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Title:
AQUEOUS POLYMER DISPERSIONS
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2000/073354
Kind Code:
A1
Abstract:
Aqueous polymer dispersions comprising the following constituents: (a) 40 - 95 wt. % of one or several monomers containing an ethylene unsaturation whereby the homopolymer corresponds to a glass transition temperature (T¿v?) of less than O° C; (b) 4 - 58 wt. % of one or several monomers containing an ethylene unsaturation whereby the homopolymer corresponds to a T¿v? which is more than O° C; (c) 0.05 - 4 wt. % of one or several monomers containing at least two ethylene unsaturations; (d) 0.2 - 5 wt. % of one or several monomers containing an ethylene unsaturation and at least one functional group which can interact at a low temperature at less than 100 °C in the cross-linking process in the coalescence phase.

Inventors:
SAIJA LEO MARIO (IT)
LUGLI MARIO (IT)
BECCHI DANIELE (IT)
Application Number:
PCT/FR2000/001430
Publication Date:
December 07, 2000
Filing Date:
May 26, 2000
Export Citation:
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Assignee:
ATOFINA (FR)
SAIJA LEO MARIO (IT)
LUGLI MARIO (IT)
BECCHI DANIELE (IT)
International Classes:
C08F2/22; C08F220/12; (IPC1-7): C08F2/22; C08F246/00; C14C11/00
Domestic Patent References:
WO1995013331A11995-05-18
WO1991002007A11991-02-21
Foreign References:
EP0387664A21990-09-19
Attorney, Agent or Firm:
Sarraf, Tarek (Atofina Dépt. Propriété Industrielle Cours Michelet-La Défense 10 Paris la Défense Cedex, FR)
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Claims:
REVENDICATIONS
1. Dispersions aqueuses de polymères comprenant les constituants suivants : a) de 40 à 95% en poids d'un ou plusieurs monomères contenant une insaturation éthylénique, dont l'homopolymère correspondant à une température de transition vitreuse (Tv) inférieure à 0°C, de préférence inférieure à20°C ; le constituant a) comprenant aussi éventuellement les monomères contenant les groupes fonctionnels définis en d), à raison de 2050% en poids par rapport à la quantité définie en d) ; b) de 4 à 58% en poids d'un ou plusieurs monomères contenant une insaturation éthylénique, dont l'homopolymère correspondant à une Tv supérieure à 0°C, de préférence supérieure à 40°C ; du constituant b) étant exclue la (méth) acroléine, éventuellement comprenant aussi les monomères contenant les groupes fonctionnels définis en d), à raison de 2050% en poids par rapport à la quantité définie en d) ; c) de 0,05 à 4% en poids d'un ou plusieurs monomères contenant au moins deux insaturations éthyléniques ; d) de 0,2 à 5%, de préférence 0,53%, en poids d'un ou plusieurs monomères contenant une insaturation de type éthylénique et au moins un groupe fonctionnel susceptible d'interagir à basse température, inférieure à 100°C, dans le procédé de réticulation dans la phase de coalescence, du constituant d) étant exclus la (méth) acroléine et l'acrylonitrile.
2. Dispersions aqueuses de polymères selon la revendication 1, comprenant les constituants suivants : a) de 40 à 95% en poids d'un ou plusieurs monomères contenant une insaturation éthylénique, dont l'homopolymère correspondant à une température de transition vitreuse (Tv) inférieure à 0°C, de préférence inférieure à20°C ; du constituant a) étant exclus les monomères contenant les groupes fonctionnels définis en d); b) de 4 à 58% en poids d'un ou plusieurs monomères contenant une insaturation éthylénique, dont l'homopolymère correspondant à une Tv supérieure à 0°C, de préférence supérieure à 40°C ; du constituant b) étant exclue la (méth) acroléine et les monomères contenant les groupes fonctionnels définis en d) ; c) de 0,05 à 4% en poids d'un ou plusieurs monomères contenant au moins deux insaturations éthyléniques ; d) de 0,2 à 5%, de préférence 0,53%, en poids d'un ou plusieurs monomères contenant une insaturation de type éthylénique et au moins un groupe fonctionnel susceptible d'interagir à basse température (inférieure à 100°C) dans le procédé de réticulation dans la phase de coalescence, du constituant d) étant exclus la (méth) acroléine et l'acrylonitrile.
3. Dispersions aqueuses de polymères selon les revendications 12, dans lesquelles le constituant d) est ajouté après environ les deux tiers de la polymérisation des constituants a) + b) + c) par rapport au total de a) + b) + c).
4. Dispersions aqueuses de polymères selon les revendications 13, dans lesquelles le constituant a) est choisi parmi les monomères de type (méth) acrylique, vinylique, possédant de 4 à 20 atomes de carbone, de préférence de 5 à 15 atomes de carbone.
5. Dispersions aqueuses de polymères selon la revendication 4, dans lesquelles le constituant a) est choisi parmi les esters acryliques ou méthacryliques, de préférence 1'acrylate d'éthyle, l'acrylate de butyle, le (méth) acrylate de 2éthylhexyle.
6. Dispersions aqueuses de polymères selon les revendications 15, dans lesquelles le constituant b) est choisi parmi les monomères de type (méth) acrylique, vinylique, possédant de 3 à 20 atomes de carbone, de préférence de 3 à 10 atomes de carbone.
7. Dispersions aqueuses de polymères selon la revendication 6, dans lesquelles le constituant b) est choisi parmi les esters acryliques ou méthacryliques, de préférence le méthacrylate de méthyle, le méthacrylate d'éthyle, l'acrylonitrile, le styrène, l'acétate de vinyle.
8. Dispersions aqueuses de polymères selon les revendications 17, dans lesquelles le constituant c) est choisi parmi les monomères contenant deux insatu rations éthyléniques de type acrylique, vinylique, allylique, de préférence le méthacrylate d'allyle, le di (méth) acrylate d'éthylèneglycol ; les monomères contenant plus de deux insaturations du type sus mentionné, de préférence le tri (méth) acrylate de triméthylolpropane.
9. Dispersions aqueuses de polymères selon les revendications 18, dans lesquelles le constituant d) est choisi parmi les monomères contenant une insaturation de type éthylénique et au moins un groupe fonctionnel choisi parmi les groupes hydroxyle, amide, silane, amine, époxyde.
10. Dispersions aqueuses de polymères selon la revendication 9, dans lesquelles le constituant d) est choisi parmi le (méth) acrylamide, le (méth) acrylate d'hydroxyéthyle, le (méth) acrylate de glycidyle, les composés silane insaturés, tels que les alcoxysilanes, de préférence comportant une insaturation de type vinylique, où le radical alcoxyalkyle possède de 1 à 10 atomes de carbone, de préférence plus de 2.
11. Dispersions aqueuses de polymères selon la revendication 10, dans lesquelles le constituant d) est un monomère silane.
12. Dispersions aqueuses de polymères selon les revendications 111, comprenant de 60 à 90% en poids du constituant a), de 5 à 30% du constituant b), de 0,5 à 1,5% en poids du constituant c), de 0,5 à 4% du constituant d).
13. Procédé de préparation des dispersions aqueuses de polymères selon les revendications 112, dans lequel la polymérisation est de type radicalaire, en émulsion aqueuse, dans lequel une partie de la préémulsion de monomères est introduite dans le réacteur pour démarrer la polymérisation, tandis que la partie restante de la préémulsion est introduite ensuite, immédiatement après le pic exothermique.
14. Procédé selon la revendication 13, comprenant la préparation d'une préémulsion constituée des constituants a) + b) + c), dont 210% en poids sont introduits dans le réacteur de polymérisation pour amorcer la réaction ; au pic exothermique, la partie restante de la préémulsion de a) + b) + c) est introduite à un débit constant jusqu'aux 2/3 de la quantité totale finale ; à la fin, la partie restante de la préémulsion de a) + b) + c) enrichie en constituant d) est introduite.
15. Procédé selon la revendication 13, comprenant, après l'amorçage de la réaction avec une préémulsion constituée des constituants a) + b) + c), la polymérisation séquentielle d'abord d'une préémulsion de a) + b) + c) puis d'une préémulsion de a) + b) + d), les préémulsions ayant le mme rapport des constituants a)/b) ; la quantité en poids de la première préémulsion de a) + b) + c) représentant les 3/4 de la quantité totale des deux préémulsions, la quantité en poids de la deuxième préémulsion de a) + b) + d) représentant le 1/4 de la quantité totale des deux pré émulsions.
16. Procédé selon les revendications 1315, dans lequel la dispersion est stabilisée de préférence par des tensioactifs non ioniques.
17. Utilisation des dispersions aqueuses de polymères selon les revendications 112 pour le traitement de vernissage du cuir.
Description:
DISPERSIONS AQUEUSES DE POLYMERES La présente invention concerne des dispersions aqueuses de polymères acryliques pour le traitement de vernissage du cuir.

