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Compositions d'enduits et émulsions convenant pour la préparation de compositions d'enduits et autres produits,
L'invention est relative à des compositions d'enduits et à des émulsions convenant pour préparer des compositions d'enduits et d'autres produits,
Pour la production de compositions d'enduits, par exemple de peintures de détrempe, etc., de grandes quantités d'huiles végéta- les par exemple d'huile de lin ou d'huile d'abrasin étaient pré- cédèrent nécessaires.
Les sources mondiales de ces huiles sont limitées et en périodes de pénurie ceci impose des restrictions aux fabricants de peinture,
Un objet de la présente invention est la manufacture de com- positions d'enduits dans lesquelles la présence d'huiles sicca- tives végétales n'est pas essentielle,
Un autre objet est la fabrication, d'une manière appropriée et à peu de frais, de compositions d'enduits contenant une pro-
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portion d'hydrocarbones,
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Uil autre objet encore est constitué par la préparation i' ..me avulsion de haute stabilité à l'aide de laquelle les compositions d'enduits peuvent gisement être produites par l'addition d'un pigment etéventuellement d'eau.
Conformément à une caractéristique de l'invention, un adhésif organique qui est pour le moins susceptible de gonfler dans l'eau,
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est mis en réaction avec un l1ydrocal"bone ou des '1,ydroca,r"oonfs, 1e l'eau et un pigment ou une base pour produire une composition d'enduit.
Conformément à une deuxième caractéristique de l'invention,
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un adhésif organique soluble d8..:D.8 l'eau a-ux conditions de 1;1. ré- action est mis en réaction ËW8C un hydrocarbonej de l'eau et un composé alcalino-terreux basique ou neutre, ce par quoi une pâte homogène est produite convenant à l'utilisation comme composition d'enduit.
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Conformément à une troisième oa-ra-ctériatique de l'invention, un adhésif organique est mis en réaction avec de l 'ea<1, une :'1'8oc- tion d'h,yd.roCf.r'bol1e ps-raffinique d'un ordre d'ébullition de 2500 à 3900C et un pigment finement divisé pour produire une compose-* tion d'enduit.
Conformément à une q.ùs.triéwe caractéristique de l'invention un adhésif tel que de la caséine ou de l'amidon est mis en réac- tion /..rea une fraction appropriée d'r.y1rOcc'1rbon6 et de l'ef.;;J. ce par quoi une émulsion de bonne stabilité est obtenue,
Conformément à une cinquième caractéristique de l'invention
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un ?,4ùli.és-:
",î organique approprié est mélangé ,reC une fraction d'riez drocarbone entrant en ébullition au-dessus de 375 C et en'deesous du point d'ébullition de l'asphalte, de l'ea,u étant graduellement additionnée en agitant ce pu,r quoi une émulsion d'excellente sta- bilité est produite convenant à l'emploi dans la, préparation de
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compositions d'enduits.
Conformément à une sixième caractéristique de l'invention une uns partie et demi en poids d'un adhésif organique approprié partiellement soluble dans l'eau sous les conditions de la réac- tion est mélangée à une température légèrement élevée avec Jeux quatre parties en poids d'une fraction d'un hydrocarbone entrant en ébullition au-dessus de 375 C. et quatre à quinze parties en poids d'eau chaude ce par quoi une émulsion de haute stabilité est produite.
La préparation d'une composition d'enduit peut être effec-. tuée conformément à l'invention en une phase ou en deux phases, La. préparation en une phase permet la production d'une composi. tion d'enduit immédiatement disponible pour l'emploi. Avec la production en deux phases une émulsion est tout d'abord obtenue à laquelle peuvent être ultérieurement ajoutés un ou des pigments finement divisés et la composition d'enduit diluée par l'addi- tion l'eau.
Production d ' une composition d'enduit en une phase,
Des hydrocarbones de nature hautement paraffinique sont très favorables. Un ordre d'ébullition d'environ 250 0 à environ 390 c est très souvent satisfaisant. De tels hydrocarbones peuvent être obtenus depuis le pétrole ou autres sources tels les schistes ou les produits de la liquéfaction de la houille. Au plus élevé est le poids moléculaire moyen des hydrocarbones au plus sera conférée de substance à la pellicule,- L'addition de résines, par exemple d'éther-gomme qui peut facilement être dissoute dans les hydrocarbones, est très souvent avantageuse (voir exemples 5 et 6 ci-dessous).
Les hydrocarbones devront être liquides, de sorte qu'une élévation de la température peut être nécessaire en certains cas. Des hydrocarbones moins paraffiniques, naphté,- niques ou même ayant subi le cracking, peuvent être utilisés,
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mais ils ne permettront généralement pas at teindr e la très légè- re coloration pouvant être obtenue à. l'aide des hydroca-rbones hautament parafflniques.
