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Détersif alcalin pour le nettoyage des métaux tendres.
Cette invention concerne de façon générale les préparations alcalines comme, par exemple, les produits détersifs alcalins utilisables pour nettoyer les métaux tendres et plus particulièrement les produits détersifs de ce genre contenant un agent inhibiteur apte à empêcher la corrosion alcaline du métal. otest un fait bien connu que de nombreux détersifs à forte alcalinité se comportant parfaitement au point de vue du nettoyage mais ne peuvent oependant être utilisés pour nettoyer les métaux tendres comme l'aluminium et l'étain parce que les alcalis corrodent et dissolvent rapidement les métaux.
De nombreux efforts ont été faits pour utiliser les excellentes propriétés détersives des mélanges à forte alca- linité et, en même temps, pour empêcher dans toute la mesure du possible l'attaque des métaux tendres. A cet égard, l'ap- plioation de certains silicates a diminué avec succès dans une proportion considérable la corrosion de l'aluminium dans les solutions alcalines. Toutefois, il est nécessaire de
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prendre grand soin quant au choix convenable du silicate employé et quant à la concentration de la solution si l'on veut éviter une attaque très grave du métal en cours de nettoyage.
En effet, si la concentration est trop forte ou trop faible, il se produit une attaque de l'aluminium, ce qui postule évidemment une limitation sérieuse du type de solution capable d'être employé.
On a utilisé également les silicates pour nettoyer l'étain mais, en pareil cas, l'aloalinité de la solution de nettoyage doit être réglée jusqu'à une valeur de pH si basse en même temps que la température du produit de nettoyage doit être tellement abaissée qu'il n'est plus facile d'obtenir un nettoyage effectif. On a suggéré aussi d'autres remèdes à la corrosion de l'étain et de l'aluminium par les produits de nettoyage alcalins. Dans le cas de l'étain, ltemploi du sulfite de sodium a'est beaucoup vulgarisé au cours des dernières années. Ce corps réduit, en effet, la concentration en oxygène de la solution de nettoyage et prévient la corrosion de l'étain par les alcalis.
Néanmoins, il se produit une corrosion considérable après que le sulfite est épuisa, comme ceci survient très rapidement dans la pratique usuelle. En outre, si la solution est chauffée au contact de l'air, le sulfite de sodium ne tarde pas à se transformer en sulfate de sodium qui est sans effet pour empêcher la corrosion.
Le remède le plus efficace qu'on ait trouvé contre la corrosion est probablement l'addition de chromates ou de bichromates aux matières alcalines pour le lavage des métaux mous ou tendres. Mais si, de façon générale, ces matières sont fort efficaces pour prévenir la corrosion, elles présentent deux graves inconvénients : En premier lieu, elles ont tendance à revêtir le métal en cours de nettoyage d'une pellicule jaune verdâtre, ce qui dans la majorité des cas est
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très indésirable.
En seocnd lieu, la plupart des gens sont sensibles aux chromates, de sorte que les ouvriers ou autres personnes qui se servent de ces produits de nettoyage sont fréquemment atteints de ce qu'on appelle des "uloères ohro- miques", ce qui impose la cessation de tout travail utilisant une matière renfermant des chromates et exige un temps prolongé jusqu'à leur guérison.
Le but de la présente invention est de fournir un moyen grâce auquel les produits détersifs alcalins puissent être utilisés avec impunité pour le nettoyage des métaux mous et tendres. Ce nouveau moyen présente de nombreux avantages par rapport à ceux qui ont été antérieurement employés : l'aluminium, l'étain, le zinc, le plomb, le oadmium ou les autres métaux tendres ou les alliages dans lesquels ils entrent peuvent être traités à l'aide de solutions ayant un pH extrêmement élevé à'des températures d'ébullition et pendant des laps de temps prolongés sans manifester aucun signe de corrosion, Les solutions de nettoyage ont, de préférence, un pH égal à 10 au moins et pouvant atteindre, dans certains cas, 12 ou même davantage.
Les inhibiteurs de corrosion dont il est fait application ici ne perdent pas de leur effica- cité aveo le temps, comme cela se produit avec les sulfites mais la conservent pendant de longues périodes de temps. En outre, ils sont exempts d'effet nuisible sur la peau humaine et ne oausent pas les difficultés qui accompagnent l'emploi des chromâtes ou des bichromates.
