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Publication number: BE546277A
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Description


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   L'invention concerne une composition et un procédé de traitement des métaux ferreux, du cuivre et ses alliages, pour l'élimination de la rouille, la corrosion, les dépôts de carbone et autres revêtements superficiels, y compris la peinture. 



   La composition selon l'invention, destinée à être utilisée en solution alcaline aqueuse pour éliminer toute corrosion ou autre couche superficielle, sur les métaux ferreux (y compris l'acier et les alliages de métaux ferreux) ainsi que le cuivre et ses alliages, comprend: une amine portant plusieurs groupes hydroxyle et/ou une polyamine por- tant plusieurs groupes hydroxyle ou un sel, ou sels, en dé- rivant, et un agent de chelation pour métaux lourds, qui est un acide   aminopolycarboxylique   ou un acide polyaminopolycarbo xylique contenant au moins un groupe-N-CH2-COOH2 ou un sel, 

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   soluble dans l'eau, de cet acide ; cecomposé peut aussi con-   tenir un ou plusieurs groupes hydroxyle. 



     L'invention a   encore pour objet un bain de dérouilla- ge ou de nettoyage pour ne taux ferreux, cuivre ou pillages de cuivre qui consiste en une solution alcaline aqueuse com- 
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 prenant un acide aGlinopolycarboX)rlique ou un acide polyamino- polycartoxT,,tlir?ue, qui est un agent de chelation pour métaux lourds, une   aminé   aliphatique à plusieurs groupes hydroxyle substitués et/ou une polyamine aliphatique à plusieurs groupes hydroxyle substitués. La teneur du bain en alcali est, de préférence, suffisante pour faire monter le pH de la solu- tion à au moins 12, et, par conséquente'stimuler une forma- tion de sel dans l'agent de chelation, si ce dernier n'est pas ajouté sous forme d'un sel. 



   L'invention a, en outre, pour objet un procédé pour éliminer la rouille, ou corrosion, d'un métal ferreux, du cuivre ou d'un alliage de cuivre, procédé qui consiste a traiter le métal dans le bain de la solution alcaline aqueu- se mentionné ci-dessus. Le métal peut rester dans le bain jusqu'à ce que la couche a enlever soit pratiquement complè- tement éliminée. Il est toutefois préférable que le métal soit une des électrodes d'une cellule électrolytique. 



   L'acide aminocarboxylique employé, de préférence, est un acide du groupe comprenant l'acide   nitrilotriacétique,   
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 l'acide éthYlnedia2ine-tétra acétique et l'acide hydroxy- ét:lét'¯lyl:ne dia:aine triacétique. 



  Les substituants da.1S l'airine, ou polyamine, aliphati- que sont, de pr6:;'érence, des groupes beta-nydroxyéthyle et/ou de roupep h'c1ro:-:yprop"!.e, et les aminés employées, de préférence, sont la diét:afrol a.::i:e, 13 triétl.anolamine, la ttr-::-bsta-:i3cro<<étr=ylét': Iéne diamine et la tétra- :'I-r.:, droxypropyléthylane diamine. l'alcali du bain est avantageusement un hydroxyde 

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 de métaux alcalins,   de'     préférence   la soude   caustique.     L'il-   cali peut aussi être contenu dans la composition utilisée dans le bain. 



   Il est préférable de mettre en oeuvre le traitement électrolytique selon l'invention en utilisant le métal, ou objet en métal, alternativement   cornue   cathode, puis comme anode. Ce renversement de courant et répété, de préférence, jusqu'à ce que l'opération soit terminée. Afin d'assurer un travail de finition absolument propre, il est préférable de finir l'opération par l'anode. 



   Toutefois, le dérouillage peut également titre unique- ment effectué par le traitement cathodinue ou le traitement anodique. Il peut aussi être effectué sans traitement élec-   trolytique,   en maintenant seulement le métal, ou l'objet en métal, dans le bain durant une période de temps adéquate et, si cela est nécessaire, en enlevant ensuite la rouille dé- tachée de la surface traitée, simple et par exemple, en faisant passer un courant d'air   a*travers   le bain pour agi- ter la solution, ou en brossant le métal ou l'objet en métal. 



   La durée totale du traitement dans le bain varie en fonction de la température du bain, de sa concentration, de l'épaisseur et de la nature de la couche dont on veut dé- barrasser l'objet en métal, et du genre de l'objet en métal a traiter. 