Que les hydrocarbones utilisés possè- dent des propriétés siccatives en eux-mêmes est de minime impor- tance en général, mais ces caractéristiques qui amènent les hy-
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drocaroones à sécher par eux-mêmes, par exemple liants non s-"tu- rés, groupes naphténiques ou aromatiques, altéreront la colora- tion de l'enduit, celle approchant le plus le blanc pur pouvant être obtenue par la paraffine liquide,
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En certains cas 11 est préfsra-ble d'utiliser des composés basiques ou neutres de terres alcalines qui sont solubles dans l'eau -ou des mélanges de tels produits avec d'autres pigments ou colorants. La dimension de leur surface a une grande influence sur les proportions des autres ingrédients.
Les adhésifs préférés sont la caséine ou la colle, mais d'au-
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tres adhésifs organiques tels que la, gomme 0.rabiquc, l'amidon la gornme adragante et la cellulose de méthyle peuvent être ati. lisée. La proportion de l'adhésif peut être très minime compara.-' aux autres ingrédients mais il ne doit j?<#.s :1éc8C\[:Ü:t8- ment en être ainsi. Il est souvent avantageux d'utiliser ]/1"..4(,( que le minimum requis pour l'émulalonnement. La couleur d'un pigment ou d'un colorant ajouté peut être obtenue dons la, forme la. plus pure en utilisant des hydrocarbones hautement pazafîlini- ques.
Des hydrocarbones naphténiques ou dissociés peuvent être ajoutés pour introduire une teinte ivoire ou brune.
Il est souvent avantageux de ne pas utiliser le maximum d'hydrocarbones pouvant être employé pour la. composition d'émul- sion mais sensiblement moins, étant donné qu'autrement les enduits pourraient devenir crayeux. Généralement plus que le minimum d'adhésif et moins que le maximum d'nydrocarbones peuvent être
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utilises (voir exemples 5,6. 7 et 8 ci-dessous).
Ainsi qu'il sera constaté des exemples, une pâte homogène est produite par le mélange intime des proportions exactes des quatre composés mentionnés ci-dessus. Les exemples ci-dessous indiquent une série d'épreuves simples pour obtenir le résultat voulu.
Généralement l'ordre des proportions des quatre ingrédients devant être utilisés peut être trouvé en établissant tout d'abord le volume d'eau nécessaire pour former une pâte quelque peu épais- se avec une quantité donnée de pigment. si certain pigment ne produisait pas une bonne pâte, un peu de blanc de Meudon pour- rait être ajouté.
A cette pâte doit être ajouté environ le même volume d'hydrocarbones que celui de l'eau et une quantité d'adné- sif environ égale à lolo du poids de l'eau, rendue partiellement soluble dans l'eau ou contenant des agents appropriés pour la rendre soluble,
Après agitation et réaction l'huile en excès est retirée et mesurée et ainsi le maximum des hydrocarbones est établi, Quelques épreuves avec moins d'adhésif permettront de trouver le minimum de ce produit.
Il sera alors possible d'obtenir une variété de produits en utilisant plus d'adhésifs et/ou moins d'hydrocarbones. Ceux- ci sont très souvent préférables étant donné qu'ils deviennent plus durs et plus brillants et moins crayeux.
Toutefois, la façon de procéder peut être variée ; le pro- duit requis sera toujours formé lorsque, en définitive, les proportions exactes des composés sont mélangées intimement. Ain- si qu'il est mentionné ci-dessus la proportion des hydrocarbones devant être utilisés peut être bien moindre que le maximum trou- vé par les épreuves mentionnées ci-dessus ; d'autre part, une com- position formée avec moins que la proportion possible d'hydro- @
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carbones liera une plus grande partie de ceux-ci en les mélangeant sous agitation.
La composition, constituée par une pâte molle et lisse, peut être utilisée pour la peintureou comme enduit.. Elle séchera au toucher endéans moins de vingt minutes et estbien dure après an- riron 2 heures. Finalement, elle devient très dure, mais ne mon- tre aucune tendance a,u crevassement. sa surface devient lisse, et elle est très résistante aux influences atmosphériques.
Si nécessaire, des plastifiants, des colorants, des pigments colorés, des résines, des vernis, des produits de préservation et analogues peuvent être ajoutes. La composition est spéciale- ment appropriée pour l'emploi sur les constructions de briques ou de héton et elle peut également être utilisée comme première couche pour des peintures ou des enduits de composition difformité.
La surface peut souvent être rendue plus dure et plus bril- lante en ajoutant une pellicule de vernis etc.. ou de l'huile :le lin bouillie (voir 2 ci-dessous).
De tels enduits ou un second enduit de même matière peuvent être appliqués très rapidement âpres la première couche, grâce au séchage rapide.
Les exemples suivants montrent comment des compositions con- formes à l'invention peuvent être manufacturées : Exemple 1 -
2 gr. de caséine furent mêlés avec 17 cc d'eau et 30 cc d'nui.- le Diesel (index environ 40); la caséine forma très rapidement une masse fluide gonflée mélangée à de l'huile.