Spécifiquement, l'invention concerne des films obtenus à partir de dispersions aqueuses de polymères acryliques qui confèrent au cuir traité une très bonne combinaison de douceur, élasticité, résistance à l'abrasion, tant sec que mouillé, résistance à l'eau et aux solvants, une très bonne acceptation de l'impression, une bonne adhérence au substrat en cuir.

On sait, d'après l'art antérieur, que la technique de finition du cuir, appelée vernissage, fait appel à l'emploi de liants polymères capables de former des films, ayant des propriétés mécaniques appropriées et caractérisés par une bonne adhérence au substrat. Après l'opération de séchage, le film de polymère doit atteindre un degré de réticulation apte à conférer au cuir traité des caractéristiques de douceur, d'élasticité et de résistance à l'abrasion. Cette caractéristique est particulièrement importante dans le cas des cuirs (croûtes) soumis à des opérations de compression et de moulage. Dans ce cas, il est nécessaire que le film de polymère résiste à l'action d'impression, à savoir qu'il ne présente pas de fissures et qu'il soit en mme temps suffisamment plastique pour conserver les profils d'impression voulus.

Dans l'art antérieur, pour atteindre cette très bonne combinaison de propriétés, on utilise des systèmes à deux composants. Par exemple, on peut utiliser des dispersions acryliques fonctionnalisées, des dispersions de polyuréthanne, etc., en combinaison avec des agents de réticulation tels que, par exemple, des polyaziridines, des polycarbodiimides, des polyiso- cyanates, etc. Les dispersions de polyuréthanne donnent une très bonne combinaison de propriétés à l'article final manufacturé, mais présentent l'inconvénient

d'tre trop coûteuses. Dans les systèmes à deux composants, les agents de réticulation réagissent, généralement à la température ambiante au moment de la formation du film, avec les groupes fonctionnels présents dans les chaînes polymères en dispersion.

