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SOL ORGANIQUE ET COMPOSE SOLIDE A BASE D'OXYDE DE CERIUM ET D'UN
COMPOSE AMPHIPHILE ET PROCEDE DE PREPARATION
RHODIA CHIMIE
La présente invention concerne un sol organique et un cômposé solide à base
d'oxyde de cérium et d'un composé amphiphile et leurs procédés de préparation
Les sols ou dispersions colloïdales d'oxyde de cérium dans des milieux
organiques
sont connus. Toutefois, les procédés de préparation de ces sols ne permettent
pas d'en
obtenir une grande variété. Les sols préparés par ces procédés sont
essentiellement des
sols en milieu organique non polaire. Les procédés de l'art antérieur passent
généralement par la préparation d'un sol aqueux dans un premier temps et, dans
une
deuxième étape, par la mise en contact de ce sol aqueux avec une phase
organique pour
effectuer te transfert de l'oxyde de cérium dans la phase organique. Une telle
manière
d'opérer n'est pas adaptée à la préparation de sols dans des phases polaires
miscibles à
l'eau. Or, les sols d'oxyde de cérium peuvent étre utilisés dans des
applications multiples
comme la catalyse, les revétements anti-corrosion, les peintures. Cette
variété
d'applications entraine donc un besoin pour des sols de caractéristiques
variées et de
types différents de ceux déjà connus et aussi un besoin pour des procédés
adaptés à leur
préparation.
Un objet de la présente invention est de fournir de tels sols organiques
Un autre objet de l'invention est un procédé permettant l'accès à une large
gamme
de sols organiques et notamment aux sols dans des solvants polaires.
Dans ce but, le sol organique de l'invention est caractérisé en ce qu'il
comprend des
particules d'oxyde de cérium; une phase liquide organique et au moins un
composé
amphiphile choisi parmi les alkyl éthers polyoxyéthylénés d'acides
carboxyliques, les alkyl
éthers phosphates polyoxyéthylénés, les dialkyl sulfosuccinates et les
composés
d'ammonium quaternaires.
L'invention concerne aussi un procédé de préparation d'un tel sol qui, selon
une
première variante, est caractérisé en ce qu'on mélange le composé amphiphile
précité et
la phase liquide organique, puis on disperse les particules d'oxyde de cérium
dans le
mélange obtenu. Selon une seconde variante, le procédé est caractérisé en ce
qu'on
forme un mélange d'oxyde de cérium et d'au moins un composé amphiphile précité
puis
on disperse dans la phase liquide organique ledit mélange.
Les sols de l'invention présentent l'avantage de pouvoir exister dans une
large
gamme de solvants, solvants polaires ou non polaires.
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D'autres caractéristiques, détails et avantages de l'invention apparaïtront
encore
plus complètement à la lecture de la description qui va suivre, ainsi que des
divers
exemples concrets mais non limitatifs destinés à l'illustrer.
Pour la suite de la description, l'expression sol ou dispersion colloïdale
d'oxyde de
cérium désigne tout système constitué de fines particules solides de
dimensions
colloïdales à base d'oxyde et/ou d'oxyde hydraté (hydroxyde) de cérium en
suspension
dans une phase liquide, lesdites espèces pouvant en outre, éventuellement,
contenir des
quantités résiduelles d'ions liés ou adsorbés tels que par exemple des
nitrates, des
acétates, des citrates ou des ammoniums. On notera que dans de telles
dispersions, le
cérium peut se trouver soit totalement sous la forme de colloïdes, soit
simultanément
sous la forme d'ions et sous la forme de colloïdes.
Les particules d'oxyde de cérium présentent généralement un diamètre moyen
d'au
plus 100nm, plus particulièrement d'au plus 50nm et encore plus
particulièrement d'au
plus 20nm. Par exemple, ce diamètre peut ëtre compris entre 5 et l0nm. On
précise ici
que le diamètre moyen des particules ou colloïdes doit âtre entendu comme
désignant le
diamètre hydrodynamique moyen de ces derniers, et tel que déterminé par
diffusion
quasi-élastique de la lumière selon la méthode décrite par Michael L. Mc
CONNELL dans
la revue Analytical Chemistry 53, n° 8, 1007 A, (1981 ).