L'invention est fondée sur cette constatation que les sels de mercure (soit meroureux, soit merouriques) sont capables, une fois ajoutés en proportion appropriée aux alcalis, d'empêcher entièrement l'effet oorrodant caractéris- tique des alcalis sur les métaux tendres ou mous. Bien que certains des sels mercureux, comme par exemple le chlorure
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mercureux, soient généralement insolubles dans l'eau, ils ont toutefois une efficacité pour prévenir la corrosion dans les conditions qui seront indiquées ci-après.
Il y a lieu de penser que ceci est dû à ce qu'on peut appeler une réaction à "auto-oxydation-réduction" au cours de laquelle une partie du mercure qui se trouve dans le chlorure mercureux est réduite à l'état de mercure métallique, alors que le reste est oxydé jusqu'à l'état merourique, cette dernière partie faisant office d'inhibiteur de corrosion. Bien qu'il n'ait pas été possible de prouver de façon définitive que c'eat bien ce phénomène qui se produit, il demeure que le chlorure meroureux se comporte en tant qu'inhibiteur en présence des alcalis et qu'il se produit dans la solution une précipitation de ce qui parait être du mercure métallique.
Le processus par lequel la corrosion est empêchée est inconnu mais le fait peut vraisemblablement être attribué à la formation de pellicules protectrices non réactives sur les surfaces des métaux.
Le métasilicate, le sesquisilioate et l'orthosilioate de sodium sont des alcalis puissants dont l'alcalinité augmente dans l'ordre de cette énumération. Et on sait fort bien que même le plus faible d'entre eux, à savoir le métasilicate de sodium, s'il est employé par exemple pour nettoyer de l'étain ou du fer blanc attaque rapidement l'étain qu'il paillette puis dissout à une température relativement basse. Or l'addition d'une faible quantité d'un sel de mercure à n'importe lequel de ces silicates réduit à zéro l'action corrosive de la solution préparée ensuite aveo lui-même à la température de l'ébullition et pendant un laps de temps prolongé.
Les tableaux suivants marqués I, II et III indiquent, à titre d'exemples, les résultats qui peuvent être obtenus en chauffant plusieurs morceaux de fer blanc dans des solutions alcalines à 60 0. pendant les laps de temps spécifiés. Ces
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résultats font ressortir le pourcentage de perte en poids de l'étain dans les cas où l'alcali ne contenait pas de sel de mercure et dans ceux où il en contenait un à titre d'agent inhibiteur. Le sel de mercure typique qui est employé pour ces trois épreuves est le chlorure mercurique.
Dans le tableau I, la solution alcaline est une solution aqueuse à 0,5% de métasilicate de sodium seul aveo 5% de chlorure mercurique sur la base du poids de métasilioate de sodium.
Dans le tableau II, la solution alcaline est une solution aqueuse à 0,5% d'orthophosphate trisodique avec et sans addition de 5% de ohlorure mercurique sur la base du poids de cet orthophosphate.
Dans le tableau III, la solution alcaline est, dans un cas, une solution aqueuse à 0,5% d'un mélange de 40% d'orthophosphate trisodique et de 60% de métasilioate de sodium et, dans l'autre cas, la même solution mais additionnée de 5% de chlorure merourique sur la base du poids combiné de phosphate trisodique et de métasilicate de sodium.