37 gr, de carbonate de chaux précipité (CaCO3) furent ajoutés et agités, ce par quoi une espèce d'émulsion du tout se produisit, aboutissant en une masse friable semblable à du fromage. Quatre gouttes d'ammoniaque (poids spécifique o,88) furent ajoutées et agitées pendant environ 2 minutes ou plus lorsque se produisit une modification bien soudaine; la masse friable grisâtre se
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transforma en une pâte douce blanche, une huile flottant par des- sus, laquelle put facilement être déversée et représentait 10 cc de l'huile Diesel d'origine.
La pâte homogène était trop épaisse pour peindre et fut amincie par l'addition graduelle de 8 cc d'eau sous agitation, Une couche sur un ouvrage de briques se dévelop- pa en une pellicule séchant rapidement quelque peu translucide, mais un.second enduit procura de bonnes propriétés de recouvrement.
La pellicule était bien dure dpxès environ 2 heures. Elle était quelque peu crayeuse.
Exemple 2.-
2 gr, de caséine, 30 cc de paraffine liquide et 17 cc d'eau furent mélangés ce par quoi la caséine se comporta comme dans l'exemple 1, 20 gr. d'oxyde rouge de plomb en poudre furent ajou- é tés et agités, mais aucune homogénisatin ne se produisit. Quatre gouttes d'ammoniaque furent ajoutés, mais nul changement ne se produisit.
5 gr, de carbonate de calcium précipité furent ajoutés et agités; après moins de 2 minutes une substance homogène était formée de laquelle l'excès d'huile (16 ce) fut facilement sépara- ble. La pâte fut amincie avec 6 cc d'eau et une excellente pein- ture fut obtenue. Elle sécha endéans le même délai que la pein- ture obtenue à l'exemple 1, Une autre couche fut appliquée après quelque séchage à l'aide d'une pellicule d'huile de lin bouillie, en la peignant sans l'utilisation d'un diluant. Cette pellicule et l'enduit séchèrent jusqu'à, former un tout très dur et brillant.
Exemple 3 -
2 gr, de caséine, 17 cc d'eau, 20 ce de paraffine liquide et 7 gr. d'oxyde de magnésium léger furent mélangés et quatre gout- tes d'ammoniaque furent ajoutées et l'agitation poursuivie; une pâte friable analogue à du fromage fut obtenue laquelle ne se modifia pas au cours de l'agitation ultérieure.
Ensuite, de
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l'eau fut ajoutée graduellement et l'agitation poursuivie. Apres que 16 cc d'eau furent ajoutés un changement soudain se produisit et une pâte lisse et 'blanche fut obtenue, qui sécha. sur un mru de briques en un enduit léger quelque peu translucide. Apres un long séchage elle montra, quelque tendance à devenir cyayeuse.
Exemple 4- -
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3 gr, de solution liquide de gOüJ1Ù8 arabique furent ïalc,ïr- avec 6 ce d'e0,u, 15 cc d'huile Diepsi et 18 gr. de blar.c de .'.lCU"" don et agités pendant environ 10 Minutes, lorsque la p%.te homo- gène désirée fut formée, après quoi l'excès d'huile (11 cc) fut décent et Exemple
L'huile dans ce cas consista en une solution de 12 gr. d'é-
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ther-gomme pâle în,tiç3 88 cc d'huile de trHnsfor,1wteur.
2 gr, de ce,séine furent mis . reposer avec 20 cc d'eau p:1."" r:;:tl1t environ 10 minutes lorsque 0.4 cc de solution 1'r"l)J:')oT,1S.qu8 furent ajoutés et agités. 10 cc 1e l'huile ci"",1E'8!lW furent mél-;ng4-s et l' ê1llulsionnement produit. Ensuite 36 gr. de c,).1'- bOl1ftte de cha.ux précipité furent additionné;? et intimement ;úé langés et la composition obtenue fut alors diluée avec 10 cc
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d'e8,u. L'enduit obtenu étp.it excellente dur, brillant, non crf1.feux.
Exemple 6 -
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L'exemple 5 fut répété, mais au lieu d' e8,u, cas6ine et ammoniaque, 20 cc d'une solution aqueuse a 10% ,:le gélatine fut utilisée.
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Les résultats furent très dú1i18,ires b, ceux de l'('x,.ff1>le 5.
Exemple 7 - Les conditions d'utilisation de caséine, itC^.Ll et l'::'",JI,1J;,Ü1,.- que furent pareilles à celles (le l'exemple 5, 111^ iS 10 ce de' pa- raffine liquide furent utilisés et comme pigment un mélange
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de 36 gr. de carbonate de chaux précipité avec 16 gr. de litho- pone.
Les résultats furent très similaires à ceux de l'exemple 5.
Exemple 8 -
Les mêmes conditions que celles de l'exemple 7 mais 10 cc d'huile de transformateur furent utilisés au lieu de la paraffine.
Une pellicule dure, brillante, sans tendance au crayonnement fut obtenue.
Une petite série d'épreuves simples permettront de trouver rapidement les conditions requises d'opération. la pâte produite à l'aide de ce procédé est très stable et peut être entreposée pendant très longtemps à condition que l'ék- vaporation de l'eau soit évitée.
