Procédé d'enduction de surfaces de métaux L'invention a pour objet l'enduction de surfaces métalliques fabriquées avec des .matériaux pouvant être corrodés et destinés à être utilisés et travaillés en milieu aqueux ou en d'autres liquides et plus spé cialement comment de telles surfaces peuvent être protégées par un enduit assurant leur résistance à la corrosion et à tout genre de fatigue mécanique propre à des milieux agressifs.
Les dispositifs travaillant dans l'eau en général, surtout dans l'eau contenant des substances agressi ves, et dans les liquides alcalins où se trouvent en suspension aussi des particules solides, et exposés à la fatigue mécanique, comme par exemple diverses sortes de pompes, soupapes, coulisses, agitateurs, tur bines, etc., doivent résister à la corrosion et à l'abrasion. Pour cette raison, on fait usage d'alliages de haut degré de qualité ou d'on enduit leurs surfaces exposées avec de la gomme.
Le prix d'engommage est bien élevé et augmente avec l'accroissement de la complexité de la surface fonctionnelle.
Quand on remplace les alliages d'acier par du fer ou de la fonte, la durée de ces dispositifs est très courte. On a essayé déjà de faire usage pour ces buts d'alliages de haute qualité ou de remplacer ces alliages protégés par une couche de gomme par de l'acier ou de l'acier fondu portant sur la surface une couche de polyamide (ou caprolactame), mais ces essais n'ont pas abouti à des résultats satisfaisants étant donné qu'il y avait une diffusion considérable de l'eau à travers la couche de polyamide.
L'eau ayant pénétré jusqu'à la surface métallique formant la base de la couche protectrice entraîne ensuite la corrosion de cette base, de façon qu'il se forme des lieux corrodés sous la couche protectrice du poly amide, laquelle commence à se crevasser et à tomber. Tout cela a lieu malgré le fait que le polyamide est connu comme un matériau résistant très bien à la cavitation, à l'abrasion, à tout genre de friction, etc.
L'invention concerne un procédé assurant la pos sibilité d'éviter tous lesdits désavantages. Suivant le procédé selon l'invention, il est formé sur les surfaces métalliques une couche de polyamide bien résistante à l'influence nocive de l'eau, à sa diffusion vers la base de la couche,
à la corrosion de la surface ainsi protégée et à tout genre d'abrasion des surfaces ainsi protégées et travaillant dans l'eau agressive ou alca line ou dans toute sorte de liquides ou exposées à la fatigue mécanique normalement rencontrée dans ce genre de milieu. Conformément à la présente invention la surface à enduire est recouverte tout d'abord par une couche d'une polyoléfine, notani- ment d'un polyéthylène,
et cette couche polyéthylé- nique ainsi formée est recouverte ensuite par une cou che de polyamide. La couche de polyoléfine rend im possible la pénétration de l'eau ou d'autre liquide agressif vers la surface protégée, et par conséquent aussi pare à la corrosion, tandis que la couche de polyamide adhère bien contre celle formée de poly éthylène.
Les effets obtenus par ce procédé peuvent encore être augmentés par le flambage de la couche inférieure formée de -polyéthylène, ce qui entraîne la formation sur cette couche inférieure des groupe ments > CO (à deux valences libres) ce qui augmente notamment l'adhésion de la couche de polyamide.
Ce procédé qui représente en soi une technique bien simple rend possible l'obtention d'une protec tion parfaite de surfaces en acier ou en fer, par for mation sur la base formée par l'acier ou le fer d'une couche inférieure résistant à la corrosion et parant à la pénétration de l'eau ou d'un autre liquide agressif et possédant une bonne adhésion aussi bien à la base métallique qu'à la couche supérieure de polyamide.
Lesdites propriétés sont caractéristiques pour quelques-uns ries polyoléfines, surtout pour le poly éthylène, pour le mélange de polyéthylène avec du polyisobutylène ou du polypropylène. Ces substances sont tout à fait inertes par rapport à l'eau. Elles sont caractérisées par une bonne adhésion envers les mé taux, surtout envers leurs surfaces qui ont été préala blement oxydées. L'oxydation a lieu sur la surface oxydée du métal en question de manière qu'il se forme sur lui une couche.
Pour aboutir à une adhé sion parfaite de cette première couche avec la cou che de polyamide, il est nécessaire de réaliser aussi l'oxydation de la surface de cette < entrecouche , ce qui se réalise par le flambage de la surface de poly éthylène pour un court délai, notamment d'une se conde.
L'oxydation fait naître au lieu des groupe ments non polaires - CH, - des groupements polai res = CO, dont le nombre est décisif pour le degré de capacité d'adhérer à un autre matériau. (Voir In- dustrial Engineering Chemistry, 1958, 50, Nr. 6, pages 904-907).
Pour éviter la croissance du polyéthylène au tra vers de la couche fonctionnelle supérieure du poly amide jusqu'à la surface de ce dernier, il est néces- saire d'exécuter le recouvrement par le polyamide rapidement,
sous une température élevée qui y reste immédiatement après l'extinction de la couche poly- éthylénique brûlante. Ici la croissance nocive ne dé passe pas un tiers de l'épaisseur de la couche poly- amidique et se réalise en forme de projections aiguës qui influencent favorablement la liaison réciproque de toutes les deux couches.