TABLEAU 1
Pourcentage de perte en poids
EMI5.1
<tb>
<tb> Solution <SEP> aqueuse <SEP> à <SEP> 0,5%
<tb> de <SEP> métasilioate <SEP> de <SEP> sodium
<tb> Solution <SEP> aqueuse <SEP> + <SEP> 5% <SEP> de <SEP> chlorure <SEP> mercuriNombre <SEP> à <SEP> 0,5% <SEP> de <SEP> métasi- <SEP> que <SEP> (basé <SEP> sur <SEP> le <SEP> poids <SEP> de
<tb> d'heures <SEP> lioate <SEP> de <SEP> sodium <SEP> métasilcate)
<tb> 44,5 <SEP> 0,163
<tb> 85,6 <SEP> 0,317
<tb> 118 <SEP> 0,0
<tb> 133,3 <SEP> 0,489
<tb> 178,5 <SEP> 0,643
<tb> 808,5 <SEP> 0, <SEP> 0 <SEP>
<tb> 222,7 <SEP> 0,803
<tb> 25I,5 <SEP> 0,0
<tb>
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TABLEAU II
Pourcentage de perte en poids
EMI6.1
<tb>
<tb> Solution <SEP> aqueuse <SEP> à <SEP> 0,5% <SEP> de
<tb> Solution <SEP> aqueuse <SEP> à <SEP> phosphate <SEP> trisodique <SEP> + <SEP> 5% <SEP> de
<tb> Nombre <SEP> 0,
5% <SEP> de <SEP> phosphate <SEP> chlorure <SEP> merourique <SEP> (basé <SEP> sur
<tb> d'heures <SEP> trisodique <SEP> le--poids <SEP> de <SEP> phosphate)
<tb> 49 <SEP> 0,194 <SEP> 0,0124
<tb> 69,75 <SEP> 0,289 <SEP> 0,OI47
<tb> 90,25 <SEP> 0,436 <SEP> 0,028
<tb>
TABLEAU III
Pourgentage de perte en poids
EMI6.2
<tb>
<tb> Solution <SEP> aqueuse <SEP> à <SEP> 0,5% <SEP> d'un
<tb> mélange <SEP> de <SEP> 40% <SEP> d'orthophossolution <SEP> aqueuse <SEP> à <SEP> phate <SEP> trisodique <SEP> et <SEP> de <SEP> 60% <SEP> de
<tb> 0,
5% <SEP> d'un <SEP> mélange <SEP> métasilicate <SEP> de <SEP> sodium <SEP> + <SEP> 5%
<tb> de <SEP> 40% <SEP> d'orthophos- <SEP> de <SEP> chlorure <SEP> merourique <SEP> (basé
<tb> phate <SEP> trisodique <SEP> et <SEP> sur <SEP> le <SEP> poids <SEP> d'orthophosphate
<tb> Nombre <SEP> de <SEP> 60% <SEP> de <SEP> métasilioa- <SEP> trisodique <SEP> et <SEP> de <SEP> métasilioate
<tb> d'heures <SEP> te <SEP> de <SEP> sodium. <SEP> de <SEP> sodium)
<tb> 22 <SEP> 0,0927
<tb> 43 <SEP> 0,178
<tb> 60,5 <SEP> 0,259
<tb> 90,5 <SEP> 0,0275
<tb>
On remarquera d'après le tableau I que là Ou.le sel inhibiteur à base de mercure a été utilisé, il n'y a pas eu de perte en poids même après qu'on a chauffé pendant plus de 251 heures dans la solution de métasilicate de sodium.
Au contraire, en l'absence du sel de mercure, il y a eu une perte en poids égale à 0,803% après qu'on a chauffé pendant 222 heures.
Les sels de mercure manifestent un effet inhibiteur semblable qu'ils soient utilisés avec de l'orthophosphate trisodique seul, comme le met en évidence le tableau II, ou avec des mélanges de métasilicate de sodium et d'orthophosphate trisodique, comme le montre le tableau III,
Il est entendu que si l'on a parlé dans ces exemples
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d'un sel de mercure typique apte à empêcher la corrosion des métaux tendres, on peut faire intervenir d'autres sels de meroure, soit sous la forme meroureuse, soit sous la forme merourique. Les sels de mercure qui sont efficaces comme inhibiteurs de corrosion suivant l'invention sont ceux qui sont solubles dans l'eau ou ceux qui, une fois introduits dans la solution alcaline pour servir à nettoyer un métal tendre, subissent une réaotion capable de solubiliser une proportion appréciable du mercure.
Ces sels sont décrits ici oomme des sels de mercure "solubles". On peut utiliser les sels meroureux ou les sels mercuriques comme les chlorures, les azotates, les acétates, les salicylates ou, en fait, n'importe quel autre sel de mercure soluble.
Le sel de mercure doit, en principe, être utilisé en une quantité égale à 1% au moins, sur la base du poids d'alcali présent et, de façon générale, en une quantité minimum de 2% en poids. Quand la solution de nettoyage est utilisée à de basses températures, il est possible de réduire la quantité de sel de mercure jusqu'au-dessous du chiffre le plus faible indiqué ci-dessus. Il est inutile, en règle générale, de faire intervenir plus de 10% de sel de mercure, bien qu'on puisse en utiliser davantage sans qu'il y ait de répercussion nuisible.
