LU82311A1 - Procede d'application d'un revetement anti-corrosif sur des objets metalliques,notamment sur des bouteilles de gaz liquefie - Google Patents

Procede d'application d'un revetement anti-corrosif sur des objets metalliques,notamment sur des bouteilles de gaz liquefie Download PDF

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LU82311A1
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Description

^ D. 51.g92 .-.· ^----*·
A 4 GRAND-DUCHÉ DE LUXEMBOURG
...... 1.... i du .....31. mars 19 So. COppl Monsieur le Ministre . 1¾¾ de l’Économie Nationale et des Classes Moyennes
Titre delivre : ........................................
Service de la Propriété Industrielle O-MP LUXEMBOURG
Demande de Brevet d’invention I. Requête ..La..société dite.:.....HELXC-VM1. CÄUKEKBERGHE.,......AK r me du nomman-...........(1) -dant.Rolland,.....à....9335o... LE. BOURGET.,.....France,.....r.epr.ésenté.e.....par.....................
Monsieur . Jacques...de .Muyser,.....agissant...en. qualité.....de....mândataire. (2) ------------ ® a .—X5------------------heures, au Ministère de l’Économie Nationale et des Classes Moyennes, à Luxembourg : » 1. la présente requête pour l’obtention d’un brevet d’invention concernant : ...i'.p.roGédéd,application....dIun....r.e.vêtenent....an.ti-corr.Qs.if.....sur.........................(4) .......des.....ob jets ...mé talliques,......notamment...sur.....àes.....b.QUte.ill.e.s..^.........
.......liquéfié".....................................................................................................................................................................................................................
déclare, en assumant la responsabilité de cette déclaration, que l’(es) inventeurs) est (sont) : ..Daniel- .GDY.QKARQ.,......2.8..,.....rue. J . ...Blondi.,......à....6.o.2.6.Q....I*MÔ.^^ (δ) 2. la délégation de pouvoir, datée de....................................................................... le .......................................................................
3. la description en langue.......française..................................... de l’invention en deux exemnlaires ; 4......// ... planches de dessin, en deux exemplaires ; 5. la quittance des taxes versées au Bureau de l’Enregistrement à Luxembourg, le ....31.mars -19.8ο................................................................................................................................................................................................................
revendique pour la susdite demande de brevet la priorité d’une (des) demande(s) de (6).........................bresrafc.....................................déposées) en (7).............Francs..............................................................................................
le ....29... inars.....1979..........ffia......79. ·θ7·.....884)......................................................................................................................................¢) * au nom de ..la-dêposants..............................................................................................................................................................................................(9) élit domicile pour lui (elle) et, si désigné, pour son mandataire, à Luxembourg ........................................
-3.5-r...-blô Royal.............................................. ............................................................................................................................................................ (io, sollicite la délivrance d’un brevet d’invention pour l’objet décrit et représenté dans les annexes susmentionnées, — avec ajournement de cette délivrance à ... .....u........................ ....... mois.
..............\............!..... )\ K. Procès-verbal de Dépôt
La susdite demande de brevet d’invention a été déposée au Ministère de l’Économie Nationale et des Classes Moyennes, Service de la Propriété Industrielle à Luxembourg, en date du :
Pr. le Ministre à.......15.................heures de l'Économie Nationale et des Classes Moyennes, ; P- d.
C v -J \ / /UC n _____- T- rr-rr-^- . —r— D. 51.092
, REVENDICATION DE LA
' PRIORITE DU DEPOT DE
LA DEMANDE DE BREVET
EN FRANCE_ 5 DU 29 MARS 1979 ; v j \ ' - · A ·' 1 * ' ; > ; i |, Mémoire Descriptif î déposé à l'appui d’une demande de
i BREVET D’INVENTION
au
Luxembourg i formée par : helic-VAN cauwenberghe ii ! * pour: "Procédé d'application d'un revêtement anti-corrosif sur des objets métalliques,, notamment sur des bouteilles de. gaz liquéfié".