L'utilisation de systèmes à deux composants crée l'inconvénient d'une durée de vie en pot très limitée, une fois que les composants ont été mélangés. Par ailleurs, il est nécessaire d'insister sur la très grande toxicité de certains agents de réticulation, par exemple les polyaziridines. Ces systèmes à deux composants sont décrits, par exemple, dans l'article de la revue scientifique"Matériaux de tannage des cuirs de peau", année 68, n° 5, septembre-octobre 1992, intitulé"Art antérieur et développements possibles à moyen terme des nouvelles technologies de vernissage des cuirs, en particulier avec des solvants à base d'eau", de A. Cozzolino, pages 503-520.

Une variante aux systèmes à deux composants dans l'art antérieur est constituée des dispersions auto- réticulables disponibles dans le commerce, dans lesquelles la réticulation se fait par l'intermédiaire de groupes fonctionnels déjà présents dans les chaînes polymères en interaction au cours de la phase de coalescence de la dispersion. Les dispersions acryliques fonctionnalisées avec du N-méthylol- acrylamide (NMA) peuvent tre citées en exemple.

L'inconvénient de ces dispersions est qu'elles nécessitent une température élevée, supérieure à 100°C, pour arriver au terme de la réticulation en des temps acceptables au plan industriel. Voir Chemical Abstract 127 192133f"Préparation d'une émulsion de polyacrylate modifié à deux fonctionnalités en tant qu'agent de vernissage du cuir" ; Chemical Abstract 128 90271c "Préparation d'une résine de revtement acrylique de la série MS avec une technologie à réseaux inter- pénétrants".

D'autres dispersions autoréticulables sont celles comprenant des métaux divalents, par exemple des métaux

de transition, décrites dans EP 789 082 et le brevet US 5 723 782. L'inconvénient de ces dispersions est qu'elles contiennent une concentration de métaux lourds qui résulte souvent en une incompatibilité avec les lois de certains pays.

Les dispersions aqueuses autoréticulables à base de polymères acryliques fonctionnalisés avec une (méth) acroléine sont également connues. Ces dispersions sont celles qui sont les plus utilisées sur le marché, étant donné qu'elles permettent d'obtenir des films polymères caractérisés par un bon compromis entre les propriétés mécaniques, la résistance aux solvants et l'absence de caractère collant. Mme si, du point de vue de l'utilisateur final, ils ne présentent pas de problème de nature toxicologique, les systèmes à base de (méth) acroléine sont difficiles à manier pour le producteur de la dispersion polymère. La (méth) acroléine présente effectivement l'inconvénient d'tre un monomère très réactif, volatil et extrmement toxique, qui conduit à des problèmes du point de vue du transport et du maniement.

On ressent le besoin de disposer de dispersions aqueuses autoréticulables n'impliquant pas pour le producteur des dispersions les inconvénients mentionnés ci-dessus des systèmes à base de (méth) acroléine, mais conférant au cuir traité une très bonne combinaison de douceur, élasticité, résistance à l'abrasion tant sec que mouillé, résistance à l'eau et aux solvants, une très bonne acceptation de l'impression, une bonne adhérence au substrat en cuir.

Un but de la présente invention réside donc dans des dispersions aqueuses de polymères comprenant les constituants suivants : a) de 40 à 95% en poids d'un ou plusieurs monomères contenant une insaturation éthylénique, dont l'homopolymère correspondant à une température de transition vitreuse (Tv) inférieure à 0°C, de préférence inférieure à-20°C ; le constituant a) comprenant aussi éventuellement les monomères contenant le groupe

fonctionnel défini en d), à raison de 20-50% en poids par rapport à la quantité définie en d) ; b) de 4 à 58% en poids d'un ou plusieurs monomères contenant une insaturation éthylénique, dont l'homopolymère correspondant à une Tv supérieure à 0°C, de préférence supérieure à 40°C ; du constituant b) étant exclue la (méth) acroléine, éventuellement comprenant aussi les monomères contenant les groupes fonctionnels définis en d), à raison de 20-50% en poids par rapport à la quantité définie en d) ; c) de 0,05 à 4% en poids d'un ou plusieurs monomères contenant au moins deux insaturations éthyléniques ; d) de 0,2 à 5%, de préférence 0,5-3%, en poids d'un ou plusieurs monomères contenant une insaturation de type éthylénique et au moins un groupe fonctionnel susceptible d'interagir à basse température, inférieure à 100°C, dans le procédé de réticulation dans la phase de coalescence, du constituant d) étant exclus la (méth) acroléine et l'acrylonitrile.

De préférence, les dispersions de l'invention comprennent les constituants suivants a) de 40 à 95% en poids d'un ou plusieurs monomères contenant une insaturation éthylénique, dont l'homopolymère correspondant à une température de transition vitreuse (Tv) inférieure à 0°C, de préférence inférieure à-20°C ; du constituant a) étant exclus les monomères contenant les groupes fonctionnels définis en d) ; b) de 4 à 58% en poids d'un ou plusieurs monomères contenant une insaturation éthylénique, dont l'homopolymère correspondant à une Tv supérieure à 0°C, de préférence supérieure à 40°C ; du constituant b) étant exclue la (méth) acroléine et les monomères contenant les groupes fonctionnels définis en d) ; c) de 0,05 à 2% en poids d'un ou plusieurs monomères contenant au moins deux insaturations éthyléniques ;

d) de 0,2 à 5%, de préférence 0,5-3%, en poids d'un où plusieurs monomères contenant une insaturation de type éthylénique et au moins un groupe fonctionnel susceptible d'interagir à basse température (inférieure à 100°C) dans le procédé de réticulation dans la phase de coalescence, du constituant d) étant exclus la (méth) acroléine et l'acrylonitrile.