Sa fabrication est simple et facile, la matière première peut être obtenue en grandes quantités et à très bon marché, sa production libérera des quantités d'huiles végétales, précieuses pour la production d'aliments, et en même temps l'influence no- cive bien connue des acides gras présents dans les huiles végéta- les est éliminée.
Production d'une émulsion en tant que première phase.dans la préparation d'une composition d'enduit,
D'autres épreuves ont montré qu'en utilisant certains adhé sifs il existe un ordre plus étroit de conditions endéans les- quelles des produits à propriétés spécialement satisfaisantes peuvent être obtenus. La caséine et l'amidon sont particulière- ment des adhésifs indiqués.
Ce résultat est acquis en préparant en premier lieu une émulsion de stabilité spécialement élevée et deconsistance voulue à laquelle le pigment est ajouté,)ultérieure- ment. Par ce moyen des peintures de types très variés, depuis le type de détrempe à liant d'huile jusqu'au type de peinture à\ l'huile, et de très bonne qualité,peuvent être obtenues. L'or- dre des pigments pouvant être utilisés devient considérablement
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étendu et l'addition de carbonate de chaux })2\.:t ne plue êtrE' T1r- ceRB[1,ire.
En vue d'obtenir une telle émulsion stable, des 11,j% ?r OC:'"ï Ü,n,:t"':u hautement p8,I'affir..iques bouillant a.u4e.s:u; de 375C et on =:;s-> sous du. point d'ébullition de l'asphalte, sont requis et cle pré- férence des hydrocarbonss boui.l7.aâît a l'approche de 4-GG C, Do tels produits peuvent Être obtenus par la distillation sous vide de pétroles bruts hautement paraffiniques mais ils peuvent égale- ment être obtenus d'autres sources tels les bitumes ou les produits de la liquéfaction de la houille.
Le procédé à suivre consiste en premier lieu à Mélanger l'a-
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adhésif (par exemple 14. Cri CJ """1 " ,...) '1 '-ee les 'h-- -'r GC" 1'-00" 1, une ... - .. pér2,ture légèrement élevée, par E;xe,le 40 a h 6rJ c, Di '.-." C,ll.e est aj outée ensuite en remuant pour produire une 6:.;.>i-, sion stable.
I1 semble qu'un &, m é si 1 r en vue de convenir pour la a j> 1" 6p :; :;;- tion d'une émulsion doive être gonflable à 18, foip pr'..r l' :V:1:;.'ocw;,'- bone et par l' en.u, Si un c on s .E 1 t >à*nt , lire, l' f(y"j,.j,'OC;['T1)O- ne ou l'eau produit ce gonflement à un trop gr3.nd degré, 7-'n.-a':,-rc constituant peut alors être repoussé et da,ns cette éventualité l'adhésif particulier peut ne pas convenir.
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Dr.ng le cas de caséine l'a.ddition d'ep.u est suivie de l'n,:1.--, dititon d'une petite proportion d'ammoniaque requise pour rendre la, caséine soluble dans l'Eau, Dans l'éventualité où de l'amidon est utilisé en tant qu'a-
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dl1ssif il doit être pris g8,rde que l'amidon ne soit pas trop so- luble dans l'eau.
Les proportions optimum en poids des agents de réaction en vue de produire l'émulsion stable ont été déterminées comme étant les suivantes :
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<tb> Eau <SEP> Adhésif <SEP> Hydrocarbone
<tb>
<tb> 4 <SEP> à <SEP> 15 <SEP> 1 <SEP> à <SEP> 1,5 <SEP> 2 <SEP> à <SEP> 4. <SEP>
<tb>
Lorsque de l'amidon est utilisé il est requis plus d'eau que lorsque de la caséine est employée.
Une fois que l'émulsion a été préparée un pigment peut être graduellement ajouté et avec la. quantité d'eau nécessaire pour obtenir la consistance voulue de la composition d'enduit." Le pig= ment est de préférence ajouté dans la forme finement divisée et une proportion qui a été constatée comme étant avantageuse pour une peinture du type à l'huile est de une demi à deux parties de pigment pour une partie de l'adhésif contenu dans l'émulsion.
Pour des compositions d'enduits du type de détrempe considérable- ment plus de pigment peut être utilisé.
Généralement le type de peinture à l'huile,est obtenu avec une proportion comparativement petite de pigment en poids, ce qui indique l'emploi d'un produit trèsfinement divisé. Pour des pro- duits extrêmement finement divisés de poids spécifique réduit, la proportion requise peut être en-dessous des chiffres mention nés ci-,dessus et pour des produits moins finement divisés de poids spécifique plus élevé la proportion peut être plus élevée que cel- le donnée dans les chiffres ci-dessus. Pour produire des peintu res du type à détrempe plus de pigments de nature moins finement divisée devra être employé.
Les exemples ci-après illustrent comment des compositions d'enduits peuvent être obtenus conformément à cette méthode.