Enfin, le cérium est généralement présent sous la forme de cérium IV. Le
cérium
peut aussi âtre présent sous forme d'un mélange de cérium Iil et de cérium IV
dans des
proportions respectives quelconques.
La phase liquide organique du sol de l'invention peut âtre à base d'un liquide
ou
d'un mélange de liquides organiques de nature très variée.
Le solvant ou liquide organique peut ètre un hydrocarbure aliphatique,
cycioaliphatique inerte, ou leur mélange, tel que par exemple des essences
minérales ou
de pétrole pouvant contenir également des composants aromatiques. On peut
citer à titre
indicatif l'hexane, l'heptane, l'octane, le nonane, le Bécane, le cyclohexane,
le
cyclopentane, le cycloheptane et les naphtènes liquides. Les solvants
aromatiques tels
que le benzène, le toluène, l'éthylbenzène et les xylènes conviennent
également ainsi
que les coupes pétrolière du type ISOPAR ou SOLVESSO (marques déposées par la
société EXXON), notamment le SOLVESSO 100 qui contient essentiellement un
mélange
de méthyléthyl et triméthylbenzène. et le SOLVESSO 150 qui renferme un mélange
d'alcoyl benzènes en particulier de diméthyléthybenzène et de
tétraméthyibenzène.
On peut mettre en ceuvre également des hydrocarbures chlorés tels que le
chloro
ou dichlorobenzène, le chlorotoluène, aussi bien Que des éthers aliphatiques
et
cycioaliphatiques tels que l'éther de düsopropyle, l'éther de dibutyie et les
cétones
aliphatiques et cycloaliphatiques telles que la méthylisobutyicétone, la
düsobutylcétone,
l'oxyde de mésityle.
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On peut aussi utiliser les cétones, comme l'acétone, les aldéhydes, les
solvants
azotés comme l'acétonitrile, les alcools, les acides et les phénols.
Les esters peuvent aussi étre envisagés. On peut citer comme esters
susceptibles d'étre utilisés notamment ceux issus de la réaction d'acides avec
des alcools
en C1 à C8 et notamment les palmitates d'alcool secondaire tel l'isopropanol.
Les acides
dont sont issus ces esters peuvent étre des acides carboxyliques aliphatiques,
des acides
sulfoniques aliphatiques, des acides phosphoriques aliphatiques, des acides
alcoylarylsulfoniques, et des acides alcoylarylphosphoniques possédant environ
de 10 à
environ 40 atomes de carbone, qu'ils soient naturels ou synthétiques. A titre
d'exemple,
on peut citer les acides gras de tallol, d'huile de coco, de soja, de suif,
d'huile de lin,
l'acide oléique, l'acide linoiéique, l'acide stéarique et ses isomères,
l'acide pélargonique,
l'acide caprique, l'acide laurique, l'acide myristique, l'acide
dodécylbenzènesulfonique,
l'acide éthyl-2 hexanoïque, l'acide naphténique, l'acide hexoïque, l'acide
toluène-
suffonique, l'acide toluène-phosphorique, l'acide lauryl-sulfonique, l'acide
lauryl-
phosphorique, l'acide palmityl-sulfonique, et l'acide palmityl-phosphorique.
Selon une caractéristique particulièrement intéressante du sol de l'invention,
la
phase liquide organique est à base d'un solvant polaire ou d'un mélange de
solvants
polaires. Par solvant polaire on entend ceux présentant une constante
diélectrique e~
supérieure à 5, telle que définie notamment dans l'ouvrage "Solvents and
Solvent Effects
in Organic Chemistry", C. Reichardt, VCH, 1988. Ce solvant polaire peut être
choisi parmi
les solvants halogénés comme le dichlorométhane; les esters du type acétate
d'éthyle,
palmitate d'isopropyle, méthoxy-propyl acétate; les alcools comme féthanol, le
butanol ou
l'isopropanol; les polyols tels que le propane diol, le butane diol ou le
diéthylène glycol;
les cétones comme la cyclohexanone ou la 1-méthylpyrrolidin-2-one.
Selon une caractéristique importante de l'invention, le sol comprend en outre
un
composé amphiphile. Sans vouloir être lié par une explication, on peut penser
que ce
composé amphiphile est adsorbé sur ou en interaction électrostatique avec les
particules
d'oxyde de cérium ou encore complexé avec celles-ci.
