CH548424A - Procede de fabrication d'une matiere plastique transparente teintee. - Google Patents

Description

  
 



   La plupart des matières organiques utilisées en optique sont obtenues par polymérisation radicalaire d'un monomère thermodurcissable, cette polymérisation s'effectuant généralement dans un moule donnant, par exemple, sa forme définitive à une lentille organique.



     II    est toutefois difficile dans ces conditions de fabrication de matières plastiques transparentes destinées à être utilisées en optique de réaliser des filtres optiques teintés. En effet, la plupart des colorants solubles dans de tels monomères thermodurcissables réagissent avec les radicaux libres, provenant des catalyseurs de polymérisation qui sont en général des peroxydes organiques de formule:    R -O-O -R',    dans lesquels R et R' peuvent être des groupes alkyde, acyle ou de l'hydrogène.



   Il en résulte des dégradations et/ou des disparitions ou changements de teinte de ces colorants solubles dans les monomères.



   L'invention a pour but d'obvier à cet inconvénient. Elle a pour objet un procédé de fabrication d'une matière plastique transparente teintée, caractérisé en ce qu'on introduit dans   l'un    des composants d'un mélange réactionnel, dans lequel est produite une polymérisation d'une substance organique, des particules de dimension inférieure à 150 millimicrons d'une matière colorante insoluble dans ledit composant, en ce qu'on disperse lesdites particules dans ledit composant sous agitation par ultra-sons et en ce qu'on mélange la dispersion ainsi obtenue au reste du mélange réactionnel.



   Dans ces conditions, les particules colorantes, n'étant pas en solution, ne peuvent pas réagir avec les radicaux libres provenant des catalyseurs de polymérisation, de sorte que leur intensité et leur teinte sont conservées sans dégradation.



   D'autre part, la réactivité des catalyseurs vis-à-vis de la substance organique à polymériser est conservée intégralement, vu qu'il ne se produit pas d'interréaction entre ces catalyseurs et les particules colorantes.



   La dimension des particules colorantes à disperser dans   l un    des composants du mélange réactionnel doit être aussi petite que possible afin d'éviter tout effet   Tyndall    dans la matière plastique transparente teintée. Dans ce but, la dimension de ces particules doit être inférieure à 150 millimicrons et, de préférence, inférieure à 100 millimicrons.



   Certains noirs de fumée (Carbon Black), dont la dimension de particules est de l'ordre de 10 millimicrons, conviennent particulièrement bien.



   Afin de réaliser une dispersion aussi uniforme que possible, on soumet le composant auquel des particules colorantes ont été ajoutées, à une agitation par ultra-sons, par exemple au moyen d'un générateur d'ultra-sons dont la sonotrode est immergée dans le composant. Des fréquences de 20 à 40 KHz pour des intensités d'émission ultrasonique de l'ordre de 40 à 50 Watts/cm2 conviennent par exemple dans ce but.



   De préférence, le composant dans lequel des particules colorantes sont ainsi dispersées est un monomère polymérisable ou un plastifiant compatible avec le monomère que   l'on    veut colorer.



   Dans le cas où   l'on    disperse des particules colorantes dans un milieu de faible tension superficielle tel que, par exemple, le méthacrylate de cyclohexyle, il est inutile d'ajouter un agent dispersif à ce milieu. Par contre, un agent dispersif tel que la nitrocellulose, par exemple, est de préférence ajouté à un milieu de tension superficielle élevé tel que le carbonate de diallyle-glycol, pour y favoriser la dispersion des particules colorantes.



   Les dispersions de particules colorantes ainsi obtenues sont de stabilité variable selon le milieu dispersif utilisé. Elle sera
 plus grande dans le cas où la dispersion est effectuée dans un
 plastifiant non polymérisable tel que le phtalate de dibutyle
 que dans le cas où elle est effectuée dans du phtalate de di
 allyle ou encore dans du méthacrylate de méthyle qui est un
 monomère hautement réactif.



   Dans le cas où la dispersion est effectuée dans un mono
 mère polymérisable à chaud tel que le méthacrylate de
 méthyle, de cyclohexyle, etc., il convient de refroidir le mi
 lieu en cours d'opération, de façon à éviter que sa tempéra
 ture ne s'élève au-dessus de 400 C environ, par suite de la
 dégradation de l'énergie sonore des ultra-sons en énergie ca
 lorifique qui produirait une polymérisation prématurée du
 milieu dispersif.