» » -1 -
Procédé d'application d'un rev& tonient anti-corrosif sur des objets métalliques« notamment sur des bouteilles do gaz Hgii^flé.
L'Invention concerne l'application d'un revêtement anti-corrosif sur des objets métalliques, notamment sur des bouteilles de gaz liquéfié.
5 On sait que les objets en alliage ferreux tels que les bouteilles de gaz se corrodent très rapidement au contact de l'atmosphère ambiante, en particulier lorsqu'ils sont exposés aux intempéries· 10 Pour 1rs protéger, on utilise hat :tnellement un processus comprenant trois phases principales ï - un décapage par grenaillage ou sablage de la surface à ' traiter ; 15 - une métallisation dite "au fil de zinc" de la surface : décapée { - 1 ' application d'au moins une c.-trhe d'une peinture de i 20 protecuon.
i ! ! L* opération de grenaillage vise r triplement a décaper méca- ; nique®·.· tst avec un abrasif la sur.:'üs de 3 'objet & protéger, pour éliminer la calamine et les traces de rouille qui i 25 peuvent y être présentées et pour rendre rugueuse cette i ! t * \ - 2 ~ surface, en vue de favoriser 11 adhérence au métal des couches de protection.
La métal!isation au fil de zinc consiste à projeter du 5 zinc ou un alliage zinc-aluminium en fusion sur la surface à. protéger. L'épaisseur de la couche de zinc est habituel-! lement de *»0 à 100 microns.
t / î. Cette opération de métallisation est relativement lent?» et 10 coûteuse, en raison de la nature du métal utilisé, de ! l'énergie dépensée pour le faire fondre et du temps néces saire à sa projection. On a donc déjà proposé de lui substituer l'application d'une peinture primaire contenant un pigment inhibiteur de corrosion, mais la résistance à 15 la corrosion d'une surface ainsi protégée est notablement | ; inférieure à celle qu'assure la présence du zinc.
Enfin, le dépôt d'une couche externe de peinture se fait habituellement en deux temps. On commence par appliquer 20 une couche d'apprêt d'une épaisseur dr 30 à h0 microns, f: dont le rôle essentiel est de colmater les défauts de ï· | surface de la couche de zinc, qui est très poreuse. La
V
! peinture d'apprêt peut être de diverses natures s peinture i glycérophtalique, vinylique, all-:yde-&tvrèn>'f , etc...·, et ! 25 on peut 1*appliquer au pistolet pneumatique ou électro- I statique ou par toute autre méthode. On applique ensuite v sur cette couche d'apprêt une couche de finition, qui a *! pour but de dortm-r à l'objet à traiter son aspect, définitif, 0n utilise- généralement dans ce but une peinture à bas·’ de i; 30 résine glycérophtalique et de résine aminoplaste, qui est « appliquée sous la forme d'une couche d'environ 30 microns *' d'épaisseur et qui est ensuite séchée par passage pendant environ 30 minutes dans un four à une température de l'ordre de 130 - 1^0®C.
i* 35 L'ensemble de ces opérations de la technique connue est donc long et coûteux.
I _
-J
? L'invention vise à remédier a ces inconvénients en proposant i: - 3 - un procédé d1upplication d'un revêtement anti-corrosif sur des objets métalliques qui soit plus simple et moins coûteux que les procédés antérieiirs et qui assure néanmoins une protection de ces objets au moins aussi bonne que celle 5 obtenue avec les procédés connus.
A cet effet, le procédé selon l'invention est essentiellement caractérisé en ce que, sur la surface de l'objet préolablement décapée par grenaillage, on applique une 10 peinture contenant plus de ÇO'v en poids de zinc pulvérulent, relativement à l'extrait sec, en ce que, après • séchage et durcissement de cette peinture, on applique sur celle-ci, par voie électrostatique, une résine en poudre apte à adhérer au zinc lorsqu'elle polymérise, et en ce 15 que l'on provoque enfin la polymérisation de ladite résine.