Ce composé peut étre choisi tout d'abord parmi les alkyl éthers
polyoxyéthylénés
d'acides carboxyliques.
On entend par là les produits de formule : R~-(OCZH4)n-O-R2 dans laquelle R~
est
un radical alkyl linéaire ou ramifié pouvant comprendre notamment 4 à 20
atomes de
carbone, n est un nombre entier pouvant aller par exemple jusqu'à 12 et RZ est
un reste
d'acide carboxylique comme par exemple -CH2COOH. II est bien entendu possible
d'utiliser ces produits en mélange. A titre d'exemple, on peut mentionner pour
ce type de
composé amphiphile ceux commercialisé sous la marque AKIPO~ par Kao Chemicals.
Le composé amphiphile peut aussi étre choisi parmi les alkyl éthers phosphates
polyoxyéthylénés. On entend ici les phosphates d'alcoyle polyoxyéthylénés de
formule
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R3-O-(CH 2-CH Z-O )"-P-(OM ~ )2
O
ou encore les phosphates de dialcoyle polyoxyéthylénés de formule
R4-O-(CHz-CHZ-O)
R5-O-( C H 2-C H z-O ) ~-P-O M ~
O
Dans laquelle R3, R4, R5, identiques ou différents représentent un radical
alkyl
linéaire ou ramifié, notamment de 2 à 20 atomes de carbone; un radical
phényle; un
radical alkylaryl, plus particulièrement un radical alkylphényl, avec
notamment une chaine
alkyle de 8 à 12 atomes de carbone; un radical arylalkyle, plus
particulièrement un radical
phénylaryl; n le nombre d'oxyde d'éthylène pouvant varier de 2 à 12 par
exemple; M~
représente un atome d'hydrogène, de sodium ou de potassium. Le radical R3 peut
ëtre
notamment un radical hexyle, octyle, décyle, dodécyle, oléyle, nonyiphényle.
On peut citer comme exemple de ce type de composés amphiphiles ceux
commercialisés sous les marques Lubrophos~ et Rhodafac~ vendu par Rhodia et
notamment les produits ci-dessous
- les poly-oxy-ethylène alkyl (C8-C10) ethers phosphates Rhodafac~ RA 600
- le poly-oxyethylène tri-decyl ether phosphate Rhodafac~ RS 710 ou RS 410
- le poly-oxy-ethylène oleocétyl ether phosphate Rhodafac~ PA 35
- le poly-oxy-ethylène nonylphenyl ether phosphate Rhodafac~ PA 17
- le poly-oxy-ethylène nonyl(ramifié) ether phosphate Rhodafac~ RE 610
Le composé amphiphile du sol de l'invention peut aussi âtre choisi parmi les
dialkyl
sulfosuccinates, et notamment les dialkyl sulfosuccinates alcalins comme les
dialkyl
sulfosuccinates de sodium, c'est à dire les composés de formule Rs-O-C(O)-CH2-
CH(S03M2)-C(O)-O-R~ dans laquelle R6 et R7, identiques ou différents
représentent un
radical alkyl de Cd à C~4 par exemple et M2 est un métal alcalin ou un
hydrogène.
Comme composés de ce type, on peut mentionner ceux commercialisés sous la
marque Aerosol~ par la société Cyanamid.
Comme autres composés amphiphiles qui conviennent pour la présente invention,
on peut citer aussi les composés d'ammonium quaternaires. On peut mentionner
plus
particulièrement les composés mono, di ou tri alkyl ammonium, l'un des
radicaux fixés sur
l'atome d'azote pouvant ëtre un radical alkyl comprenant de 1 à 3 atomes de
carbone, y
compris ces radicaux alkyl de 1 à 3 atomes de carbone portant des substituants
inertes
par exemple halogène, acétate, méthylsuffate etc...un des autres radicaux
pouvant âtre
un radical alkyl de CQ à C2o.
Le choix du composé amphiphile se fait en fonction de la nature de la phase
liquide
organique. Plus précisément, ce choix se fait en adaptant l'équilibre
hydrophilellipophile
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du composé amphiphile au caractère hydrophilellipophile de la phase organique.