   Lorsque le traitement est effectué par la méthode préférée, c'est-à-dire électrolytique, la durée du traitement varie aussi avec la densité de courant. La durée de chaque traitement cathodique dans la méthode électrolytique peut, par exemple, varier de 1 à 30 minutes, de même pour chaque traitement anodique. En   opérant   dans des conditions telles qu'elles sont détaillées dans l'exemple pratique ci-dessous, on a découvement qu'il est plus commode de traiter   cathodique#   peut  '! ni,     objets     forte: tent   rouillés, tout d'abord pendant une 

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 ou plusieurs périodes d'environ 15 minutes chacune, et de les traiter ensuite anodiquement durant un nombre égal de périodes, chacune de 2 a 3 minutes.

   Ainsi un objet peut être nettoyé, dans ce procédé selon l'invention,, en suivant dans l'ordre les opérations suivantes: i) traitement cathodique durant 15 minutes: ii) trai- tement anodique durant 2 a 3 minutes ;   iii)   traitement catho- dique durant 15 minutes: iv) traitement anodique   pandant 2   a 3 minutes ; v) traitement cathodique pendant 4 minutes et finalement vi traitement anodiquo durant 1 minute. 



   On a proposé antérieurement d'employer un cyanure ainsi   qu'un   pyrophosphate   tétrascdiquo   dans des bains alca- lins de dérouillage Les bains solon la présente invention présentent les avantages suivants sur les bains-connus jus- qu'ici: 
1) Le bain peut être utilisé durant de longues pé- riodes sans que l'agent ou les. agents de chelation deviennent inopérants du fait de la chaleur. Aussi bien les cyanures, par exemple le cyanure de sodium.., que les pyrophosphates sont relativement instables a la chaleur. 



   2) L'acide amonocarboxylique agent de   chelation,   et les amines de la. présente invention sont des substances inof- fensives en comparaison du dangereux cyanure de sodium. 



   3) Lorsque la teneur en fer du bain devient impor- tante, il est assez facile de l'éliminer du bain par dépôt électrolytique sur des cathodes appropriées, ce qui permet de régénérer le bain, alors que cela n'est pas possible avec      le cyanure. 



   Le bain peut   tre   utilisé a la température de l'at- mosphère normale et au-dessus.. Il est préférable d'employer le bain a une température élevée, par exemple à une tempéra- ture d'environ 70  a 95  C. L'emploi d'une température élevée   offre plusieurs avantages ; a) la graisse et la peinture   

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 sont   facilement   enlevéestout comme la   touille,   et b) le ris- que de rendra le matai cassant, résultant de l'emploi du nettoyage cathodique dans un bain froid, est a peu près complètement supprémé la periede ou périodes du traitement anodique aida aussi a éviter le danger de rendre le métal cassant. 



   L'élimination de la rouille, de la corrosion ou totute autre couche de surface par la méthode selon l'invenion peut être facillement assuré sans attaqua du métal même 
Le bain a utiliser dans co procédé selon l'invention peut ronformer les constituants suivants dont le taux de con- centration convenable est également indiqué. hydroxyde de sodium   @   12 g a 350 g par litre de solution acide éthylïnadiamine tétra acétique 12 g a 200 g par litre de solution triéthanolamine 12 g a 300 g par litre de solution. 



   La composition, selon l'invention, peut aussi compor- ter de l'alcali dans la proportion   donné   plus haut. 



   Une ou plusieurs des additions suivantes peuvent   être   aussi incorporées au bain, ainsi que dans la composition se- lon   l'invention,   afin d'en augmenter 1 'efficacités 
Taux deconcentration   recommandé,   carbonate de métaux alcalins 3 g à 30 g par litre de   so-   lution métasilicate de métaux alca- lins 3 g à 50 g par litre de   so-   lution orthosilicate de métaux al- ¯ calins 1,5 g a 36 g par litre de so- lution chlorure de métaux alcalins 0,7 g a 25 g par litre de so- lution chlorure d'ammonium   1, 5   g a 25 g par litre   de .so-   lution pyrophosphate de métaux alcalins 1,5 g a 50 g par litre de so- lution 

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<tb> un <SEP> phosphate <SEP> de <SEP> métaux
<tb> 
<tb> alcalins,

   <SEP> un <SEP> phosphate
<tb> 
<tb> d'ammonium <SEP> et <SEP> de <SEP> métaux
<tb> 
<tb> 
<tb> alcalins <SEP> ou.un <SEP> phosphate
<tb> 
<tb> d'ammonium <SEP> 1,5 <SEP> g <SEP> a <SEP> 50 <SEP> g <SEP> par <SEP> litre <SEP> de <SEP> so-
<tb> 
<tb> 
<tb> lution
<tb> 
 