Les particules de zinc de la peinture auront de préférence une dimension comprise entre 1 et 3° microns, plus généralement entre 1 et S microns.
20 L’effet protecteur du zinc sur les objets en alliage ferreux, notamment en acier, est bien connu dans la technique et l'on rappellera simplement qu'il s'explique par le fait que le zinc, plus électronégatif que le fer, perd des élec— 25 trons au bénéfice de l'acier, qui se trouve ainsi protégé cathodiquement· C'est donc par ur- processus électrochimique que le zinc protège le fer de 1 · corrosion, et les peintures riches en - 30 eine, c'est-à-dire contenant plus de 9Ü/; en poids de poussière de zinc par rapport à l'extrait sec, ont un effet ‘ . protecteur au «noir;« égal à celui du zinc déposé par tremper (galvani sation) ou par projection à 1 ' ét-a.t fondu (méttlli-sation au fil de zinc).
35
Dans le cadre de la présente inveri i on, on peut utiliser différents types de liant pour réaliser des peintures riches en zinc. On citera en particulier les résines polyuréthanes, les résines épcxvdat et leurs esters, les - 4 - ; ’ silicates alcal inc-terreux en solution aquonsse et les f ! silicates organiques, notamment le silicate d'éthyle.
t (Dans une forme de mise en oeuvre j>réi érée de l'invention, 5 on utilisera comme liant un silicate d'éthyle partiellement hydrolysé, tel que décrit dans le brevet français ? s n* 71 22 807 (numéro de publication 2 142 674), déposé le ! 23 Juin 1971» par les Etablissements Van Cauvenberghe.
! :! 10 On appliquera généralement une couche de 15 à 40 tx, habituel“ : i * lement de 15 à 20 μ, d'une telle peinture sur les objets :L préalablement grenailles. Le séchage de la peinture étant j très rapide, en particulier à chaud, on pourra amener les j|' objets h. une température de 30 - 35CC avant de procéder ; 15 à l'application de la peinture* Dans le but d'achever l'hydrolyse du silicate d'éthyle, on pourra avantageusement soumettre les objets ainsi enduits à un jet de vapeur d'eau.
Les effets d'un tel traitement à la vapeur sont illustrés 20 par des essais effectués par la Demanderesse sur des éprouvettes en acier recouvertes, après grenaillage, d'une couche de 15 p d'épaisseur de Ja peinture riche en zinc commercialisée par la Demanderesse sous l'appellation î ECOL—ZINC N° b (peinture contenant d2h en pjoids de zinc j 25 pulvérulent, avec un liant de silicate d.’éthyle parti e ! 1 e- « ment hydrolysé). Ces éprouvettes sont soumises à différents traitements avant de recevoir une couche de finition, par pistoletage électrostatique, d'une couche de poudre de polyuréthane d'une épaisseur de 60 - 90 p Qui est ensuite 30 polymérisée par chauffage à 190°C, I '
Dans une première série d * e s· s ui «>, £"ant 1 '&r*plicati on. de la couche de finition, la couche de peinture riche en zinc est séchée pendant 15 minutes à la température ambiante, 35 puis étuvée»
Dans une seconde série, la couche de peinture est séchée i îi pendant 24 heures à la température ambiante, dans une . atmosphère humide présentant une hygrométrie relative de 75^» I: - 5 - puis étuvée, , Enfin, dans une troisième série d’essais, les éprouv«»tles | revêtues de la peinture riche en zinc sont, traitées pendant j 5 3 minutes à la vapeur d'eau, puis étuvées.
Après Zk heures de repos, on colle des pastilles de traction sur la surface du revêtement, puis, après polymérisation de la colle, on découpe la périphérie de la pastille 10 et l'on procède à des essais de traction (appareil
Elcometer), pour mettre en évidence l'adhérence de la peinture ECOL—ZINC N° 6 sur l'acier et l'adhérence de la couche de finition sur cette peinture.