En
d'autres termes, plus le solvant entrant dans la constitution de la phase
organique est
polaire, plus le composé amphiphile sera hydrophile.
La proportion de composé amphiphile par rapport à l'oxyde de cérium est
ajustée
5 de manière à obtenir une dispersion stable; elle est généralement comprise
entre 2 et 10
molécules par nmz de surface d'oxyde de cérium, en supposant une surface par
téte
complexant du cation cérium comprise entre 10 et 80A2.
Les sols selon l'invention présentent une concentration en composé de cérium
qui
peut âtre d'au moins 10% exprimée en poids de Ce02 par rapport au poids total
de la
dispersion.
Les sols organiques ainsi élaborés présentent une excellente stabilité. On
n'observe pas de décantation au bout de plusieurs mois.
La teneur en eau des sols de l'invention peut âtre au plus égaie à 1 %,
avantageusement à 1000ppm, de préférence à 100ppm.
La présente invention concerne aussi un composé solide qui est caractérisé en
ce
qu'il comprend un mélange de particules d'oxyde de cérium et d'au moins un
composé
amphiphile choisi parmi ceux qui ont été décrits plus haut.
Ce composé solide se présente soit sous forme d'une pâte soit sous forme d'une
poudre. L'oxyde de cérium se présente dans ce composé solide sous forme de
cristaifites
élémentaires non agrégés de taille moyenne d'environ 5nm ou agrégés en
agrégats de
taille moyenne pouvant aller de 200nm à 10nm environ, ces agrégats pouvant
former des
agglomérats qui peuvent être désagglomérables. Le composé solide présente la
propriété
d'être redispersible, c'est à dire de pouvoir donner un sol selon l'invention
et tel que décrit
plus haut lorsqu'il est mis en suspension dans une phase liquide organique.
Ce qui a été décrit plus haut par ailleurs pour la nature des particules du
sol
s'applique aussi ici pour le composé solide.
Les procédés de préparation du composé solide et du sol de l'invention vont
maintenant âtre décrits.
On utilise comme produit de départ tout oxyde de cérium susceptible de pouvoir
donner un sol quand il est mis en dispersion dans une phase liquide et
notamment tout
oxyde de cérium susceptible de se présenter sous la forme qui a été décrite
plus haut au
sujet du composé solide. A titre d'exemple on peut mentionner l'oxyde de
cérium préparé
par thermohydrolyse.
La thermohydrolyse est, pour l'essentiel, un procédé dans lequel on prépare
une
solution aqueuse contenant un composé soluble de cérium; on fait réagir cette
solution
aqueuse avec une base; on chauffe ensuite le milieu obtenu; on récupère le
produit de la
réaction et enfin, éventuellement, on sèche le produit récupéré. Un tel
procédé est décrit
dans la demande de brevet EP-A-208580 dont l'enseignement est incorporé ici.
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A titre de composés solubles dans l'eau du cérium, on peut mentionner plus
particulièrement les sels de cérium (IV) tels que nitrates ou nitrates céri-
ammoniacaux par
exemple, qui conviennent ici particulièrement bien ou encore les sels de
cérium (IV)
organiques. De préférence, on utilise du niVate sérique.
La base ajoutée à la solution peut être une solution d'ammoniaque ou encore
d'hydroxydes d'alcalins (sodium, potassium). La réaction avec la base permet
d'obtenir
une dispersion contenant des ions et des colloïdes d'un composé de cérium.
La proportion enVe cette base ou solution basique et la solution de sels de
cérium
doit être telle que le taux de neutralisation est supérieur ou égal à 0,01 et
inférieur ou égal
à 3,0. Par taux de neutralisation (r) on entend le rapport suivant
r = n3 - n2
n1
dans laquelle n1 représente le nombre total de moles de Ce IV présentes dans
la
solution après neutralisation; n2 représente le nombre de moles d'ions OH-
effectivement
nécessaires pour neutraliser l'acidité libre initiale apportée par la solution
aqueuse de sel ,
de cérium IV; et n3 représente le nombre total de moles d'ions OH- apportées
par
l'addition de la base.
La précipitation du dioxyde de cérium s'effectue par un traitement thermique
de la
dispersion obtenue après la réaction avec la base. La température à laquelle
est mené ce
traitement thermique peut ètre comprise entre 80°C et la température
critique du milieu
réactionnel, en particulier entre 80°C et 350°C, de préférence
entre 90°C et 160°C.
