 Diamètre (nm) 155 160 171 177 178 166 Viscosité (mPa. s) <100 <100 <100 <100 <100 <100

Exemple 3 Synthèse des latex fonctionnalisés DMH via Acrylamide en milieu basique Les latex ont tout d'abord été synthétisés selon un procédé analogue à l'exemple 1 Pied de cuve Eau 54.00 parts REWOPAL NOS 25 0.25 REWOPAL HV 25 0.05 Préémulsion Eau 62.00 REWOPAL NOS 25 2.25 REWOPAL HV 25 0.45 Monomères 100.00 Solution d'amorceur Eau 6.00 Persulfate de sodium 0.50 Caractéristiques des latex synthétisés Les caractéristiques des produits synthétisés sont les suivantes Référence3. 13.2 Acrylate d'éthyle 99.15 98.8 Acrylamide 0. 85 1.2 Extrait-sec (%) 45.6 45.7 pH 2. 9 2.6 Diamètre (nm) 175 169 Viscosité (mPa. s) < 100 < 100 0.85 % poids d'acrylamide correspondent à 1.2 % molaires.

Réaction du DME sur le latex Après synthèse les latex sont portés à pH 8 par ajout d'ammoniaque puis à 45 ° C sous agitation. Le diméthoxyéthanal est alors ajouté en quantité inférieure ou égale à la stoechiométrie en acrylamide, pour conduire à un latex fonctionnalisé DMH présentant éventuellement des fonctions acrylamide résiduelles. La réaction est maintenue à 45°C pendant 7 heures sous agitation. Le latex est alors refroidi et caractérisé comme précédemment.

Caractéristiques des latex synthétisés Les caractéristiques des films finalement obtenus sont les suivantes Référence 3. 3 3.4 Latex de départ3. 13.2 DME ajouté/Acrylamide stoech. 70 % stoech. Acrylated'éthyle 98 97.65 Acrylamidethéorique-0.35 DMHthéorique 2 2 Extrait-sec(%) 45. 8 45.5 pH 8. 0 8.1 Diamètre (nm) 175 172 Viscosité (mPa. s) < 100 < 100 Le DME est commercialisé en solution aqueuse à 60 % par la Société HOECHST, les quaritit6s d'Acrylamide et de DMH final étant calculées en admettant un rendement de la réaction acrylamide + DME de 100 %.

Exemple 4 Synthèse des latex fonctionnalisés MAAMA en milieu acide Synthèse identique à celle de l'exemple 1 Référence 4.1

Methacrylate de méthyle 34 % Acrylate de butyle 63.5 % MAAMA 2.5 % Extrait sec 44.5 % pH 2.5 Taille 224 nm Viscosité < 100 mPa. s Exemple 5 Synthèse des latex fonctionnalisés MAAMA en milieu basique Les latex ont été synthétisés selon un procédé analogue à celui de l'exemple 2 certaines synthèses ayant été réalisées en milieu tamponné, du bicarbonate de sodium ayant été, dans ce cas, introduit dans la préémulsion.

Pied de cuve Eau 54.00 parts REWOPAL NOS 25 0.25 REWOPAL HV 25 0.05 Préémulsion Eau 62.00 REWOPAL NOS 25 2.25 REWOPAL HV 25 0.45 Monomères 100.00 NaHC03 (0.30) Solution d'amorceur Eau 6.00 Persulfate de sodium 0.50 Caractéristiques des latex synthétisés Les caractéristiques des produits synthétisés sont les suivantes

Référence5. 15. 25. 35.4 Méthacrylate de méthyle 35 33 34 31 Acrylate de butyle 65 61. 3 61. 3 57.6 MAAMA-5. 7 2. 9 11.4 NaHC03 oui oui oui oui Extrait-sec (%) 44.9 44. 8 45. 2 44.7 pH 8. 5 8. 3 8. 1 8.0 Diamètre (nm) 228 215 230 224 Viscosité (mPa. s) < 100 < 100 < 100 < 100

Exemple 6 Etude de la réticulation des films issus des latex à différents pH Le degré de pré-réticulation de chaque film latex obtenu par séchage 21 jours à 23°C, 50 % HR, et le degré de post-réticulation thermique des films seches comme précédemment puis soumis à un traitement thermique 15 mn à 160°C, ont été déterminés par une mesure de taux d'insolubles et des pourcentages d'acétone absorbé (indice de gonflement), sur des éprouvettes (moyenne de 3 mesures), après immersion 24 h dans t'acétone.