Exemple 9 -
10 gr, d'hydrocarbone furent obtenus par la distillation dans le vide de produits bruts très paraffiniques en provenance de l'Iran et bouillant à pression normale à 395 0 (plus ou moins 2 C).4 gr, de caséine furent mélangés à ceux-ci à une tempéra- ture d'environ 50 C pendant 10 minutes et ensuite agités cepen-=
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dans que 20 ce d'eau à environ 50 C furent lentement additionnés, Ensuite 0,8 cc de solution ammoniacale (0,88)
furent ajoutés et une agitation complémentaire eut lieu pendant que le mélange fut laissé à refroidir.
Une émulsion stable analogue à une gelée fut ?vinai obtenue.
Dans cette émulsion furent mélanges à l'aide d'une agitation vigoureuse 3 gr. d'une poudrede chromate de plomb très fine de densité apparente basse et ensuite lentement sous agitation con- tinue 12 cc d'eau.
Une peinture séchant rapidement du type de peinture à l'hui- le d'apparence et de propriétés excellentes fut ainsi obtenue..
De bons résultats furent également obtenus lorsque le chroma- te de plomb fut remplacé par 5 gr. de bleu d'outremer ou 9 gr. d'oxyde de fer.
Exemple 10 -
10 gr. des hydrocarbones mentionnés ci...,dessus furent mélan- gés avec 4- gr, de caséine, 25 cc d'eau et 0,8 ce de solution am- moniacale (0.88) de la même façon que colle décrite dans l'exem- ple précédent pour obtenir une émulsion analogue à une gelée.
10 gr. de carbonate de chaux précipité et 15 gr. de blanc de zinc (ZnO) furent incorporés ainsi que 12 1/2 cc d'eau pour réa- liser la consistance requise.
Une excellente peinture du type de détrempe àf liant d'huile fut ainsi produite.
Un enduit de cette peinture ne montra pas de traces de pin- ceau, présenta un beau brillant et une bonne dureté et était très résistant aux influences atmosphériques.
Exemple 11-
9.6 gr. de fécule de pomme de terre furent mélangés à 24 gr. d'un distillat fortement paraffinique, bouillant 390 C ¯ 3 C à pression normale, à environ 50C et 110 cc d'eau environ 50 C
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furent graduellement ajoutés en agi tant. Une bonne émulsion fut ainsi obtenue. En vue d'obtenir une peinture le mélange suivant de pigments fut ajouté : 40 gr, de lithopone, 26 gr. de carbonate de chaux précipité et 62 gr. de jaune de chrome. 20 cc d'eau fu- rent ajoutés pour obtenir la consistance nécessaire. Ceci procu- ra une peinture très satisfaisante.
Il doit être entendu que l'application de l'émulsion prépa- rée conformément à l'invention n'est pas confinée aux composi- tions d'enduits mais qu'elle peut également être utilisée de fagon générale comme produit de substitution des huiles siccatives tel- les l'huile de lin ou l'huile d'abrasin dans les produits variés dans lesquels ces huiles sont habituellement incorporées par exem ple dans le mastic,
Il a été constaté qu'un type très approprié d'amidon pour l'emploi comme adhésif conformément à l'invention est l'amidon de pomme de terre vendu habituellement comme fécule de pomme de ter- re.
Ainsi de grandes quantités de cette matière ne convenant pas pour l'alimentation humaine peuvent être utilisées pour préparer un produit de remplacement de l'huile de lin ou d'autres huiles végétales.
Revendications.
**ATTENTION** fin du champ DESC peut contenir debut de CLMS **.
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Coating compositions and emulsions suitable for the preparation of coating compositions and other products,
The invention relates to coating compositions and emulsions suitable for preparing coating compositions and other products,
For the production of coating compositions, eg tempera paints, etc., large amounts of vegetable oils eg linseed oil or tung oil were previously required.
Global sources of these oils are limited and in times of scarcity this places restrictions on paint manufacturers,
An object of the present invention is the manufacture of coating compositions in which the presence of vegetable drying oils is not essential,
Another object is the manufacture, in a suitable and inexpensive manner, of coating compositions containing a protein.
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portion of hydrocarbons,
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A still further object is the preparation of a high stability avulsion with the aid of which the coating compositions can be produced by the addition of a pigment and optionally water.
According to one characteristic of the invention, an organic adhesive which is at least capable of swelling in water,
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is reacted with a hydrocalone or 1, ydroca, oonfs, water and a pigment or base to produce a coating composition.
According to a second characteristic of the invention,
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a soluble organic adhesive d8 ..: D.8 water at the conditions of 1; 1. The reaction is reacted with a hydrocarbon, water and a basic or neutral alkaline earth compound, whereby a homogeneous paste is produced suitable for use as a coating composition.
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In accordance with a third oa-ra-cterial of the invention, an organic adhesive is reacted with ea <1, a: '1'8oc- tion of h, yd.roCf.r'bol1e ps- raffinic of a boiling order of 2500 to 3900C and a finely divided pigment to produce a coating composition.