   Les exemples ci-dessous illustrent le procédé selon l'in
   z    ention.



   Exemple 1:
 Dans un réacteur de   10 I en    verre pyrex, muni d'un agi
 tateur mécanique entraînant un propulseur centripète, d'une
 sonotrode émettant des ultra-sons de fréquence 20 KHz sous
 une intensité de 30   Watts/cm;,    et d'un thermomètre, on intro
 duit 9700 g de phtalate de dibutyle. On met l'agitateur en
 marche et introduit, peu à peu, 100 g de nitrocellulose   1/2    s,
 jusqu'à dissolution complète. On introduit ensuite dans le ré
 acteur 200 g de noir de fumée (Carbon Black 10 milli
 microns).



   Après avoir disposé la sonotrode de manière qu'un tiers
 environ de la longueur de celle-ci plonge dans la solution, on
 lance le générateur à ultra-sons, tout en maintenant l'agita
 tion mécanique. Celle-ci a pour but d'uniformiser la tempé
 rature de la solution.



   La température peut s'élever jusqu'à 700 C sans inconvé
 nient, le phalate de dibutyle n'étant pas polymérisable. Après
 quatre heures de traitement aux ultra-sons, on filtre, afin
 d'éliminer d'éventuelles impuretés. La dispersion colorée est
 alors prête à l'emploi.



   Cette dispersion, ajoutée dans une proportion de 1   O/o    à un
 monomère tel le carbonate de diallyle-glycol catalysé par   4,2       /o    de dicarbonate de peroxy-dicyclohexyle, fournit un
 monomère coloré dans la masse.



   Ce monomère, polymérisé dans un moule approprié,
 donne une lentille organique colorée en marron d'intensité C
 parfaitement transparente.



     Exemple    2:
 Dans un appareillage identique à celui décrit dans l'exem
 ple 1, mais muni d'une double cuve permettant, par circula
 tion de saumure, de réfrigérer le corps du réacteur, on intro
 duit 9700 g de méthacrylate de méthyle monomère stabilisé
 par 50 ppm d'hydroquinone.

 

   Après avoir procédé, comme dans l'exemple précédent, à
 la dissolution de 100 g de nitrocellulose 1/2 s, on introduit
 200 g de piment vert 10 millimicrons et procède, comme dans
 l'exemple 1, sans toutefois laisser la température s'élever au
 dessus de 400 C. On règle à cet effet la circulation de l'agent
 frigorigène autour du corps du réacteur.



   Après quelques heures de traitement aux ultra-sons, suivi
 d'une filtration pour éliminer les impuretés, on obtient une
 dispersion colorée prête à l'emploi.



   Cette dispersion ajoutée dans une proportion de 1 O/o à
 un monomère tel le carbonate de diallyle-glycol catalysé par
 4,2   O/o    de dicarbonate de peroxy-dicyclohexyle, fournit un
 monomère coloré dans la masse.



   Ce monomère polymérisé dans un moule approprié
 donne une lentille organique colorée en vert d'intensité C
 parfaitement transparente. 

Claims (1)

1. REVENDICATION

   Procédé de fabrication d'une matière plastique transparente teintée, caractérisé en ce qu'on introduit dans l'un des composants d'un mélange réactionnel, dans lequel est produite une polymérisation d'une substance organique, des particules de dimension inférieure à 150 millimicrons d'une matière colorante insoluble dans ledit composant, en ce qu'on disperse lesdites particules dans ledit composant sous agitation par ultra-sons et en ce qu'on mélange la dispersion ainsi obtenue au reste du mélange réactionnel.

   SOUS-REVENDICATIONS 1. Procédé selon la revendication, caractérisé en ce qu'on utilise des particules de matière colorante insolubles dans la substance organique à polymériser.

   2. Procédé selon la revendication et la sous-revendication 1, consistant à disperser les particules de matière colorante dans ladite substance organique à polymériser, caractérisé en ce qu'on maintient cette substance à une température inférieure à celle à laquelle un début de polymérisation risque de se produire, pendant toute la durée de l'agitation par ultrasons.

   3. Procédé selon la revendication ou l'une des sousrevendications 1 et 2, caractérisé en ce que l'on utilise des particules de matière colorante de dimension inférieure à 100 millimicrons.