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 -'hu11.-ettCalsoleneu 
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<tb> (une <SEP> huile <SEP> rouge <SEP> turc) <SEP> 0,06 <SEP> g <SEP> a <SEP> 3 <SEP> g <SEP> par <SEP> litre <SEP> de <SEP> so-
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> lution
<tb> 
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<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> agent <SEP> de <SEP> mouillage <SEP> 0,

  06 <SEP> g <SEP> a <SEP> 3 <SEP> g <SEP> par <SEP> litre <SEP> de <SEP> so-
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> lution
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<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> acide <SEP> citrique <SEP> 6 <SEP> g <SEP> a <SEP> 100 <SEP> g <SEP> par <SEP> litre <SEP> de <SEP> so-
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> lution
<tb> 
 L'acide citrique peut être ajouté tel quel dans le 
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 bain, ou être d'abord rendu alcalin, a ... l'j,nd1catGur, avant qu'il ne soit introduit dans le bain. L'hydroxyde   d'ammo-   nium peut aussi être incorporé au bain, que l'acide citrique soit employé ou non. La quantité d'hydroxyde   d'ammonium     ajou-   tée n'est de préférence pas supérieure à 6 g de solution ammoniacale pls   0,88)   par litre de la solution du bain. 



   L'agent de mouillage employé est un agent qui, dans   ette   solution, est stable et de préférence du   typa   non conique. 



   Il est entendu que la composition et le bain ne com- prennent pas, d'une manière générale, toutes les additions indiquées plus haut. De plus, l'action des principaux cons-   tituants   du bain ne dépend pas de l'emploi d'une ou de plu-.- 
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 sieurs additions; ces additions agissent comme !fpept1sants ' ou facteurs similaires, afin d'augmenter l'efficacité de la.- solution. 



   Le procédé selon l'invention peut être mis en oeu- vre dans des conditions galvanoplastiques normales. Il est   @   avantageux que la densité de courant soit au moins de 1 A/dm2 et de préférence aussi élevée que possible. 



   Après traitement dans le bain, l'objet en' métal peut subir un traitement supplémentaire afin de prévenir toute formation ultérieure de rouille ou de corrosion. 

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  Le procéda selon l'invention est i Llviptré dans l'ex- pie s'Ai Y'1..:1t:: 'Une couronne dentée et son   pignon,     graisseux,   peints et   complotèrent   rouillés, ont été   connectés   aux fils de co- 
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 nexion d'une cuve électrolytique et ensuite i-:-;ergés dans le bain électrolytique dont la composition est donnée   ci-après:*   
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<tb> hydroxyde <SEP> sodium <SEP> 160 <SEP> g <SEP> par <SEP> litre
<tb> 
 
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 acide ét.ly18Lle .ia.dne-tétrB acétique 36 g n   tri.ét:

  anolar.ine 50 g " Il rrtasi7¯icate de sodium 25 g " " 
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<tb> carbonate <SEP> de <SEP> sodium <SEP> p <SEP> g <SEP> " <SEP> "
<tb> 
<tb> phosphate <SEP> trisodique <SEP> " <SEP> "
<tb> 
<tb> chlorure <SEP> de <SEP> sodium <SEP> 20 <SEP> g <SEP> " <SEP> "
<tb> 
<tb> agent <SEP> de <SEP> mouillage <SEP> non
<tb> ionique <SEP> 0.7 <SEP> g <SEP> " <SEP> "
<tb> 
   .L'agent   de   mouillage   employé est un alcool aliphati 
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 que/oxyde d'alcoylëne condensé vendu sous la marque commer- ciale   "belloid   M   3".   
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  Le bain eta' a une température de 8? C, avec une den- sité de courant de 10 npres p.'1I' dm2. Les pièces furent traitées ca t'. odiq1Jement pendant 18:3 15 premières minutes, af)r;s quoi le courant fut renversé et .les pièces   traitées   anodique- ment   durant 7     minutes.   Ces   objet?   furent ensuite   examinés   et   l'on   put   constater     ou'ils   étaient dégraissés et, jusqu'à un certain degré   d jà     partiellement   décapés et dérouillés. Les 
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 pièces furent à nouveau traitées cato^32c?t;ernent pendant 15 :ihtes : 1poL:i::)ltai..res, âpres -quoi le courant fut renversé durant 2 a 3 minutes.