De préférence, dans les dispersions de l'invention, le constituant d) est ajouté après environ les deux tiers de la polymérisation des constituants a) + b) + c) par rapport au total de a) + b) + c).

En tant que constituant a), on peut utiliser des monomères de type (méth) acrylique, vinylique, etc.

Généralement, les monomères du constituant a) possèdent de 4 à 20 atomes de carbone, de préférence de 5 à 15 atomes de carbone. Les esters acryliques ou méthacryliques, par exemple l'acrylate d'éthyle, l'acrylate de butyle, le (méth) acrylate de 2-éthylhexyle, peuvent tre mentionnés par exemple.

En tant que constituant b), on peut utiliser des monomères de type (méth) acrylique, vinylique, etc.

Généralement, les monomères du constituant b) possèdent de 3 à 20 atomes de carbone, de préférence de 3 à 10 atomes de carbone. Les esters acryliques ou méthacryliques, de préférence le méthacrylate de méthyle, le méthacrylate d'éthyle, l'acrylonitrile, le styrène, l'acétate de vinyle, peuvent tre mentionnés.

En tant que constituant c), on peut utiliser des monomères contenant deux insaturations éthyléniques, de type acrylique, vinylique, allylique, tels que, par exemple, le méthacrylate d'allyle, le di (méth) acrylate d'éthylèneglycol (EGD (M) A) ; des monomères contenant plus de deux insaturations du type susmentionné sont ceux que l'on préfère comme constituant c), par exemple le tri (méth) acrylate de triméthylolpropane (TMPTA).

En tant que constituant c), on peut utiliser des monomères contenant une insaturation de type éthylénique et au moins un groupe fonctionnel susceptible d'interagir dans le procédé de réticulation

dans la phase de coalescence en formant des liaisons covalentes ou des liaisons hydrogène, de préférence covalentes. Les groupes fonctionnels peuvent tre identiques ou différents les uns des autres et on peut citer les groupes hydroxyle, amide, silane, amine, époxyde, etc. Par exemple, on peut mentionner le (méth) acrylamide, le (méth) acrylate d'hydroxyéthyle, le (méth) acrylate de glycidyle, les composés silane insaturés, tels que, par exemple, les alcoxysilanes, de préférence comportant une insaturation de type vinylique, où le radical alcoxyalkyle possède de 1 à 10 atomes de carbone, de préférence plus de 2. Comme monomères d) préférés, on utilise ceux susceptibles de donner des liaisons covalentes, éventuellement en présence de monomères susceptibles de donner des liaisons hydrogène.

De préférence, en tant que constituant d), on utilise un monomère de type silane, tel que défini. Si on le souhaite, on peut aussi ajouter le monomère de type silane à une combinaison de monomères ayant un groupe fonctionnel différent.

Les dispersions préférées de l'invention contiennent de 60 à 90% en poids du constituant a), de 5 à 30% du constituant b), de 0,5 à 1,5% en poids du constituant c), de 0,5 à 4% du constituant d).

Les dispersions de la présente invention s'obtiennent par un procédé de polymérisation radicalaire de type semi-continu, en émulsion aqueuse, dans lequel une partie de la pré-émulsion de monomères préparée antérieurement est introduite dans le réacteur au début de la polymérisation, tandis que la partie restante de la pré-émulsion est ensuite introduite immédiatement après le pic exothermique. Généralement, le pic exothermique apparaît au bout de 5-20 minutes.

Un procédé préféré pour obtenir les dispersions de l'invention comprend la préparation d'une pré-émulsion constituée des constituants a) + b) + c), l'intro- duction de 2-10% en poids de celle-ci dans le réacteur de polymérisation pour amorcer la réaction ; au pic

exothermique, le reste de la pré-émulsion de a) + b) + c) est introduit à un débit constant en l'espace de 2 à 5 heures jusqu'aux 2/3 de la quantité totale finale ; à la fin, la partie restante de la pré-émulsion de a) + b) + c) enrichie en constituant d) dans les concen- trations définies ci-dessus est introduite en l'espace de 30 minutes à environ 2,5 heures. Les durées d'alimentation sont cependant telles que la température dans le réacteur de polymérisation soit maintenue à une valeur prédéfinie.

Un procédé encore plus préféré pour obtenir les dispersions de l'invention consiste, après l'amorçage de la réaction avec une pré-émulsion constituée des constituants a) + b) + c), en une polymérisation séquentielle d'abord d'une pré-émulsion de a) + b) + c) puis d'une pré-émulsion de a) + b) + d), les pré- émulsions ayant le mme rapport des constituants a)/b) ; la quantité en poids de la première pré-émulsion de a) + b) + c) représentant les 3/4 de la quantité totale des deux pré-émulsions, la quantité en poids de la deuxième pré-émulsion de a) + b) + d) représentant le 1/4 de la quantité totale des deux pré-émulsions.

Les systèmes initiateurs sont ceux connus dans l'art antérieur pour la polymérisation radicalaire de monomères en émulsion aqueuse. De préférence, on peut mentionner 1'hydroperoxyde de t-butyle et/ou les sels persulfate, seuls ou en combinaison avec des sels méta- bisulfite et/ou des sels de fer, ou du formaldéhyde- sulfoxylate de sodium.

La préparation des pré-émulsions mentionnées ci- dessus est réalisée avec des procédés connus, grâce à l'emploi de tensioactifs. Par exemple, on peut mentionner les tensioactifs anioniques tels que les sels de métaux alcalins d'alcanesulfonates, par exemple le laurylsulfate de sodium ; les tensioactifs non ioniques tels que les alkylphénols éthoxylés, par exemple le nonylphénol éthoxylé avec 20 moles d'oxyde d'éthylène, ou les alcools gras éthoxylés, par exemple

les alcools gras en C12-Cl4 éthoxylés avec 30 moles d'oxyde d'éthylène.