According to a characteristic q.ùs.triewe of the invention an adhesive such as casein or starch is reacted /..rea a suitable fraction of ry1rOcc'1rbon6 and ef . ;; J. whereby an emulsion of good stability is obtained,
According to a fifth characteristic of the invention
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a?, 4ùli.és-:
A suitable organic fraction is mixed, with a fraction of the carbon dioxide boiling above 375 C and below the boiling point of asphalt, with water being gradually added with stirring. pu, r whereby an emulsion of excellent stability is produced suitable for use in the preparation of
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coating compositions.
According to a sixth feature of the invention one and a half parts by weight of a suitable organic adhesive partially soluble in water under the reaction conditions is mixed at a slightly elevated temperature with four parts by weight of. a fraction of a hydrocarbon boiling above 375 ° C. and four to fifteen parts by weight of hot water whereby a high stability emulsion is produced.
Preparation of a coating composition can be carried out. Killed according to the invention in one phase or in two phases, the. preparation in one phase allows the production of a composition. immediately available for use. With the two-phase production an emulsion is first obtained to which can subsequently be added finely divided pigment (s) and the plaster composition diluted by the addition of water.
Production of a coating composition in one phase,
Hydrocarbons of a highly paraffinic nature are very favorable. A boiling order of about 250 ° C. to about 390 ° C. is very often satisfactory. Such hydrocarbons can be obtained from petroleum or other sources such as shales or the products of the liquefaction of coal. The higher the average molecular weight of the hydrocarbons, the more substance will be imparted to the film, - The addition of resins, for example ether-gum which can easily be dissolved in hydrocarbons, is very often advantageous (see examples 5 and 6 below).
The hydrocarbons should be liquid, so a rise in temperature may be necessary in some cases. Hydrocarbons that are less paraffinic, naphthic, --nic or even having undergone cracking, can be used,
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but they will generally not achieve the very slight coloration obtainable at. the aid of the highly paraffinic hydroca-rbones.
That the hydrocarbons used possess drying properties in themselves is of minimal importance in general, but those characteristics which cause the hy-
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drocaroones to be dried by themselves, for example unsubstituted binders, naphthenic or aromatic groups, will alter the color of the coating, the one closest to pure white obtainable by liquid paraffin,
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In some cases 11 is préfsra-ble to use basic or neutral alkaline earth compounds which are soluble in water - or mixtures of such products with other pigments or dyes. The size of their surface has a great influence on the proportions of the other ingredients.
The preferred adhesives are casein or glue, but other
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Very organic adhesives such as gum 0.rabiquc, starch, tragacanth and methyl cellulose can be used. read. The proportion of the adhesive may be very small compared to the other ingredients, but it should not be so. It is often advantageous to use] / 1 ".. 4 (, (as the minimum required for emulation. The color of an added pigment or dye can be obtained in the purest form. using highly pazaflinic hydrocarbons.
Naphthenic or dissociated hydrocarbons can be added to introduce an ivory or brown tint.
It is often advantageous not to use the maximum amount of hydrocarbons that can be used for the. emulsion composition but noticeably less, since otherwise the coatings could become chalky. Generally more than the minimum adhesive and less than the maximum hydrocarbons can be
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used (see examples 5,6. 7 and 8 below).
As will be seen from the examples, a homogeneous paste is produced by thoroughly mixing the exact proportions of the four compounds mentioned above. The examples below show a series of simple tests to obtain the desired result.
Generally the order of the proportions of the four ingredients to be used can be found by first establishing the volume of water required to form a somewhat thick paste with a given amount of pigment. if certain pigment did not produce a good paste, a little white de Meudon could be added.
To this paste should be added about the same volume of hydrocarbons as that of the water and an amount of adhesive about 1% by weight of the water, made partially soluble in water or containing suitable agents. to make it soluble,
After stirring and reacting the excess oil is removed and measured and thus the maximum of hydrocarbons is established. A few tests with less adhesive will allow the minimum of this product to be found.
It will then be possible to obtain a variety of products using more adhesives and / or less hydrocarbons. These are very often preferable as they become harder and brighter and less chalky.
However, the way to do this can be varied; the required product will always be formed when, ultimately, the exact proportions of the compounds are thoroughly mixed. Thus, as mentioned above, the proportion of hydrocarbons to be used may be much less than the maximum found by the tests mentioned above; on the other hand, a composition formed with less than the possible proportion of hydro- @
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carbons will bind a greater portion of these by mixing them with agitation.
The composition, consisting of a soft and smooth paste, can be used for painting or as a plaster. It will dry to the touch in less than twenty minutes and will last well after about 2 hours. Finally, it becomes very hard, but shows no tendency to crack. its surface becomes smooth, and it is very resistant to atmospheric influences.
If necessary, plasticizers, dyes, colored pigments, resins, varnishes, preservatives and the like can be added. The composition is especially suitable for use on brick or concrete constructions and it can also be used as a first coat for paints or plasters of deformity composition.
The surface can often be made harder and brighter by adding a film of varnish etc. or oil: boiled flax (see 2 below).