Ce traitement peut être conduit, selon les conditions de températures
retenues, soit
sous pression normale atmosphérique, soit sous pression telle que par exemple
la
pression de vapeur saturante correspondant sensiblement à la température du
traitement
thermique.
Lorsque la température de traitement est choisie supérieure à la température
de
reflux (sous pression ordinaire) du mélange réactionnel (c'est-à-dire
généralement
supérieure à 100°C), par exemple choisie entre 120°C, plus
souvent entre 150°C et
350°C, on conduit alors l'opération dans une enceinte close qui est
plus particulièrement
un réacteur fermé plus couramment appelé autoclave. On introduit le mélange
aqueux
contenant les espèces précitées dans cette enceinte, la pression nécessaire ne
résultent
que du seul chauffage du milieu réactionnel (pression autogène). Dans les
conditions de
températures données ci-dessus, et en milieux aqueux, on peut ainsi préciser,
à titre
illustratif, que la pression dans le réacteur fermé varie entre une valeur
supérieure à 1 Bar
(105 Pa) et 200 Bar (20.10 Pa), de préférence entre 5 Bar (5.105 Pa) et 150
Bar (1,5.10
Pa). II est bien entendu également possible d'exercer une pression extérieure
qui s'ajoute
alors à celle consécutive au chauffage.
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Le chauffage peut âtre conduit soit sous atmosphère d'air, soit sous
atmosphère de
gaz inerte, de préférence l'azote.
La durée du traitement n'est pas critique, et peut ainsi varier dans de larges
limites,
par exemple entre 1 et 48 heures, de préférence entre 2 et 24 heures.
De méme, la montée en température s'effectue à une vitesse qui n'est pas
critique.
et on peut atteindre la température réactionnelle fixée en chauffant le milieu
par exemple
entre 30 minutes et 4 heures, ces valeurs étant données à titre tout à fait
indicatif.
A l'issue de fa thermohydroiyse, on récupère un précipité solide qui peut ëtre
séparé de son milieu par toute technique classique de séparation solide-
liquide telle Que
par exemple, élutriation, filtration, décantation, essorage ou centrifugation.
On notera qu'il est bien entendu possible de répéter une ou plusieurs fois, à
l'identique ou non, une étape de chauffage (thermohydrolyse) telle que ci-
dessus définie,
en mettant alors en oeuvre par exemple des cycles de traitements thermiques.
Le précipité est ensuite éventuellement séché.
Ce précipité constitue un produit de départ qui est utilisé par la suite dans
les
procédés de préparation du sol de l'invention qui vont être décrits
ultérieurement.
On peut mentionner un autre procédé de préparation susceptible d'ëtre mis en
oeuvre pour obtenir un oxyde de cérium qui peut âtre utilisé comme produit de
départ. Ce
procédé comprend les étapes suivantes
- on prépare une solution ou suspension comprenant au moins un acétate ou un
chlorure de cérium trivalent;
- on met en contact la solution avec un milieu basique et on maintient le
mélange
réactionnel ainsi formé à un pH basique;
- on récupère le précipité formé.
Par milieu basique on entend tout milieu présentant un pH supérieur à 7. Le
milieu
basique sera habituellement une solution aqueuse contenant une base. On peut
utiliser
notamment comme base les produits du type hydroxyde. On peut citer les
hydroxydes
d'alcalins ou d'alcalino-terreux. On peut aussi utiliser les amines
secondaires, tertiaires ou
quaternaires. Toutefois, les amines et l'ammoniaque peuvent ëtre préférés dans
la
mesure où ils diminuent les risques de pollution par les cations alcalins ou
alcalino
terreux. On peut aussi mentionner l'urée.
La mise en contact du mélange précité et du milieu basique se fait dans des
conditions telles que le pH du mélange réactionnel que l'on forme ainsi reste
basique.
De préférence, cette valeur de pH sera d'au moins 9. Elle pourra être plus
particulièrement d'au plus 11. Plus particulièrement encore, cette valeur
pourra âtre
comprise entre 9,5 et 11.
