BE550132A - Procede de revetement de surfaces metalliques et produits destines a sa mise en oeuvre - Google Patents

Description

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   Dans les procédés utilisés de façon courante pour l'application de revêtements de phosphate sur les surfaces métalliques, on traite la surface à recouvrir   à l'aide   d'un phosphate acide d'un métal, comme le zinc ou le fer, qui entre dans la composition   de-la   couche. 



  Pour des raisons de commodité, on appelle ces solutions "solutions de phosphates formant revêtement". Les couches produites sont.de caractèrecristallin, mais dans l'élaboration de ces couches il se forme beaucoup de boue, consistant en phosphates insolubles, qui précipite dans la solution. Ceci se traduit par l'inefficacité du procédé de revêtement, étant donné que toute la quantité de phosphate présente dans la solution ne conduit pas intégralement à la formation de couches. En outre, la présence de boue amène des difficultés quant à son élimination de la solution. 

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   Dans le brevet anglais n  517.049 déposé le 
16 Juillet 1938 est décrit l'emploi de solutions de phosphate dans lesquelles le cation du phosphate n'entre pas dans le revêtement, et qui renferment comme accéléra- teur soit le nitrate ou le nitrite usuel, soit un sulfite. 



  Les couches obtenues avec ces solutions sont bien plus légères en poids que celles qui sont produites à l'aide de solutions de phosphates formant revêtement, et du fait      que l'adhérence de la peinture sur une surface métallique -quand la surface est   déf-     @@mée   est à peu près inversement proportionnelle à l'épaisseur de la couche sous-jacente, ces couches de revêtement qu'on peut appeler "couches légères", conviennent particulièrement comme base de pein- ture. DE plus, la perte de l'éclat de la peinture appliquée sur ces couches légères est moins marquée que lorsque la peinture est appliquée sur les couches formées à l'aide de solution de phosphates formant revêtement.

   Les couches légères sont apparemment de caractère amorphe et les solu- tions à partir desquelles on les obtient, ont l'avantage qu'il s'y forme bien moins de boue que dans les solutions de phosphates formant revêtement. Toutefois, bien qu'il semble que ces couches légères doivent être les plus sa- 
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 tisfaisantes\sous ces rapports,elles ont.un désavantage sensible.

   Les solutions de phosphates formant revêtement ne donnent de   couqhes   uniformes que quand la surface métallique a"été nettoyée de façon satisfaisante et l'as- pect extérieur de la! couche est une indication du degré de propreté de la   surface. ,Les ;couches   légères, apparemment amorphes, sont trop minces pour présenter une différence d'aspect des couches .'sur surface propre ou surface 

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 insuffisamment nettoyée, la différence dans la couche n'apparaissant que lorsque la couche devient cristalline. 



  Cette propriété d'"auto-inspection" des solutions de phosphates formant revêtement est une caractéristique de grande'utilité dans les procédés à grande échelle. 



   Il a été maintenant trouvé de façon tout à fait inattendue que l'on peut produire des revêtements cristal- lins étroitement adhérents en utilisant des solutions qui devraient'produire normalement des revêtements légers apparemment amorphes. De plus, la propriété d'"auto-ins- pection" des solutions de phosphates formant revêtement se manifeste'également. Ces revêtements cristallins présentent les' avantages sur les revêtements cristallins obtenus à l'aide de phosphates formant revêtement, que la formation de la   couche est   plus efficace dans la mesure où le phos- phate est précisément utilisé presque entièrement à la formation du revêtement et où il n'apparaît.pratiquement pas de boue, et où les avantages d'une bonne adhésion de la peinture et d'une bonne conservation de son brillant ne sont pas perdus. 



   Conformément à l'invention, on forme des revêtements par traitement de la surface métallique avec une solution aqueuse d'orthophosphate primaire d'un métal alcalin, ou d'ammonium, ou d'une base organique contenant moins de 0,02 g.p.l de calcium et ayant un pH compris entre 3 et 6, le pH   préféré étant   4,5. Les revêtements obtenus sont uni- formément cristallins extrêmement lisses et présentent des propriétés excellentes d'adhésion et de protection. La formation du revêtement prend environ 5 minutes.

   Par leur aspect extérieur, il est impossible de distinguer ces ' 

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 revêtements de ceux qui sont obtenus à l'inde des solutions de phosphates formant revêtement, et ils sont   d'une-     -rature   entièrement différente du type normal de revêtement obtenu à partir d'une solution de phosphate pour couche légère. 



  Les'revêtements donnent aux surfaces métalliques une excellente résistance à la corrosion et forment une base très satisfaisante pour la peinture. Ces revêtements peu- vent aussi servir à faciliter le travail à froid du métal. 



  On peut les. appliquer sur surfaces de fer.,   @cier   et zinc. 