   Les oL:1ets furent alors réexai.uinés et l'on -constat? cette fois-ci qu'ils étaient totalement exempts de o'.qi.se, ce peinture et de rouille et t.ient, (.le pll"s, par- faite cet Tli'',raS t-t !1</li. 
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 r/ii'iii, 77i ?(,,P-s \¯<ve:it l<?vêer: fond a 1 f eau eo:"te ."f'.- dJl.i.i.ner autant- eue -tolite 

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 trace d'électrolyte (dépôt én résultant). L'eau employée pour cette opération peut, avantageusement, être légèrement acide; par exemple, ce peut être de l'eau contenant 1/2% d'acide phosphorique. Après ce lavage, les pièces furent immergées dans un bain   dteau   chaude dont la température était maintenue entre 80  et   950C.   et contenant 1/2% en poids de benzoate de sodium et 1 1/2% en poids de nitrite de sodium.

   Les pièces furent maintenues dans cette solution pendant une période suffisante pour qu'elles absorbent assez de chaleur pour sé- cher complètement après avoir été retirées de cette solution chaude. La période varie selon la grandeur et le genre des pièces, mais elle est généralement de l'ordre de 1 a   2 mi# '   'nutes. Il est essentiel que cette solution ne devienne pas acide ; elle doit être maintenue à un pH neutre ou alcalin, de préférence à un   pH   d'environ 7 à 8 Si la solution devient acide, par exemple par passage, dans cette solution, de l'acide de l'eau de lavage, le pH de la solution peut être ajusté par l'addition de carbonate de sodium. 



   Le traitement dans un bain contenant.du nitrite et du benzoate de sodium prévient la formation de rouille super- ficielle sur l'objet, au moment où on le retire de la solution chaude, et le préserve temporairement. 



   Il n'est pas nécessaire de limiter la concentration et la température du bain contenant le nitrite et le benzoate aux valeurs indiquées dans l'exemple. On préfère toutefois que la température du bain ne soit pas inférieure a 75  que la concentration du benzoate du bain soit d'environ 0,4 g à 18 g par litre et la concentration du nitrite d'environ 3 g à 18 g par litre. Si   l'Objet   nettoyé et débarrassé de sa rouille doit être   2 nouveau   peint, il est avantageux'que la concen- tration du benzoate et du   nitite   dans le bain soit dans les limites inférieures des deux plages de concentration données plus haut.

   De plus, il est préférable que l'objet ne reste 

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 pas dans le bain inhiçite1Jr- plus longtemps oue néee(,E1Dire, en fait jusqu'à ce que le bain   d'immersion   devienne   souilla.   
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  Lorsoue l'objet métallique a traiter est coin do s 6 de deux ou plus de deux pièces, unies l'une a"l'autre (par rivetr par exemple) ou non, chaque pièce doit être reliée a un ou plusieurs conducteurs du courant pendant leur traitements afin que soit assurée la continuité électrique entre les   différen-   tes pièces. 



   On a décrit cette invention en se référant particu- 
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 lièrement à l'emploi de l'acide éthYlèe/t6tra acétique est a la triéthanolaaine comme agents de chelation. Il est bien entendu toutefois que d'autres substances peuvent être em- ployées comité agents de chelation. Ainsi, par exemple, les agents de chelation entrant dans la composition du bain peu- vent être de l'acide nitrilotriacétique et de la diéthanol- 
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 amine ou de l'acide hydroxyéthyléthylène diamine triacétique et de la   tétra-N-beta-hydroxyéthyléthylène   diamine.

Claims

-RESUME- La présente invention a pour objets r I.- Une composition, destinée a être utilisée en so- lution alcaline aqueuse pour éliminer toute corrosion, rouille, ou autre couche superficielle sur les métaux ferreux, le cuivre et res alliage?, composition remarquable par les points sui- vants pris isolément ou en combinaisons:: 1.- elle comprend une aminé aliphatique portant plu- sieurs groupes hydroxyle et/ou une polyan.ine aliphatique por- tant plusieurs groupeshydroxyle et un agent de chelation pour ...étaux lourds, pris dans le groupe des acides amino poly- EMI9.5 arLoxy tiques des acides polya.::inopolycarboxyliques des dérivés a--:

1C0'lol der acides aminopolycarboxyliques et d'aides poly3:..inopolyca.rboxyliques contenant tous 8J,1 moins <Desc/Clms Page number 10> EMI10.1 m <J' '''-'''' il (HC0J.¯) r et des sels lu.'1p' #\¯j\ï ¯i. !',-i ; de u3i:. '- .... J. '\ ->-' et des dëriv '.#/. " -,-co ."1 C 0,' ,1 "..L. de tsit ..-1.1. or; elle CO::yjlr ¯d, COL.:!:e *:-.Ine ou :'-'-;:'.' ,:n2 y: t T :ti-- : -:ep ux. e '1 ' ::!::len t du grorpe cons 1 t lJe des :1()::c:<:r.1JH'S . .1 :ef' po- ':::.îi2P;-' subrtituées, sur les atomes d'azote .,,'1' d3 ' '.71t'C' béta-iydroxyéthyle et h;}'droxy nrop:r1e; 3.- elle comprend, ce ,. .'Llne o -"tra::.i:¯e, un élé- ment du groupe constitué par la n.ltLé1l1011 ine, :1 triat.:.3nol- arcine, la têtra-#-cet--h5-droxyL;t'.5'Lét;,fltle di:...r'#.. la tetr-ri-n'draX4JVropyl.'W ' ne diar.ine;

4.- elle f omprend co:'.e inient ( l,cl'î \. i<:1 un nombre du groupe de l'acide ni trl1oiri1:"..eútlqun. w I;::c;x lit, yli1nc- diamine-tétra-acétinue, et de l'acide h o:",y,!t;}.rlét::ylèl1e diamine triacétique; 5 .- elle comporte 1 s 20 p'rtie en poids de l'agent de chelation pour 1 a 30 parties en poius de l' aIl1ine 011 poly- amine alip'iatique; 6.- elle comprend un hydroxyde de métaux alcalins en proportions telles qu'il donne a 1 solution dans l'eau de la composition un pH non': 1"ieur a 12; 7.- L'hydroxyde selon 6 est de la soude eau . -tique; 6.- elle comprend un ag-e'lt de mouillage stable dans la solution '111...le; 9.- 11 'lt;ent de mouillage tÜon 8 ect non .4 '3 10.- ''"iC.it cie mouillage est ',<11 COÚr1<2',lSpt jt<J 1,\':001 ; ? ipl:s t,ßcii.e t t. o;.de dI31¯coylne;

11.- e!2e .:c .¯fve3 une- faible proportion de lfun ou de plusieurs Cv::;30...' i'i. roupe c''tT'er'".t ec carbonate" ce aie- t', "X ?1^?.1¯1 o hflic'?tef "".' ".4taux '" 1 i co chlorures ..1" . mé- t:-:"lX éI:f::li:1, O;,'¯'C1 .O,y: ':''s d- raét-jux :,- (-8.11ns7 phosphates de ....:t=.. ilcal inr , phosa'.tcs '"e -'.taux r .-t'I.is ,c" et Et'-.'..F:LE1- n '-1 .3.'.CT tIS.-''te (11 S.I'.:'O.liur.: et cr.101""e d t;:"., ('r1i';..; 1").- eLle comprend de l'Luile <--e rouf,e tÎ" ¯ tra:e. <Desc/Clms Page number 11>

II.- Un bain alcalin pour éliminer la rouille, la corrosion -.ou toute autre couche superficielle, sur un matai ferreux, le cuivre ou un alliage de cuivre, bain constitué par une solution alcaline aqueuse de la composition selon I.

III.- Un procédé pour éliminer la rouille, la corro- sion,'ou toute autre couche superficielle, sur un métal fer- reux, le cuivre ou un alliage de cuivre, dans lequel on trai- te le métal dans un bain selon II et qui est, en outre, remar- quable par les points suivants pris isolément ou en combinaison sons= 13.- onopère par traitement électrolytique; 14.- l'objet est d'abord traité cathodiqucment et en- suite anodiquement; 15. - l'objet joue alternativement le rôle de cathode et d'anode, le premier traitement étant cathodiques et le trai- tement final étant anodique; 16.- le bain de traitement est maintenu a une temps- rature élevée, de préférence entre 70 et 95 C;

17. - la densité de courant du traitement électrolyti- que est au moins de 1 A/dm2; 18.- l'objet est traité au moins deux fois cathodi- quement et un nombre égal de fois anodiquement, la durée de chacun des traitements anodiques n'étant pas supérieure au tiers de la durée du traitement cathodique précédent; 19.- la durée de chaque traitement cathodique est comprise entre 1 et 30 minutes; 20. - le métal, aprs traitement dans le bain, est traité ensuite avec une composition efficace pour préserver le métal ou pour retarder sa corrosion ultérieure;

21.- l'objet, après traitement dans le bain, est im ::.ergé dansune solution aqueuse de benzoat de gétaux alca <Desc/Clms Page number 12> lins et de nitrite de métaux alcalins a une température supérieure a 70 C.