La mise en contact du mélange précité et du milieu basique peut se faire par
introduction du mélange dans le milieu basique. II est aussi possible de
réaliser la mise
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en contact en continu, la condition de pH étant réalisée en réglant les débits
respectifs du
mélange et de milieu basique.
II est possible, selon une variante particulière de l'invention, de travailler
dans des
conditions telles que lors de la mise en contact du mélange avec le milieu
basique on
maintienne constant le pH du milieu réactionnel ainsi formé. De telles
conditions peuvent
être obtenues en ajoutant lors de l'introduction du mélange dans le milieu
basique une
quantité supplémentaire de base au mélange formé.
La mise en contact se fait habituellement à température ambiante.
A l'issue de la réaction, on obtient un précipité ou une suspension qui peut
être
séparé, si nécessaire, du mélange réactionnel par tout moyen connu. Le produit
séparé
peut être lavé.
Le précipité est ensuite éventuellement séché.
Ce précipité constitue aussi un produit de départ qui est utilisé par la suite
dans les
procédés qui vont être décrits ci-dessous.
Le procédé de préparation du sol de l'invention peut ëtre mis en oeuvre selon
une
première variante. Dans cette variante, on mélange le composé amphiphile
précité et la
phase liquide organique, puis on disperse les particules d'oxyde de cérium
dans te
mélange obtenu. II est à noter que l'on peut soit introduire les particules
solides dans le
mélange composé amphiphile/phase organique soit verser ce mélange sur les
particules
d'oxyde de cérium. Une fois les particules, le composé amphiphile et la phase
organique
mis en présence, on agite jusqu'à l'obtention d'une dispersion colloïdale
stable.
II existe une seconde variante du procédé. Dans ce cas, on forme un mélange
d'oxyde de cérium et d'au moins un composé amphiphile précité. Ce mélange peut
être
fait en utilisant tout moyen mécanique connu tel que le malaxage pour obtenir
une pâte
homogène. On obtient ainsi un composé solide tel que défini plus haut. Dans un
deuxième temps, on disperse dans la phase liquide organique ledit mélange.
Une troisième variante va maintenant étre décrite qui convient plus
particulièrement
à la préparation d'un sol en phase organique polaire.
Cette variante, pour la préparation d'un sol selon l'invention dans une phase
liquide
organique (a) comprend une première étape dans laquelle on forme une
dispersion
comprenant des particules d'oxyde de cérium et au moins un composé amphiphile
du
type précité dans une phase liquide organique (b) à base d'un solvant de
polarité plus
faible que celle du solvant de la phase liquide organique (a). On peut
observer lors de la
formation de cette dispersion une démixtion due à l'eau éventuellement
présente dans
l'oxyde de cérium hydraté de départ. Dans ce cas, on sépare l'eau démixée du
reste de la
dispersion.
Dans une seconde étape, on sépare la phase solide de la dispersion de la phase
liquide (b) de celle-ci. Cette séparation peut se faire par toute technique
convenable. On
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peut ainsi effectuer fa séparation par floculation par un tiers solvant ou
encore par
distillation. On recueille à la suite de cette séparation une phase solide qui
peut âtre
séchée et qui se présente, suivant le niveau de séchage atteint et la nature
du composé
amphiphile, soit sous forme de poudre soit sous forme de pâte et qui constitue
un
composé solide selon l'invention. Dans une dernière étape, on redisperse la
phase ou le
composé solide ainsi obtenu dans la phase organique (a) pour obtenir ainsi le
sol
recherché.
On notera enfin que les sols obtenus peuvent subir un post-traitement de
déshydratation par passage sur un agent de dessiccation solide par exemple.
Les sols de l'invention peuvent ëtre utilisés dans de nombreuses applications.
On
peut citer la lubrification, les céramiques. Ils peuvent âtre utilisés aussi
comme siccatifs
dans l'industrie des peintures et vernis en vue d'accélérer le séchage des
huiles
insaturées, sur un substrat en tant qu'agent anticorrosion, ou encore dans la
préparation
de compositions cosmétiques notamment dans la préparation de crèmes anti-UV.
Une autre utilisation intéressante est celle comme adjuvant de combustion dans
les
combustibles ou carburants liquides des générateurs énergétiques tels que
moteurs à
explosion, bnileurs à mazout, ou propulseurs à réaction.