La dispersion polymère de l'invention peut tre stabilisée, si nécessaire, avec les tensioactifs mentionnés pour la préparation des pré-émulsions, de préférence les tensioactifs non ioniques.

Les températures de polymérisation utilisées sont de préférence dans la gamme de 30°-80°C.

Lorsque la polymérisation est terminée, les dispersions aqueuses de la présente invention sous forme de latex sont caractérisées d'un point de vue physico-chimique (voir les exemples) ; elles sont ensuite séchées pour donner des films polymères destinés à la caractérisation physico-chimique (voir les exemples).

Comme on l'a dit, les dispersions de l'invention sont particulièrement utiles pour la préparation de formulations à utiliser dans le traitement de vernissage du cuir avec la combinaison optimale des propriétés susmentionnées.

Les exemples suivants sont présentés à titre d'illustration, mais ne sont pas des limitations du cadre de l'invention.

EXEMPLES Caractérisation Les films polymères, obtenus par séchage de la dispersion dans des récipients en PTFE appropriés, ont été soumis à une caractérisation physico-chimique après 7 jours de conditionnement dans un environnement contrôlé, à une humidité relative de 50% et une température de 23°C.

Les principaux essais réalisés sont la mesure de la charge maximale, de l'allongement à la rupture, du retour élastique avec des charges statiques, de la dureté Shore A, et de l'absorption de 1'eau, de l'alcool éthylique et de l'acétone. Ces paramètres ont été choisis étant donné qu'ils sont liés directement aux conditions d'emploi du produit.

-La détermination de la contrainte maximale et de l'allongement à la rupture a été faite selon la méthode DIN 53455, avec une éprouvette de type R et une vitesse de traction de 300 mm/min.

-La détermination du retour élastique avec une charge statique a été réalisée selon la méthode ASTM D412.

Des éprouvettes de type 5, mentionnées dans DIN 53455, étirées à 400% (Ia) par rapport à leur longueur initiale (Ii) ont été maintenues sous étirement pendant 8 heures, puis on les a laissées revenir librement, en position verticale, à leur forme initiale pendant une durée de 16 heures, au bout de laquelle on a mesuré la longueur finale (If) des éprouvettes. Le retour élastique RE est exprimé de la manière suivante : RE = (Ia-If)/ (Ia-Ii) x 100 -La détermination des absorptions de 1'eau, de l'éthanol et de l'acétone a été réalisée par immersion d'éprouvettes de dimensions 2 cm x 2 cm, de poids environ 1 g, dans le solvant approprié.

Les éprouvettes ont été pesées avant d'tre immergées et pesées une nouvelle fois après une durée de 7 jours pour le solvant eau, 8 heures pour les autres solvants, après que l'on ait retiré, avec du papier buvard, le liquide éventuellement présent sur leur surface.

Caractérisation des vernis obtenus Le traitement de vernissage est réalisé sur des peaux de veau (croûtes) en utilisant une formulation à base de dispersion polymère de formule suivante : TABLEAU 1 Constituant Parties en poids Cires en émulsion 15,00 Pigment 15,00 Dispersion polymère (50% de 60,00 matière sèche) Eau 10,00

La formulation est appliquée par pulvérisation, de telle manière qu'après 10 minutes de séchage à 60°C, elle donne une quantité de 200-250 g/m2. Le cuir est ensuite soumis à un procédé d'impression à une température d'environ 90°C, sous une pression de 300 atm et pendant un temps de contact d'environ 5 secondes. Le cuir imprimé est ensuite vernis avec une couche légère à base de nitrocellulose.

Acceptation de l'impression On évalue la qualité du procédé d'impression en contrôlant la résistance de la formulation à la fissuration dans le procédé d'impression, la définition et la rétention du dessin imprimé. Le résultat est exprimé sur une échelle de 1 à 5, où 5 indique l'absence totale de microfissures et une très bonne rétention de l'impression, tandis que 1 signifie un vernis totalement fissuré et/ou l'absence de rétention de l'impression.

Caractère collant On évalue le caractère collant en observant la facilité du cuir fini à se détacher de la plaque chaude de la presse. Le résultat est exprimé sur une échelle de 1 à 3, où 3 indique l'absence de caractère collant et la facilité de libération de la plaque, tandis que 1 signifie un vernis très collant et difficile à détacher de la plaque.

Comportement en flexion à sec Pour déterminer le comportement en flexion à sec des cuirs vernis avec les formulations obtenues à partir des dispersions polymères de l'invention, on utilise un flexomètre Bally selon le procédé basé sur la norme IUF 20 de l'Association Internationale des Chimistes du Cuir. Les éprouvettes (65 x 40 mm) sont soumises à des flexions et examinées après un certain nombre de cycles. L'essai est interrompu au nombre de cycles où 10 fissures ou plus apparaissent dans le vernis. Mme si l'étendue des dommages dépend du type de cuir utilisé dans l'essai, une résistance égale à environ 10 000 flexions est considérée comme acceptable.

Résistance au frottement humide Pour déterminer les résistances au frottement humide des cuirs vernis, on utilise la méthode VESLIC C4500. Des éprouvettes en cuir sec de dimensions 115 x 38 mm sont abrasées avec une bourre de feutre humide et chargées avec une pression de 1 kg/cm2. On enregistre le nombre de cycles nécessaire pour transférer une coloration légère à la bourre.