Such plasters or a second plaster of the same material can be applied very quickly after the first coat, thanks to the rapid drying.
The following examples show how compositions according to the invention can be manufactured: Example 1 -
2 gr. of casein were mixed with 17 cc of water and 30 cc of nui - Diesel (index about 40); the casein very quickly formed a swollen fluid mass mixed with oil.
37g of precipitated lime carbonate (CaCO3) was added and stirred, whereby some kind of emulsion at all occurred, resulting in a crumbly cheese-like mass. Four drops of ammonia (specific gravity 0.88) were added and stirred for about 2 minutes or more when a sudden change occurred; the grayish friable mass is
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turned into a soft white paste, an oil floating on top, which could easily be poured out and was 10 cc of the original diesel oil.
The homogeneous paste was too thick to paint and was thinned by the gradual addition of 8 cc of water with stirring. A layer on a brickwork developed into a quickly drying film somewhat translucent, but a second coating. provided good covering properties.
The film was well hard for more than about 2 hours. It was somewhat chalky.
Example 2.-
2 gr of casein, 30 cc of liquid paraffin and 17 cc of water were mixed whereby the casein behaved as in Example 1, 20 gr. of powdered red lead oxide were added and stirred, but no homogenization occurred. Four drops of ammonia were added, but no change occurred.
5 g of precipitated calcium carbonate were added and stirred; after less than 2 minutes a homogeneous substance was formed from which the excess oil (16 cc) was easily separated. The paste was thinned with 6 cc of water and excellent paint was obtained. It dried within the same time as the paint obtained in Example 1. After some drying, another coat was applied with a film of boiled linseed oil, painting it without the use of a thinner. This film and the coating dried to a very hard and shiny whole.
Example 3 -
2 gr of casein, 17 cc of water, 20 cc of liquid paraffin and 7 gr. of light magnesium oxide were mixed and four drops of ammonia were added and stirring continued; a crumbly cheese-like dough was obtained which did not change during subsequent stirring.
Then from
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water was added gradually and stirring continued. After 16 cc of water was added a sudden change occurred and a smooth white paste was obtained which dried. on a wall of bricks in a slightly translucent light coating. After a long drying it showed some tendency to become cyayous.
Example 4- -
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3 g of liquid solution of arabic gOüJ1Ù8 were alc, ïr- with 6 cc of e0, u, 15 cc of Diepsi oil and 18 gr. 1CU "" blar.c and stirred for about 10 minutes, when the desired homogeneous p% .te was formed, after which the excess oil (11 cc) was decent and Example
The oil in this case consisted of a solution of 12 gr. of-
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ther-pale gum în, tiç3 88 cc of trHnsfor oil, 1 wtor.
2 gr, of this, seine were put. stand with 20 cc of water p: 1. "" r:;: tl1t about 10 minutes when 0.4 cc of solution 1'r "l) J: ') oT, 1S.qu8 were added and stirred. 10 cc 1e l 1E'8! 1W oil was mixed and the elongation produced. Then 36 gr. of precipitated lime was added;? and intimately added. diapers and the resulting composition was then diluted with 10 cc
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of e8, u. The coating obtained was excellent hard, shiny, not crf1.fires.
Example 6 -
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Example 5 was repeated, but instead of e8, u, cas6in and ammonia, 20 cc of a 10% aqueous solution: gelatin was used.
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The results were very dú1i18, ires b, those of the ('x, .ff1> on 5.
Example 7 - The conditions of use of casein, itC ^ .Ll and l '::' ", JI, 1J;, Ü1, .- that were similar to those (Example 5, 111 ^ iS 10 ce of 'liquid paraffin was used and as a pigment a mixture
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of 36 gr. of carbonate of lime precipitated with 16 gr. of lithopone.
The results were very similar to those of Example 5.
Example 8 -
The same conditions as in Example 7 but 10 cc of transformer oil were used instead of paraffin.
A hard, shiny film without a tendency to pencil was obtained.
A small series of simple tests will quickly find the required operating conditions. the pulp produced by this process is very stable and can be stored for a very long time provided that the evaporation of water is avoided.
Its manufacture is simple and easy, the raw material can be obtained in large quantities and very inexpensively, its production will release quantities of vegetable oils, valuable for the production of food, and at the same time the harmful influence well-known fatty acids present in vegetable oils is eliminated.
Production of an emulsion as a first phase in the preparation of a coating composition,
Further tests have shown that by using certain adhesives there is a narrower order of conditions under which products with especially satisfactory properties can be obtained. Casein and starch are particularly suitable adhesives.
This is achieved by first preparing an emulsion of especially high stability and desired consistency to which the pigment is subsequently added. By this means, paints of a wide variety of types, from the oil-binder type to oil-based paint type, and of very good quality, can be obtained. The order of pigments that can be used becomes considerably
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extended and the addition of lime carbonate}) 2 \ .: t no longer be 'T1r- ceRB [1, ire.