   Si la teneur en calcium   s'ëi.ëve   au-dessus de 0,02   g.p.l   les revêtements formés tendent à devenir de   caractè   re amorphe. L'eau normale du robinet contient généralement plus de 0,02 g.p.l de calcium, et on doit prendre des mesures en vue de s'assurer que la teneur en calcium de l'eau employée pour la préparation des solutions suivant l'invention est inférieure à ce chiffre, On peut préparer les solutions en dissolvant un orthophosphate primaire d'un métal alcalin ou d'ammonium ou d'une base organique, dans de l'eau contenant moins de 0,02 g.p.l de calcium, c'est-à-dire dans de l'eau déionisée ou distillée ou de condensation de chaudière.

   Cependant, il est préférable de faire les solutions par dissolution d'un orthophosphate primaire de métal alcalin ou d'ammonium, ou d'une base organique et d'un agent de précipitation du calcium dans l'eau ordinaire du robinet. On peut préparer ces solutions à un pH compris entre 3 et 6 en les obtenant ainsi prêtes à l'emploi, ou elles peuvent être sous forme de concentrât destinés à être utilisés après dilution.

   Comme agents convenables de précipitation du calcium on peut employer les produits solubles suivants : fluorures, silicofluorures 

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 phtalates, arséniates, borofluorures, et   métasilicates:   on préfère le silicofluorure   d'ammonium.   La   présence   d'agent de précipitation, du calcium dans de l'eau renfermant plus de   0,02   g.p.1 de calcium ne gène pas du tout la formation du revêtement. 



   La boue qui se   forue   dens le   procédé   suivant   l'inven   tion est formée presque   entièrement   du sel de   calcium   inso- luble qui précipite quand on élimine le calcium de cette manière, mais la quantité en est faible, spécialement en   corne   -raison de la boue qui se   forme   dans les   solutions   de 'phosphates formant   revêtement.   



     On   peut aussi préparer les solutions suivant   l'in-     vention..   à partir d'une composition solide constituée   par   un   mélange     d'un   orthophosphate primaire   d'un.   métal   alcalin..   ou   d'ammonium,   ou   d'une   base organique et d'un agent de précipitation du calcium,   @ien   entendu, si l'eau utilisée contient moins de 0,02   .p.l   de calcium il n'est besoin. d'aucun agent de précipitation du calcium. 



   Il s'est avéré que pour   régénérer   ou remonter la solution il n'est pas, ou pratiquement pas nécessaire d'ajouter de phosphate., seul l'acide phosphorique étant requis. Dans ce cas, on peut employer une composition solide contenant un phosphate d'une base faible ou du phosphate de bore, le phosphate apportant lors de la dis- solution l'acide phosphorique nécessaire. 



   On peut accélérer l'action de revêtement en ajoutant un accélérateur oxydant dans la solution. Dans les brevets anglais Nos 714.321,   715.607   et   715.608   déposés respective- ment le 23 Juillet 1948, le   23   Juillet   1948,   et le 
23 Juillet 1948 sont décrits des procédés utilisant des 

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   @   "solutions légères" de phosphatation renfermant divers agents oxydants. Dans le cas présent on peut employer n'im- "porte lequel de ces agents oxydants, bien que le chlorate décrit dans le brevet n    714.321   précité et l'acide in-ni- trobenzène sulfonique décrit dans le brevet n    715.607   'précité'ne donnent pas particulièrement satisfaction.

   On peut employer d'autres accélérateurs àxydants et la deman-      deresse a trouvé en fait que le meilleur accélérateur est la nitro-guanidine. Quand on utilise la nitroguanidine à raison de 0,2 à 6 g.p.l, on obtient d'excellents revête- ments cristallins .Non seulement la nitroguanidine est un bon accélérateur mais son produit de réduction est l'amino- guanidine; cette dernière s'accumule en solution et   rempla-   ce le cation initial du phosphate léger, spécialement l'am- monium, sans qu'on constate de changement notable dans le caractère du'revêtement.

   Les produits de réduction de la plupart des autres accélérateurs ont tendance à gêner la formation du revêtement. n désavantage de l'emploi de la nitroguanidine est sa faille solubilité à froid, soit   0,25%   qui est trop peu élevée pour permettre la préparation de solutions concentrées en vue de l'obtention et de la régé- nération des solutions. Cependant on peut fabriquer les solutions à partir,d'une composition solide renfermant de la nitroguanidine. 



   De façon analogue la composition solide pour régénérez une solution peut contenir de la nitroguanidine. Un-exemple d'une composition solide pour la préparation de la solution est donné ci-après (les parties étant en poids) 
Phosphate primaire d'ammonium 60 parties 
Silicofluorure d'ammonium 10 parties 
Nitroguanidine 30 parties 

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 Un exemple d'un mélange convenable pour la régénération d' la solution est donné   ci-après .   