Résistance aux solvants On effectue la détermination de la résistance du vernis aux solvants acétoniques et nitrés en observant le comportement après le contact avec une goutte de solvant. Le résultat est exprimé sur une échelle de 1 à 3, où 3 indique un vernis complètement inchangé et 1 indique un vernis dissous ou éliminé.

EXEMPLE 1 (comparatif) Dans un réacteur de verre, équipé d'un réfrigérant, d'un agitateur, d'un système de régulation de la température et d'une entrée d'azote, on introduit des solutions d'initiateur et d'alimentation en pré- émulsion, 1 355 g d'eau déminéralisée, ainsi que 4,3 g de laurylsulfate de sodium. Dans un autre récipient, équipé d'un agitateur (pré-émulsionneur), on prépare une émulsion, constituée de 1 765 g d'eau déminéralisée, 18 g de laurylsulfate de sodium, 3 185 g

d'acrylate de n-butyle, 540 g d'acrylonitrile, 77 g d'acide méthacrylique et 38 g d'acroléine. Lorsque la température dans le réacteur atteint 50°C, on y introduit 300 g de la pré-émulsion de monomères préparée au préalable et on y ajoute, successivement, 19 g de persulfate de sodium dissous dans 130 g d'eau déminéralisée, 24 mg de sulfate ferreux dissous dans 5 g d'eau déminéralisée et 0,4 g de métabisulfite de sodium dissous dans 5 g d'eau déminéralisée.

Lorsque l'amorçage a commencé, la température à l'intérieur du réacteur s'élève d'environ 10°C (pic exothermique). Une minute après avoir atteint le pic exothermique, on ajoute au contenu du réacteur, à un débit constant, sur une durée de 4 heures, la partie restante de l'émulsion de monomères, ainsi que 3,45 g de métabisulfite de sodium dilué avec 157 g d'eau déminéralisée, en faisant attention de maintenir le contenu du réacteur, pendant la durée de l'alimen- tation, à une température de 60°C. Lorsque l'alimenta- tion est terminée, on maintient le réacteur pendant une demi-heure à la température de 60°C, puis on ajoute, à un débit constant, en l'espace de 75 minutes, 4,5 g d'hydroperoxyde de t-butyle dissous dans 28 g d'eau déminéralisée et 3,4 g de formaldéhyde-sulfoxylate de sodium dissous dans 80 g d'eau. On maintient le mélange réactionnel à 60°C pendant encore une demi-heure, après quoi on le refroidit à la température de 35°C et on ajoute 19 g de triéthylamine, 18 g d'ammoniaque à 28 Bé et 110 g d'eau déminéralisée, puis on poursuit le refroidissement jusqu'à la température ambiante. La dispersion ainsi obtenue, filtrée sur un tamis de 36 mesh, est caractérisée par un résidu sec de 50% (1 h à 105°C), un pH de 7,0, une teneur en pré-coagulum inférieure à 200 ppm et une viscosité (Brookfield RVT à 100 tours/min et 23°C) de 110 mPa. s.

EXEMPLE 2 (comparatif) On répète la polymérisation de 1'exemple 1, en ajoutant dans la pré-émulsion de monomères, au lieu de

l'acroléine, une quantité molaire équivalente d'acrylamide.

EXEMPLE 3 Dans un réacteur du type décrit dans l'exemple 1, on introduit 1 355 g d'eau déminéralisée ainsi que 4,3 g de laurylsulfate de sodium. Dans un autre récipient, équipé d'un agitateur (pré-émulsionneur), on prépare une émulsion, constituée de 1 765 g d'eau déminéralisée, 18 g de laurylsulfate de sodium, 3 185 g d'acrylate de n-butyle (constituant a), 540 g d'acrylo- nitrile (constituant b), 77 g d'acide méthacrylique (constituant b), 29 g de triacrylate de triméthylol- propane (constituant c) et 64 g d'acrylamide (constituant d).

Lorsque le contenu du réacteur atteint la température de 50°C, on y introduit 300 g de la pré- émulsion de monomères préparée au préalable, et on y ajoute, successivement, 19 g de persulfate de sodium dissous dans 130 g d'eau déminéralisée, 24 mg de sulfate ferreux dissous dans 5 g d'eau déminéralisée et 0,4 g de métabisulfite de sodium dissous dans 5 g d'eau déminéralisée.

Lorsque l'amorçage a commencé, la température à l'intérieur du réacteur s'élève d'environ 10°C (pic exothermique). Une minute après avoir atteint le pic exothermique, on ajoute au contenu du réacteur, à un débit constant, sur une durée de 4 heures, la partie restante de 1'émulsion de monomères, ainsi que 3,45 g de métabisulfite de sodium dilué avec 157 g d'eau déminéralisée, en faisant attention de maintenir le contenu du réacteur, pendant la durée de l'alimen- tation, à une température de 60°C. Lorsque l'alimenta- tion en pré-émulsion restante est terminée, on maintient le contenu du réacteur pendant une demi-heure à la température de 60°C, puis on ajoute, à un débit constant, en l'espace de 75 minutes, 4,5 g d'hydro- peroxyde de t-butyle dissous dans 28 g d'eau déminéralisée et 3,4 g de formaldéhyde-sulfoxylate de sodium dissous dans 80 g d'eau. On maintient le mélange

réactionnel à 60°C pendant encore une demi-heure, puis on le refroidit à la température de 35°C et on ajoute 36 g d'ammoniaque à 28% et 110 g d'eau déminéralisée, puis on poursuit le refroidissement jusqu'à la température ambiante.