Les sols de l'invention conviennent plus particulièrement comme adjuvant des
gazoles pour moteur diesel.
Des exemples non limitatifs vont maintenant âtre donnés.
Exemple 1
Cet exemple illustre la préparation d'une dispersion colloïdale de Ce02 en
milieu
xylène.
Dans un bâcher, on introduit à température ambiante 22,4 g d'un composé
amphiphile de type ester phosphate poiyoxyéthyléné Rhodafac RS 410,
commercialisé
par Rhodia et 100g de solvant Isopar à température ambiante.
On ajoute de manière progressive 40 g d'oxyde de cérium hydraté, à 65.7 % de
Ce02 préparé à partir d'une solution de nitrate sérique à 100°C, par le
procédé de
thermohydrolyse décrit plus haut et comme dans l'exemple 1 a de EP-A-208580.
On
complète à 200 g au total (masse de l'hydrate + composé amphiphile + Isopar)
par de
l'isopar.
On laisse sous agitation jusqu'à obtention d'une dispersion colloïdale stable.
On sépare le petit volume de phase aqueuse obtenue par démixtion et la
dispersion
ainsi obtenue est floculée par addition d'acétone. On recueille le précipité
obtenu par
centrifugation et on laisse sécher à température ambiante .
4g du produit obtenu sont redispersés dans 16g de xylène à température
ambiante.
On obtient ainsi une dispersion colloïdale stable vis à vis de la décantation.
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Exemple 2
Cet exemple illustre la préparation d'une dispersion colloïdale de Ce02 en
milieu
CH2CI2.
5 Dans un bécher, on introduit à température ambiante 30,5g d'un composé
amphiphile du type alkyl éther polyoxyéthyléné d'acide carboxylique AKIPO LF4,
commercialisé par Kao Chemicals Gmbh et 100g de CH2Cl2. On ajoute de manière
progressive 40g d'oxyde de cérium hydraté à 65,7% en Ce02 comme celui décrit
dans
l'exemple 1 et on complète à 200g au total par CH2CI2. L'ensemble est mis sous
agitation
10 à température ambiante jusqu'à obtention d'une dispersion colloïdale
stable.
On observe la démixtion d'un petit volume d'une phase limpide incolore (eau
relarguée) que l'on sépare.
La dispersion ainsi obtenue est mise à évaporer à température ambiante. On
obtient une pâte contenant les nanoparticules d'oxyde sérique et le composé
amphiphile.
4g de ce produit ainsi obtenu sont mis à disperser dans 16g de CH2CI2 .On
obtient
une dispersion colloïdale. Par diffusion quasi élastique de la lumière, on
détermine un
diamètre hydrodynamique des colloïdes compris entre 5 à 10 nm
Exemple 3
Cet exemple illustre la préparation d'une dispersion colloïdale de Ce02 en
milieu
acétate d'éthyle.
Dans un bécher, on introduit à température ambiante ensuite 38,6g d'un composé
amphiphile Rhodafac RS 710, commercialisé par Rhodia et 200g de CH2CI2. On
ajoute
ensuite de manière progressive 40g d'oxyde de cérium hydraté à 65,7% en Ce02
comme
celui décrit dans l'exemple 1 et on complète à 300g au total par CH2CI2. On
laisse sous
agitation jusqu'à obtention d'une dispersion colloïdale stable.
On observe la démixtion d'un petit volume d'une phase limpide incolore (eau
relarguée) que l'on sépare.
La dispersion ainsi obtenue est mise à évaporer à température ambiante. On
obtient une pâte contenant les nanoparticules d'oxyde sérique et l'agent
amphiphile.
4g de ce produit ainsi obtenu sont mis à disperser dans 16g d'acétate
d'éthyle. On
obtient une dispersion colloïdale. Par diffusion quasi élastique de la
lumière, on détermine
un diamètre hydrodynamique des colloïdes compris entre 5 à 10 nm.
Exemple 4
Cet exemple illustre la préparation d'une dispersion colloïdale de Ce02 en
milieu
acétate d'éthyle.
CA 02360820 2001-08-15
WO 00/49098 PCT/FR00/00330
11
Dans un bécher, on ajoute 30,5g d'un composé amphiphile AKIPO LF4 et on
complète par 100g de CH2C12. On ajoute à température ambiante de manière
progressive 40g de l'oxyde de cérium de l'exemple 1 et on complète à 200g au
total par
CH2C12. L'ensemble est mis sous agitation à température ambiante jusqu'à
obtention
d'une dispersion colloïdale stable.