   Phosphate de bore 40 parties 
Silicofluorure d'ammonium 30 parties 
Nitroguanidine 30 parties   On peut   aussi employer d'autres accélérateurs. 



   Parmi les phosphates susceptibles d'être employés pour préparer des revêtements légers on préfère l'ortho- phosphate primaire d'ammonium. 



   On peut 'incorporer dans la solution des agents mouillants,, seuls ou en mélange et des solvants émulsifia- bles en sorte qu'on obtient simultanément nettoyage et 'revêtement. 



   L'exemple suivant illustre l'invention sans toute- fois la limiter : on prépare une solution en dissolvant 11,5 g.p.1 d'orthophosphate primaire d'ammonium et 2   g.p.l   de   silicof luorure   d'ammonium, avec de la nitroguanidine à raison de 0,2 à 6 g.p.l dans l'eau ordinaire d'une grande ville renfermant environ 0,1 g.p.l de calcium. On obtient d'excellents revêtements cristallins en 10 minutes sur des plaques d'acier doux préalablement nettoyées avec un sol- vant,   laéolution   étant à une température de 70 C. Des so- lutions contenant 1,25 à 5   g.p.l   de nitroguanidine forment des revêtements en 5 minutes à 76 C. Pour des pH inférieure à 3, il se produit une boue, et pour des pH supérieurs à 5 la bonne uniformité du revêtement n'est plus obtenue. 



  Quand on augmente la température le temps nécessaire pour l'application du revêtement décroit de 8 minutes à 50 C à 4 minutes à 70 C et au-dessus. Une augmentation de 8 fois du nombre de points de la solution de 2,5 à 20 augmente 

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 le poids du revêtement de 30 %; dans ces limites, le temps nécessaire pour terminer le revêtement se révèle indépen- dant du nombre de points. Au-dessus de 20 points, on   obtiert   des revêtements incomplets et inégaux. 



  Des.solutions analogues préparées et utilisées de façon .antique mais ne contenant pas de silicofluorure donnent des revêtements minces, inégaux et difficilement discerna- bles. Les solutions préparées avec de l'eau distillée ne nécessitent pas l'addition de silicofluorure pour donner des revêtements cristallins. 



   Bien entendu l'invention n'est pas limitée aux modes de mise en oeuvre décrits qui n'ont été donnés qu'à titre.d'exemple. 



   REVENDICATIONS 
1 - Un-procédé pour l'application sur surface métal- lique d'un revêtement cristallin de phosphate fortement   adhérente 'ledit   procédé étant caractérisé en ce qu'il con- siste à traiter la surface avec une solution aqueuse d'un orthophosphate primaire d'un métal alcalin, ou d'ammonium ou encore d'une base organique, ladite solution renfermant moins   de-0.,02   g.p.l de calcium et ayant un pH compris entre 3 et 6, et de préférence égal à 4,5.

Claims (1)

1. 2 - Un procédé suivant la revendication 1, caractéri- sé en ce que cette solution contient en outre de la. nitro- guanidine comme accélérateur de revêtement.

   3 - Une solution destinée à être employée avec ou sans dilution dans le procédé selon la revendication 1, caractérisée en ce qu'elle est préparée en dissolvant dans de l'eau contenant moins de 0,02 g.p.l de calcium, un ortho phosphate primaire d'un métal alcalin, d'ammonium, ou d'une base organique. <Desc/Clms Page number 9>

   4 - Une solution destinée à être employée avec ou sans dilution dans le procédé selon la revendication 1, caractérisée en ce qu'elle est préparée en dissolvant un orthophosphate primaire d'un métal alcalin, d'anmonium ou d'une base organique et un agent de précipitation du .calcium dans de l'eau ordinaire du robinet.

   5 - Une solution suivant la revendication 4, carac- térisée en ce que l'agent de précipitation du calcium est le silicofluorure d'ammonium.

   6 - Une solution suivant'les revendications 3 à 5, 'caractérisée en ce qu'elle a un pH compris entre 4 et 6, est-prête à l'emploi et contient également de la nitrogua- 'nidine.

   7 - Une composition solide destinée à la préparation de la solution selon la revendication 4, cette composition étant constituée notamment par un mélange d'un orthophos- phate primaire de métal alcalin, d'ammonium ou de base organique, et d'un agent de précipitation du calcium, cons- titué en particulier par le silicofluorure d'ammonium, et renfermant éventuellement de la nitroguanidine.

   Une composition solide destinée à régénérer la solution selon la revendication 4, cette composition étant constituée notamment par un mélange d'un phosphate d'une base faible ou de phosphate de bore et d'un agent de précipitation du calcium, en particulier le silicofluorure la d'ammonium, et contenant éventuellement de/nitroguanidine.