La dispersion ainsi obtenue, filtrée sur un tamis de 36 mesh, est caractérisée par un résidu sec de 49,6% (1 h à 105°C), un pH de 7,2, une teneur en pré-coagulum inférieure à 200 ppm et une viscosité (Brookfield RVT à 100 tours/min et 23°C) de 200 mPa. s.

EXEMPLE 4 On répète la polymérisation de 1'exemple 3, en augmentant à 44 g la quantité de triacrylate de triméthylolpropane (constituant c).

La dispersion ainsi obtenue, filtrée sur un tamis de 36 mesh, est caractérisée par un résidu sec de 50,2% (1 h à 105°C), un pH de 7,1, une teneur en pré-coagulum inférieure à 200 ppm et une viscosité (Brookfield RVT à 100 tours/min et 23°C) de 180 mPa. s.

EXEMPLE 5 Dans un réacteur du type décrit dans 1'exemple 1, on introduit 1 355 g d'eau déminéralisée ainsi que 4,3 g de laurylsulfate de sodium. Dans un autre récipient, équipé d'un agitateur (pré-émulsionneur), on prépare une émulsion, constituée de 1 830 g d'eau déminéralisée, 18 g de laurylsulfate de sodium, 3 185 g d'acrylate de n-butyle (constituant a), 540 g d'acrylo- nitrile (constituant b), 77 g d'acide méthacrylique (constituant b), 22 g de triacrylate de triméthylol- propane (constituant c). Lorsque le contenu du réacteur atteint la température de 50°C, on y introduit 300 g de la pré-émulsion de monomères préparée au préalable, et on y ajoute, successivement, 19 g de persulfate de sodium dissous dans 130 g d'eau déminéralisée, 24 mg de sulfate ferreux dissous dans 5 g d'eau déminéralisée et 0,4 g de métabisulfite de sodium dissous dans 5 g d'eau déminéralisée.

Lorsque l'amorçage a commencé, la température à l'intérieur du réacteur s'élève d'environ 10°C. Une

minute après avoir atteint la température maximale, on ajoute au contenu du réacteur, à un débit constant, sur une durée de 4 heures, la partie restante de l'émulsion de monomères, ainsi que 3,45 g de métabisulfite de sodium dilué avec 157 g d'eau déminéralisée, en faisant attention de maintenir le contenu du réacteur, pendant la durée de l'alimentation, à une température de 60°C.

Deux heures et demie après le début de l'alimentation, on ajoute 38 g de triisopropoxyvinylsilane (constituant d). Lorsque l'alimentation en pré-émulsion restante est terminée, on maintient le contenu du réacteur pendant une demi-heure à la température de 60°C, puis on ajoute, à un débit constant, en l'espace de 75 minutes, 4,5 g d'hydroperoxyde de t-butyle dissous dans 28 g d'eau déminéralisée et 3,4 g de formaldéhyde- sulfoxylate de sodium dissous dans 80 g d'eau. On maintient le mélange réactionnel à 60°C pendant encore une demi-heure, après quoi on le refroidit à la température de 35°C et on ajoute 36 g d'ammoniaque à 28% et 110 g d'eau déminéralisée, puis on poursuit le refroidissement jusqu'à la température ambiante.

La dispersion ainsi obtenue, filtrée sur un tamis de 36 mesh, est caractérisée par un résidu sec de 50% (1 h à 105°C), un pH de 6,7, une teneur en pré-coagulum inférieure à 200 ppm et une viscosité (Brookfield RVT à 100 tours/min et 23°C) de 70 mPa. s.

EXEMPLE 6 Dans un réacteur du type décrit dans 1'exemple 1, on introduit 1 355 g d'eau déminéralisée ainsi que 4,3 g de laurylsulfate de sodium. Dans un autre récipient, équipé d'un agitateur (pré-émulsionneur), on prépare une émulsion, constituée de 1 765 g d'eau déminéralisée, 18 g de laurylsulfate de sodium, 3 185 g d'acrylate de n-butyle (constituant a), 540 g d'acrylo- nitrile (constituant b), 77 g d'acide méthacrylique (constituant b), 2 g de diméthacrylate d'éthylèneglycol (constituant c). Lorsque tout le contenu du réacteur atteint la température de 50°C, on y introduit 300 g de la pré-émulsion de monomères préparée au préalable, et

on y ajoute, successivement, 19 g de persulfate de sodium dissous dans 130 g d'eau déminéralisée, 24 mg de sulfate ferreux dissous dans 5 g d'eau déminéralisée et 0,4 g de métabisulfite de sodium dissous dans 5 g d'eau déminéralisée.

Lorsque l'alimentation est terminée, on ajoute à l'émulsion de monomères 76 g de triisopropoxyvinyl- silane (constituant d).

Lorsque l'amorçage a commencé, la température à l'intérieur du réacteur s'élève d'environ 10°C. Une minute après avoir atteint la température maximale, on ajoute au contenu du réacteur, à un débit constant, sur une durée de 4 heures, la partie restante de l'émulsion de monomères, ainsi que 3,45 g de métabisulfite de sodium dilué avec 157 g d'eau déminéralisée, en faisant attention de maintenir le contenu du réacteur, pendant la durée de l'alimentation, à une température de 60°C.