13 La moyenne des résultats des tests de traction sur chaque série d'éprouvettes a été la suivante :
O
- première série : 10 kg/cœ**, 2 ! 20 - deuxième série : 15 kg/cm"', - troisième séries 30 kg/cm**·
Ces essais prouvent donc l'inter* t d'un traitement à la 25 vapeur, après application sur 1'objet à prêtéger d'une peinture riche en zinc, dont le liant est constitué par un silicate d'éthyl·- partiellement hydrolyse» Pour la i dernière série d'essais, on constat*:· d'ailleurs, après arrachage de 1 a pastille de traction, la présence de zinc 30 Bur l'éprouvette d'acier et- sur l'envers de la pastille décollée, ce qui montre eue 1'adhérence ce la peinture sur ï - l'acier et de la couche de fini12 on sur la peinture est ! ** supérieure à 30 Ig/οιτΛ.
i ' 35 La résine en poudre utilisée peur réaliser la couche externe de protection devra, de préférence, présenter les qualités suivantes ! - une bonne adhérence à la couche de zinc 1 - 6 - — une souplesse .satisfaisante, en vue de résister aux chocs j — une bonne rosi »‘ku*106 à l’abrasion, afin de se prêter 5 aux opérations de manutention et de transport ; — une bonne résistance au vieil]i ssement, en exposition a ! 1 1 extéri eur.
J
10 On peut utiliser dans ce but des résines époxydes constituées par une combinaison de» résine époxy (condensât d'épichlorhydrine et de bisphénol A) et d'un durcisseur à base ch? di cy andi ami de accélérée ou substituée, ou d’amines cycliques, polyanhydrides, polyisocyanates, etc.,, 15 De telles résines ont cependant une résistance médiocre aux intempéries et une forme de mise en oeuvre préférée de l'invention utilise des résines polyesters en poudre.
En effet, les essais effectués par ]a Demanderesse ont 20 prouvé que les meilleurs résultats SoIlt obtenus n\ec d s revêtements externes en polyuréthan*. composés d'una résine polyester à fonctions hydroxyles libres et d'un durcisseur du type polyisocyanate bloqué.
f | 25 Comme résines polyesters saturées, on pQUrra utiliser des j résines résultant de la polye.indenJ?.ratio,î de polyaeides aliphatiques ou aromatiques et de pc>3yo3s dj_ ott tri-fonctionnels. Comme exemples de poiy£cide£ aliphatiques, on citera l'acid» adipique, 1'acide Bzélaïoue et l'acide 30 sébacique. Comme exemples de polya~ides &ri,inatiques, on peut citer les acides orthophial 3ni, ., r 1 , asophtal irjue, tare- plr. alloue . ou leurs esters- vi-oo-lt-, . _ . , , r f - 'î· t d:- faire a es 1 r eus es térifications, ainsi eue leurs dér », , ~ . . . .
4 · es Irai ofei/ê s ou hx dre— génés. Comme exemples de pclvaîs, rv * r ' * r,h ment tonnera l'ethyiene 35 glycol, le propylène glycol, le né*., , , , -, , . . , ' * •'pentyiglycol , le trime- thyloléthane, le trimét hvlc 11:e?.an<, , . , .. .. - t le pentaerychritol t le 1 ,1 -isoproj.-yl idene bis in «t hem-i > v .. .
1 v* * - ^sue oxy) dx-ethanol ou dipropanol, et, d'une façon générai , - , , . .
^ les polyols dont le ^ poids moléculaire est compris entxv . er.or· „ · ^_ r ·*-e cqO et $000, mais de -7 - ' préférence ontre 1000 et 3^00, L'indice d'hydroxyle sera de préférence compris entre 30 et 300 et, de préférence, entre 30 et 100.
5
Ainsi qu'il a été indiqué, pour réticuler ces résines polyester, on utilise des polyisooyanates bloqués.
. Ce type de résines polyesters peut également être utilisé 10 avec d'autres durcisseurs : riélainine éiliérifiée (essentiellement hexainéthoxyméthylmél&niine) ou des anhydrides d'acides.