In order to obtain such a stable emulsion, highly p8, boiling affir..iques a.u4e.s: u; of 375C and we = :; s-> under du. boiling point of asphalt, are required and the preference of boiling hydrocarbons when approaching 4-GG C, Do such products can be obtained by vacuum distillation of highly paraffinic crude oils but they can also be obtained from other sources such as bitumens or the products of coal liquefaction.
The procedure to be followed is first of all to Mix the a-
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adhesive (eg 14. Cri CJ "" "1", ...) '1' -ee les' h-- -'r GC "1'-00" 1, une ... - .. per2, ture slightly elevated, by E; xe, the 40 ah 6rJ c, Di '.-. "C, ll.e is then added with stirring to produce a stable 6:.;.> i-, ion.
It seems that a &, even if 1 r in order to be suitable for the aj> 1 "6p:;: ;; - tion of an emulsion must be inflatable to 18, foip pr '.. rl': V: 1:;. 'Ocw;,' - bone and by the en.u, If a c on s .E 1 t> to * nt, read, l 'f (y "j, .j,' OC; [ 'T1) O- ne or water produces this swelling to too great a degree, 7-'n.-a':, - rc constituent may then be repelled and in this eventuality the particular adhesive may not not agree.
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Dr.ng the casein case the addition of ep.u is followed by n,: 1 .--, dititon of a small proportion of ammonia required to make the casein soluble in Water , In the event that starch is used as a
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dl1ssive it must be taken in order that the starch is not too soluble in water.
The optimum proportions by weight of the reaction agents in order to produce the stable emulsion were determined to be as follows:
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<tb> Water <SEP> Adhesive <SEP> Hydrocarbon
<tb>
<tb> 4 <SEP> to <SEP> 15 <SEP> 1 <SEP> to <SEP> 1.5 <SEP> 2 <SEP> to <SEP> 4. <SEP>
<tb>
When starch is used more water is required than when casein is used.
Once the emulsion has been prepared a pigment can be gradually added and with the. amount of water necessary to obtain the desired consistency of the coating composition. "The pigment is preferably added in the finely divided form and an amount which has been found to be advantageous for an oil-type paint is one-half to two parts of pigment for one part of the adhesive contained in the emulsion.
For tempera type plaster compositions considerably more pigment can be used.
Usually the oil type paint is obtained with a comparatively small proportion of pigment by weight, indicating the use of a very finely divided product. For extremely finely divided products of reduced specific weight the proportion required may be below the figures mentioned above and for less finely divided products of higher specific weight the proportion may be higher than that. the data in the figures above. To produce tempera type paints more pigments of a less finely divided nature should be used.
The following examples illustrate how coating compositions can be obtained according to this method.
Example 9 -
10 g of hydrocarbon were obtained by vacuum distillation of crude highly paraffinic products from Iran boiling at normal pressure at 395 0 (plus or minus 2 C). 4 g of casein were mixed with those - here at a temperature of about 50 C for 10 minutes and then stirred however =
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in which 20 cc of water at about 50 C were slowly added, Then 0.8 cc of ammoniacal solution (0.88)
were added and further stirring took place while the mixture was allowed to cool.
A stable emulsion similar to a wine jelly obtained.
In this emulsion were mixed with vigorous stirring 3 g. of a very fine lead chromate powder of low bulk density and then slowly with continuous stirring 12 cc of water.
A quickly drying paint of the oil paint type of excellent appearance and properties was thus obtained.
Good results were also obtained when the lead chromate was replaced by 5 gr. ultramarine blue or 9 gr. of iron oxide.
Example 10 -
10 gr. of the hydrocarbons mentioned above ..., were mixed with 4- g of casein, 25 cc of water and 0.8 cc of ammoniacal solution (0.88) in the same way as the glue described in the example - previous ple to obtain an emulsion similar to a jelly.
10 gr. of precipitated carbonate of lime and 15 gr. of zinc white (ZnO) were incorporated along with 12 1/2 cc of water to achieve the required consistency.
An excellent paint of the oil-binder tempera type was thus produced.
A coating of this paint showed no brush marks, exhibited a good gloss and good hardness and was very resistant to atmospheric influences.
Example 11-
9.6 gr. of potato starch were mixed with 24 gr. of a strongly paraffinic distillate, boiling 390 C ¯ 3 C at normal pressure, at about 50C and 110 cc of water about 50 C
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were gradually added in action. A good emulsion was thus obtained. In order to obtain a painting the following mixture of pigments was added: 40 gr, of lithopone, 26 gr. of precipitated carbonate of lime and 62 gr. of chrome yellow. 20 cc of water were added to obtain the necessary consistency. This will provide a very satisfactory paint.
It should be understood that the application of the emulsion prepared in accordance with the invention is not confined to coating compositions but that it can also be used generally as a substitute for drying oils. such as linseed oil or tung oil in the various products in which these oils are usually incorporated, for example in the mastic,
It has been found that a very suitable type of starch for use as an adhesive according to the invention is potato starch usually sold as potato starch.
Thus large amounts of this material unsuitable for human consumption can be used to prepare a substitute for linseed oil or other vegetable oils.
Claims.
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