Toute autre pénétration du polyéthylène dissous au travers du polyamide dis sous peut être parée par un refroidissement rapide du système ainsi formé, ce qui a pour conséquence le durcissement immédiat de toutes les deux couches de celui-ci. La pénétration du polyéthylène au travers du polyamide est causée par le moindre poids spéci fique du polyéthylène (1 g/cm3) en comparaison avec celui du polyamide (1,13 g/cm3).
Au vu de ce qui est dit ci-dessus, il est tout à fait clair que la liaison entre le polyéthylène et le- poly amide est de deux genres. Elle consiste tout d'abord dans leur pénétration réciproque, dans l'enracinage mécanique des deux substances, à côté de cela il y a l'action des forces polaires, conditionnées par la créa tion des groupements = CO dans le polyéthylène et par l'existence des groupements - CONH - dans le polyamide.
Il peut être supposé qu'il se forme dans ces systèmes des ponts hydrogène entre les deux grou pements susdits qui assurent, au surplus, aussi une puissante attraction intermoléculaire. Il se forme ainsi sur le métal une double couche caractérisée par une adhésion excellente,
consistant de l'entrecouche poly- éthylénique assurant l'adhésion durable et la couche supérieure fonctionnelle formée par le polyamide le quel adhère durablement contre ladite entrecouche. Ce système n'est point affecté par l'influence nocive de l'eau et assure une excellente résistance à l'abra sion.
La double couche composée du polyéthylène et du polyamide et formée conformément au procédé prévu par l'invention est applicable aussi bien pour les buts d'isolation électrique. Elle est avantageuse pour les raisons suivantes a) les polyéthylènes sont connus comme des maté riaux très bien isolant de l'électricité, leur isole ment électrique ne se change pas, ni par le con tact avec de l'eau ni par l'influence d'un milieu humide ; b) le polyamide possède une résistance excellente contre l'abrasion et l'usure ; ses propriétés électro- isolantes sont naturellement dépendantes de l'hu midification.
Pour illustrer l'invention, nous ajoutons encore l'explication suivante Pour exécuter le procédé selon l'invention, on fait usage d'un fourneau pour le préchauffage et d'un appareil pour l'enduisage par dispersion. L'objet que l'on veut enduire de la couche protectrice est à échauffer préalablement à une température dépassant de 150-200o C celle de fusion du polyamide, ensuite on le plonge dans la poussière du polyéthylène ou d'une autre polyoléfine pendant 3-5 secondes.
Après cela, on le retire et on flambe à la flamme ouverte pour provoquer sur la couche inférieure du polyéthy lène l'oxydation de la surface et pour y former des groupements - CO -qui servent ensuite de base pour l'adhérence de la couche de polyamide qui sera dé posée sur cette première couche. L'objet portant la couche polyodéfinique est plongé ensuite pendant quelques 10-15 secondes dans le polyamide en dis persion. Après le retrait et la fusion, l'objet est re froidi brusquement par immersion dans l'eau. <I>Exemples d'exécution</I> 1.
Si .l'on veut recouvrir de la double couche pro tectrice un cylindre pour une pompe à piston, on l'échauffe à 450o C. A cette température, on plonge le cylindre dans le polyéthylène ayant l'index de fusion de 7 pendant trois secondes. Ensuite, dès le retrait de l'objet on lui met le feu par une flamme directe et éteint immédiatement le feu par un courant d'air. Le cylindre est plongé sans retard dans le polyamide dispersé (ou poly-caprolactame) pendant 10-12 se condes.
Ensuite on retire l'objet qui termine la fusion de la couche supérieure sous l'action de la tempéra ture accumulée pendant le préchauffage. Terminée cette procédure, l'objet est plongé dans de l'eau froide où il est laissé jusqu'au moment de son refroidisse ment complet.
2. Roue pour une pompe à eau: quand on pré voit que l'eau pompée contient des particules solides, on échauffe cette roue à 4000 C, ensuite elle est plon gée dans la poussière polyéthylènique en dispersion dont l'index de fusion est de 7, pendant 5 secondes. Ensuite on retire l'objet, on lui met le feu par une flamme directe et éteint immédiatement le feu sur la surface par un courant d'air. Ensuite on plonge la roue dans la poussière de polyamide en dispersion pendant 15 minutes. Puis on retire la roue, on la refroidit avec de l'eau froide.
3. Une roue pour le pompage de sels en dissolu tion ou de l'eau à une température dépassant 100o C, où l'on prévoit la présence de particules solides : on préchauffe celle-ci à 3600 C, à cette température on plonge la roue dans la poussière du polypropylène dispersé pendant 35 secondes, puis après en avoir sorti la roue on la flambe par une flamme ouverte, ensuite on la plonge dans le polyamide dispersé pen dant 10-15 secondes, après quoi on la refroidit dans l'eau froide.