Lorsque l'alimentation en pré-émulsion restante est terminée, on maintient le contenu du réacteur pendant une demi-heure à la température de 60°C, puis on ajoute, à un débit constant, en l'espace de 75 minutes, 4,5 g d'hydroperoxyde de t-butyle dissous dans 28 g d'eau déminéralisée et 3,4 g de formaldéhyde- sulfoxylate de sodium dissous dans 80 g d'eau. On maintient le mélange réactionnel à 60°C pendant encore une demi-heure, après quoi on le refroidit à la température de 35°C et on ajoute 36 g d'ammoniaque à 28% et 110 g d'eau déminéralisée, puis on poursuit le refroidissement jusqu'à la température ambiante.

La dispersion ainsi obtenue, filtrée sur un tamis de 36 mesh, est caractérisée par un résidu sec de 49,8% (1 h à 105°C), un pH de 7,2, une teneur en pré-coagulum inférieure à 200 ppm et une viscosité (Brookfield RVT à 100 tours/min et 23°C) de 140 mPa. s.

EXEMPLE 7 On réalise la réaction en polymérisant succes- sivement deux pré-émulsions ayant le mme rapport des constituants a)/b), mais contenant respectivement le constituant c) et le constituant d) de 1'exemple 5. Le

rapport entre la pré-émulsion 1 et la pré-émulsion II est égal à 3 : 1.

Dans un réacteur du type décrit dans 1'exemple 1, on introduit 1 345 g d'eau déminéralisée ainsi que 4,3 g de laurylsulfate de sodium. Dans un autre récipient, on prépare une pré-émulsion I, constituée de 1 190 g d'eau déminéralisée, 13,5 g de laurylsulfate de sodium, 2 387 g d'acrylate de n-butyle (constituant a), 404 g d'acrylonitrile (constituant b), 58 g d'acide méthacrylique (constituant b), 29 g de triacrylate de triméthylolpropane (constituant c). Séparément, dans un troisième récipient, on prépare une pré-émulsion II constituée de 395 g d'eau déminéralisée, 4,5 g de laurylsulfate de sodium, 796 g d'acrylate de n-butyle (constituant a), 134 g d'acrylonitrile (constituant b), 19 g d'acide méthacrylique (constituant b) et 28,7 g de triisopropoxyvinylsilane (constituant d). Lorsque le contenu du réacteur atteint la température de 50°C, on y introduit 300 g de la pré-émulsion I préparée au préalable, et on ajoute, successivement, 19 g de persulfate de sodium dissous dans 130 g d'eau déminéralisée, 24 mg de sulfate ferreux dissous dans 5 g d'eau déminéralisée et 0,4 g de métabisulfite de sodium dissous dans 5 g d'eau déminéralisée.

Lorsque l'amorçage a commencé, la température à l'intérieur du réacteur s'élève d'environ 10°C. Une minute après avoir atteint la température maximale, on ajoute au contenu du réacteur, à un débit constant, sur une durée de 3 heures, la partie restante de la pré- émulsion I, ainsi que 2,59 g de métabisulfite de sodium dissous dans 118 g d'eau déminéralisée, en faisant attention de maintenir le contenu du réacteur, pendant la durée de l'alimentation, à une température de 60°C.

Lorsque l'alimentation en pré-émulsion I est terminée, on commence l'alimentation en pré-émulsion II pendant une heure, en mme temps que 0,86 g de métabisulfite de Na dissous dans 39 g d'eau. Lorsque l'alimentation en pré-émulsion II est terminée, on maintient le réacteur pendant une demi-heure à la température de 60°C, puis

on ajoute, à un débit constant, en l'espace de 75 minutes, 4,5 g d'hydroperoxyde de t-butyle dissous dans 28 g d'eau déminéralisée et 3,4 g de formaldéhyde- sulfoxylate de sodium dissous dans 80 g d'eau. On maintient le mélange réactionnel à 60°C pendant encore une demi-heure, après quoi on le refroidit à la température de 35°C et on ajoute 36 g d'ammoniaque à 28% et 110 g d'eau déminéralisée, puis on poursuit le refroidissement jusqu'à la température ambiante.

La dispersion ainsi obtenue, filtrée sur un tamis de 36 mesh, est caractérisée par un résidu sec de 50% (1 h à 105°C), un pH de 7,5, une teneur en pré-coagulum inférieure à 200 ppm (sur une maille de 275 mesh) et une viscosité (Brookfield RVT à 100 tours/min et 23°C) de 130 mPa. s.

Le tableau 2 présente les caractéristiques mécaniques des films polymères obtenus et leur absorption dans l'eau, l'éthanol, l'acétone. Les résultats des essais d'application sur le cuir sont regroupés dans le tableau 3.

TABLEAU 2 Exemple Contrainte à Allongement Déformation Dureté Absorption Absorption Absorption larupture à la permanente Shore d'eau à 7 d'éthanol à d'acétone (N/mm2) rupture à 400% Ajours8 hua 8 h (o) ( 1 (comp.) 1,8 600 96 16 36 53 580 2 (comp.) 2,8 910 71 21 40 62 dissous 33,0 600 90 26 60 62 gonflé 43,7 370 rupture 30 52 52 gonflé 52,5 890 94 18 17 59 880 63,7 560 97 23 33 54 440 72,5 940 94 18 20 55 750 TABLEAU 3 Exemple Acceptation de Caractère VESLIC humide BALLY sec Résistance a Résistance l'impression collant Nombre de Nombre de l'acétone au solvant cycles flexions nitré 1 (comp.) 3 2 130 17 000 1 2/3 2 (comp.) 1 3 20 2 000 1 1 3 2 3 40 5 000 2 1 4 5 3 40 4 000 3 1 5 3M4 2 140 20 000 3 3 6 3 2 80 6 000 1 3 7 3/2 160 20 000 3 3