On peut ainsi utiliser, avec dt-s résultats satisfaisants, une combinaison de résine polyester â fonctions carbosyles J5 libres, réticulables avec les ponts époxy’-diques d'une résine époxydique classique résultant de la réaction de 3 'épichlorhydri ru* sur le bisphéno] A, la résine polyester ayant un indice d'acide compris entre 20 et 150 et, de préférence», entre 30 et 80. Des poudres à base de résine 20 acrylique peuvent être également utilisées pour cet usage.
Après application, la couche de finition sera polyinérisée dans une étuve, dans les conditions suivantes : 25 - température : 130 à 240°C, de préférence 170 à 220CC, - temps de séjour î 20 à 40 minutes.
v I>es résines polyester carbcxylées peuvent être également 30 réticulées avec du triisocyanarete de glyoldile (TGIC) .
L1 épaisseur de la couche externe peut être comprise entre hO et 80 μ, On obtient alors des objets, d·· présentation supérieure à celle obtenue par le système classique : 35 métallisation au fil de zinc + système de peinture.
On notera qu'une couche externe de protection réalisé*, par application d'une résine en poudre seule, directement sur la surface externe pré al abl eine r.t grenaill éc· de l'objet, et - δ - i, ' polymérisation de cette résine, est insuffisante pour assurer la protection contre Ja corrosion d’objets en alliacés ferreux exposés aux intempéries· Seule, la combinaison d’une couche inférieure- d’une peinture riche en zinc 5 (de préférence silicate) et d’une couche externe de résine en poudre polyméïisée produit dc5s résultats satisfaisants·
En effet, les essais comparatifs effectués par la Demanderesse sur des bouteilles à gaz en acier comportant un revêtement externe de protection conforme à l’invention 10 (couche inférieure de peinture riche en zinc d’une épaisseur de 20 μ et couche de finition de polyuréthane de 80 μ d'épaisseur) et des bouteilles analogues comportant seulement la couche externe de polyuréthane d’un·? épaisseur de 80 p ont prouvé qu’après 5 a*1·*5 d’exposition à l’atmosphère, 15 les premières présentent un revêtement continu ayant conservé son adhérence au méteil et une absence totale de corrosion, tandis que les secondes présentent, un revêtement écaillé s'effritant par plaques et une surface de métal fortement rouillée, 20
Enfin, par rapport à la métallisation usuelle au fil de zinc, le procédé conforme à l’invention se révèle beaucoup | moins coûteux.
25 L'invention n'est bien entendu pas limifée a la protection des bouteilles de gaz, mais elle s’applique à tous les objets en acier et, plus généralement, en alliages ferreux, tels que des citernes enterrées, des passerelles métalliques, des charpentes métalliques, des vannes, etc...

Claims (2)

  1. 9·- Procédé selon l'une des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que ladite- résine est constituée par la 10 combinaison d'une résine polyester à fonctions carboxyles libres et d'une résine époxydique, ou de triisocyanurate de glycidile. 10, - Procédé selon l'une des revendications 1 à 8, 15 caractérisé en ce que ladite lésine est constituée par une résine acrylique réticulée. 11, — Procédé selon l'une des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que ladite résine est constituée d'une 20 résine polyester à fonctions hydre:·.yles libres et d'un durcisseur, notamment du type polyisocyanaie bloqué. 12, - Procédé selon l'une des revendications 9 à 11, caractérisé en ce que la couche de ladite résine a une 25 épaisseur de ko à 80 p.
  2. 13. Procédé selon l'une des revendications 9 à 12, caractérisé en ce que, apres application, ladite résine est polymérisee par chauffage à unr- température d'environ ; ‘ 3 0 130 à 2^0°C · 1¾ Les objets métalliques, notau-rt 3 ·,. r boute il les de £·&?. liquéfié, corr.portant un rsvf-twfii-rr. auti —corrosif appliqué par un procédé selon l'une des revendications 1 à 13*
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