La solution détersive contenant l'inhibiteur de corrosion trouvera une application utile dans tous les cas où.l'on a besoin d'un détersif à forte alcalinité. C'est ainsi qu'on peut l'employer pour le lavage du fer blanc, des tubes en étain, des cuves de boulangerie, des bottes ou bidons à lait et également dans les usines de production de l'étain ou de fabrication du fer blanc ou des objets en fer blanc. S'il s'agit de cette fabrication, il sera souvent nécessaire pour contribuer aux opérations de façonnage d'appliquer une couche
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de graisse qu'on enlèvera au moyen d'une solution de nettoyage à forte alcalinité, suivant l'invention, sans attaquer l'étain ou le fer blanc. Les solutions de nettoyage peuvent également trouver leur application dans le traitement de l'aluminium.
En pareil cas aussi, la solution peut trouver son emploi pour l'enlèvement de la graisse dont on s'est servi pour la fabrication des objets en aluminium sans causer cependant de corrosion alcaline de l'aluminium.
S'il s'agit du lavage des cuves, oasseroles ou récipients analogues dans une boulangerie ou une cuisine où pareil lavage doit se répéter assez souvent pour que la quantité de matière brûlée sur elles ne soit pas excessive, on peut faire appel à une solution de nettoyage renfermant environ 95% de métasilicate de sodium et 5% de chlorure merourique ou d'un autre sel de mercure soluble qu'on a fait dissoudre dans l'eau pour donner naissance à une solution ayant une concen- tration comprise entre 0,25% et 3% mais généralement voisine de 1%. Pour assurer le nettoyage de ces cuves ou casseroles, il y a avantage à les faire bouillir dans la solution de nettoyage pendant une heure.
Si les dépôts sur ces cuves ou récipients sont excessifs, on peut utiliser une solution aqueuse ayant une composition formée de 95% d'orthosilicate de sodium et de 5% de ohlorure mercurique ou d'un autre sel de mercure et faire bouillir ces récipients pendant une heure dans cette solution. On dispose ainsi d'une solution plus alcaline que dans le cas mentionné plus haut.
Comme autre exemple, on peut se servir d'une solution aqueuse à 1% ayant une composition formée de 60% de métasilicate de sodium, 35% d'hydroxyde de sodium., et 5% de chlorure mercurique ou d'un autre sel de mercure si l'on a besoin d'une solution à forte alcalinité. On peut addition-
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ner cette composition ou n'importe quelle autre des compositions ci-dessus indiquées d'un agent mouillant tel qu'un sel de sodium ou un alcool gras sulfaté dans la proportion de 1 à 3% du poids total des matières solides.
Les sels de mercure solubles font également office d'inhibiteurs de corrosion en présence de mélange d'alcalis 'avec du savon, de la caséine, des agents défi coulants, des agents mouillants ou humidifiants, des abrasifs et des substanoes analogues.
Les sels de mercure solubles empêchent ou préviennent effectivement la oorrosion de l'étain, de l'aluminium et des autres métaux mous ou tendres par les solutions de carbonates, de phosphates et de silicates de métaux alcalins. On peut ajouter de l'hydroxyde de sodium ou un autre alcali à ces silicates, phosphates ou carbonates toutes les fois qu'il y a lieu d'augmenter l'alcalinité et que la corrosion du métal peut être empêchée par l'intervention de sels de mercure solubles.
L'invention permet l'utilisation de solutions à forte alcalinité pour le nettoyage des métaux mous ou tendres sans qu'il se produise de'corrosion du métal. Bien qu'elle ait été décrite en particulier dans l'hypothèse où. elle sert à empêcher la oorrosion de l'aluminium, et de l'étain, elle est également applicable au traitement du zinc, du plomb, du cadmium ou d'autres métaux ou alliages "mous ou tendres". Ces termes englobent n'importe quel métal ou alliage qui, dans les conditions Convenables de température et de concentration, a tendance à être attaqué ou dissous par des solutions alcalines.
Bien que la principale application de l'invention intêresse les solutions de nettoyage, elle est également appli- oable pour empêcher la corrosion des compositions alcalines
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considérées de façon générale comme par exemple les peintures, vernis ou adhésifs. L'addition d'un sel de mercure soluble à une peinture ou matière adhésive alcaline empêche son attaque quand elle se trouve sur un métal mou ou tendre pendant que cette peinture ou matière adhésive se fige ou durcit.
L'invention n'est évidemment pas limitée aux exemples susindiqués qui sont uniquement illustratifs, pas plus qu'aux proportions spécifiées qui sont simplement celles qu'il convient de préférer; elle englobe diverses variantes.