Les dimensions des éprouvettes sont de 10 x 25 mm, t'épaisseur étant comprise entre 1 et 2 mm.

Des films ont été réalisés directement à partir des latex synthétisés précédemment puis à partir des mêmes latex portés suivant les cas à pH acide (pH = 2) par ajout d'acide chlorhydrique à 10 %, ou portés à pH basique (pH = 8) par ajout d'ammoniaque à 20 %. Latex Gonflement % insolubles Gonflement % insolubles Référence 23°C 23°C 160°C 160 (pH) (%) (%) (%) (%) 1.1 (pH = 2) 35.7 81. 4 _ 1.2 (pH = 2.2) 9. 3 95 8. 8 92. 1 1.2 (pH = 8) 11. 7 88. 6 13. 2 87.6 2.1 (pH = 6.3) 34. 5 79. 2 9. 0 91. 5 2.4 (pH = 2) 10. 6 83.4 9.8 85.7 2.4 (pH = 8) 26. 5 81.9. 8.9 95.7 2.5 (pH = 8) 18.5 100 9.7 90.6 2.6 (pH = 8) 30 84. 4 10. 5 89. 6 3.1 (pH = 2.9) 27. 1 85. 2 29. 4 77. 1 3.2 (pH = 1.2) 32. 1 81. 8 31. 4 74.4 3.3 (pH = 8) 30.6 81. 6 17. 2 82. 2 3.4 (pH = 8.1) 26. 7 84. 1 15. 2 83.4 4.1 (pH = 2.5) 7. 7 82. 9 6. 7 88. 2 4.1 (pH = 9) 10. 7 74. 1 5. 8 90. 1 5.1 (pH = 8.5) infini 0 ND ND 5.1 (pH = 2) infini 0 ND ND 5.2 (pH = 8.3) infini 0 ND ND 5.2 (pH = 2) 3.9 95.9 ND ND 5.3 (pH = 8.1) infini 0 ND ND 5.3 (pH = 2) 5. 1 92. 8 ND ND 5.4 (pH = 8.0) infini 0 ND ND 5.4 (pH = 2) 2. 6 96. 4 ND ND Exempte 7 Propriétés mécaniques des films issus des latex à différents pH Les propriétés mécaniques des mêmes films que précédemment ont été déterminées au travers d'un test de traction réalisé selon la norme ISO 527. Latex Allongement Contrainte à la Allongement Contrainte à la Référence à la rupture rupture à la rupture rupture (pH) (%) (Mpa) (%) (Mpa) séchage 23°C séchage 23°C récuit 160°C recuit 160°C 1.1 (pH = 2) > 2000 0. 2 ND ND 1.2 (pH = 2.2) 410 1. 1 350 1. 6 1.2 (pH = 8) 700 4. 9 600 1. 9 2.1 (pH = 6.3) > 2000 0. 2 520 1. 85 2.4 (pH = 2) 600 1. 5 600 1. 5 2.4 (pH = 8) > 2000 0. 2 600 1. 9 2.5 (pH = 8) 1600 0. 9 543 1. 7 2.6 (pH = 8) > 2000 0. 1 533 2. 3 3.1 (pH = 2. 9) >2000 0.1 1400 1.6 3.2 (pH = 1.2) > 2000 0. 2 1100 0. 9 3.3 (pH = 8) 900 1. 2 495 0. 9 3.4 (pH = 8.1) 738 1. 3 501 1. 9 4.1 (pH = 2.5) 550 2.1 ND ND 4.1 (pH = 9) 750 2. 5 ND ND 5. 1 (pH = 8.5) > 2000 0. 5 ND ND 5.1 (pH = 2) > 2000 0. 5 ND ND 5.2 (pH = 8.3) > 2000 0. 5 ND ND