On observe la démixtion d'un petit volume d'une phase limpide incolore (eau
relarguée) que l'on sépare.
La dispersion ainsi obtenue est mise à évaporer à température ambiante. On
obtient une pâte contenant les nanoparticules d'oxyde cérique et l'agent
amphiphile.
4g de ce produit ainsi obtenu sont mis à disperser dans 16g d'acétate
d'éthyle. On
obtient une dispersion colloïdale. Par diffusion quasi élastique de la
lumière, on détermine
un diamètre hydrodynamique des colloïdes compris entre 5 à 10 nm.
Exemple 5
Cet exemple illustre la préparation d'une dispersion colloïdale de Ce02 en
milieu
méthoxypropyfacétate.
Dans un bécher, on introduit 38,68 d'un composé amphiphile Rhodafac RS 710 et
2008 de CH2CI2 à température ambiante. On ajoute ensuite progressivement 40g
de
l'oxyde de cérium de l'exemple 1 et on complète à 300g au total par CH2CI2. On
laisse
sous agitation jusqu'à obtention d'une dispersion colloïdale stable.
On observe la démixtion d'un petit volume d'une phase limpide incolore (eau
relarguée) que l'on sépare.
La dispersion ainsi obtenue est mise à évaporer à température ambiante. On
obtient une pâte contenant les nanoparticules d'oxyde sérique et l'agent
amphiphile.
4g de ce produit ainsi obtenu sont mis à disperser dans 16g de methoxypropyl-
acétate. On obtient une dispersion colloïdale. Par diffusion quasi élastique
de la lumière.
on détermine un diamètre hydrodynamique des colloïdes compris entre 10 et 20
nm.
Le pourcentage d'eau dans la dispersion est égal à 0,9%.
Exemple 6
Cet exemple illustre la préparation d'une dispersion colloïdale de Ce02 en
milieu
éthanol.
Dans un bécher, on introduit 38,6g d'un composé amphiphile Rhodafac RS 710,
commercialisé par Rhodia et 200g de CH2CI2 à température ambiante. On ajoute
ensuite
40g de l'oxyde de cérium de l'exemple et on complète à 300g au total par
CH2C12. On
laisse sous agitation jusqu'à obtention d'une dispersion colloïdale stable.
On observe la démixtion d'un petit volume d'une phase limpide incolore (eau
relarguée) que l'on sépare.
CA 02360820 2001-08-15
WO 00/49098 PCT/FR00/00330
12
La dispersion ainsi obtenue est mise à évaporer à température ambiante. On
obtient une pâte contenant les nanoparticules d'oxyde sérique et l'agent
amphiphile.
4g de ce produit ainsi obtenu sont mis à disperser dans 16g d'éthanol absolu.
On
obtient une dispersion colioïdale. Par diffusion quasi élastique de la
lumière, on détermine
un diamètre hydrodynamique des colloïdes compris entre 5 et 10 nm.
Exemple 7
Cet exemple illustre la préparation d'une dispersion colloïdale de Ce02 en
milieu
éthanol.
Dans un bécher, on introduit à température ambiante 30,5g d'un composé
amphiphile AKIPO LF4 et 100g de CH2CI2. On ajoute ensuite progressivement 40g
de
l'oxyde de cérium de l'exemple 1 et on complète à 200g au total par CH2CI2.
L'ensemble
est mis sous agitation et à température ambiante jusqu'à l'obtention d'une
dispersion
colloïdale stable.
. On observe la démixtion d'un petit volume d'une phase limpide incolore (eau
relarguée) que l'on sépare.
La dispersion ainsi obtenue est mise à évaporer à température ambiante. On
obtient une pâte contenant les nanoparticules d'oxyde sérique et l'agent
amphiphile.
4g de ce produit ainsi obtenu sont mis à disperser dans 16g d'éthanol absolu.
On
obtient une dispersion colloïdale. Par diffusion quasi élastique de la
lumière, on détermine
un diamètre hydrodynamique des colloïdes compris entre 5 à 10 nm.
