Brevet FR2237838A1 — publié le 19750214

Le présente invention concerne un procédé pour améliorer la résistance au choc du graphite façonné par revêtement au moyen d'une résine synthétique-. Le graphite est un matériau très répandu qui a, grâce à ses nombreuses propriétés intéressantes et notamment son inertie chimique, trouvé des débouchés multiples et divers dans l'industrie chimique. Le graphite intervient notamment dans la fabrication d'électrodes, de corps de remplissage, d'échan- geurs de chaleur, de colonnes de lavage, d'organes de pompe, etc. Les objets façonnés en graphite présentent néanmoins le grave inconvénient d'être extrêmement fragiles et peu résistants à l'abrasion. On a déjà proposé de-remédier au manque de résistance à l'abrasion d'électrodes en graphite en les imprégnant par des rés-ines synthétiques et notam- ment par du polyfliaorure de vinylidène. Cette technique fait appel à ltemploi de quantités importantes de solvants très coûteux et souvent dangereux qu'il faut éliminer par la suite.Elle n! améliore que très peu la résistance au choc du graphite façonné. la Demanderesse a maintenant découvert qu'il est possible d'améliorer sensiblement à la fois la résistance au choc et la résistance à ' l'abrasion d'objets façonnés en graphite en les revêtant en surface à l'aide de polyfluorure de vinylidène L'invention concerne un procédé pour améliorer la résistance au choc du graphite façonné caractérisé en ce qu'on chauffe le graphite façonné à une température supérieure à 200 C et en ee qu'on le revêt d'une poudre de polyfluorure de vinylidène en quantité telle que le revêtement présente une épaisseur de 0,1 à 1 mm. Outre l'augmentation surprenante de la résistance au choc, les objets façonnés en graphite revêtus de polyfluorure de vinylidène, conformément au procédé de l'invention, présentent d'autres propriétés intéressantes, certes plus prévisibles, telle qu'une résistance à l'abrasion nettement accrue et la non-mouillabilité. I1 est entendu que le procédé de l'invention est applicable à tous les corps façonnés en graphite mais qu'il présente un intérêt tout particulier dans le cas d'objets susceptibles d'être soumis à des chocs fréquents et/ou importants. L'invention vise en particulier le revêtement de corps de remplissage tels que des anneaux dits de Raschig. L'emploi de tels corps de remplissage en graphite résistant au choc présente une économie non négligeable étant donné que les colonnes peuvent être chargées par simple déversage des corps de remplissage en graphite renforcé. Lorsqu'on utilise des corps de remplissage en graphite non renforcé, le remplissage d'une colonne exige de nombreuses précautions et notamment le remplissage préalable par un liquide qu'il faut évacuer en fin d'opération. Par polyfluorure de vinylidène, on entend ici tout polymère du fluorure de vinylidène ainsi que les copolymères contenant au moins 90 % en poids de ce monomère. Le mode d'obtention du polyfluorure de vinylidène n'est aucunement critique : il peut être obtenu par polymérisation selon tous les procédés classiques. On utilise néanmoins avantageusement un polyfluorure de vinylidène obtenu par polymérisation en suspension aqueuse et présentant une viscosité intrinsèque, mesurée à 1100 C dans le diméthylformamide, de 0,4 à 1,2 dl/g. La dimension des particules de polyfluorure de vinylidène n'est pas critique non plus. Toutefois, afin d'assurer à la fois un bon étalement de la poudre et un poudrage relativement rapide, on utilise avantageusement du polyfluorure de vinylidène en poudre,présentant une dimension moyenne des particules comprise entre 20 et 250 F et, de préférence entre 20 et 100 . Cette poudre peut être obtenue de manière connue par broyage et/ou granulation. Le revêtement du graphite par la poudre de polyfluorure de vinylidène peut être réalisé par toutes les techniques connues de revêtement par poudre et notamment par trempage des pièces chauffées dans un lit fluidité et par pistolage électrostatique. Le poudrage par pistolage électrostatique qui constitue la technique de revêtement préférée- est décrite dans Journal-of the Oil and Colour Chemists Association, 1965, octobre, pages 956 à 993. Dans une première étape, on préchauffe l'objet à revêtir à une température supérieure à la température de fusion du pelyfluorure de vinylidène, o'est-à- dire 200-300a C et de préférence 225-2700 C. L'objet à revêtir, relié à la masse du pistolet électrostatique se trouvant sons une tension négative est alors revêtu d'une couche de polyfluorure de vinylidène par pulvérisation électrostatique de la poudre, en une ou en plusieurs fois, de manière à obtenir un revêtement d'une épaisseur de 0,1 à 1 mm. Quelle que soit la technique de revêtement par poudre utilisée, l'objet revêtu est ensuite cuit au four pendant une durée suffisante pour assurer un bon étalement du polyfluorure de. vinylidène. La cuisson s'effectue en règle générale à la même température que le préchauffage et dure quelques minutes. En fin de cuisson, l'objet revêtu est enfin refroidi dans l'eau ou à l'air selon que l'on désire une finition lisse ou mate Les exemples qui suivent illustrent l'invention. Le polyfluorure de vinylidène utilisé dans les exemples est préparé par polymérisation en suspension aqueuse. I1 présente une viscosité intrinsèque, mesurée à 1100 C dans le diméthylformamide, de o,8 dl/g ainsi qu'une répartition de la dimension des particules telle que 10 fi des particules passent au travers du tamis de 400 mesh, la totalité au travers du tamis de 120 mesh. Exemple 1 On prépare 12 éprouvettes normalisées IZOD en graphite Siemens qualité S. Les éprouvettes sont préchauffées pendant 10 minutes à 2500 C. Elles sont ensuite revêtues d'une couche de polyfluorure de vinylidène ayant une épaisseur de 0 > 30 mm par poudrage par pistolage électrostatique à l'aide d'un pistolet WA type 720, vendu par la Société GEMA, se trouvant sous une tension négative de 70 kv. Les éprouvettes revêtues sont ensuite placées au four à 2500 C pendant 10 minutes avant être plongées dans de liteau à 20 C. La résistance au choc moyenne des 12 éprouvettes, mesurée conformément à la norme ASTM D 256, s'élève à 2,3 kg.cm/cm d'entaille. Exemple 2, de référence On prépare 12 éprouvettes normalisées IZOD en graphite Siemens qualité S non revêtues de polyfluorure de vinylidène. Ia résistance au choc moyenne des 12 éprouvettes, mesurée conformément à la norme ASTM-D 256, stélève à 1,1 kg.cm/cm d'entaille, Exemple 3, de référence On prépare 12 éprouvettes normalisées IZOD en graphite Siemens qualité S. Ces éprouvettes sont plongées pendant quelques minutes dans une solution de polyfluorure de vinylidène dans le diméthylformamide contenant 15 % en poids de polyfluorure de vinylidène Les éprouvettes en graphite imprégnées de 4 % en poids de polyfluorure de vinylidène sont ensuite soumises à 11 évaporation de manière-à chasser le solvant. La résistance au choc moyenne des 12 éprouvettes en graphite imprégnées de polyfluorure de vinylidène, mesurée conformément à la norme ASTM D 256, s'élève à 1,4 kg.cm/cm d'entaille. la comparaison de l'exemple 1 avec les exemples 2 et 3, de référence, montre que le graphite façonné revêtu par poudrage d'une couche mince de polyfluorure de vinylidene présente une résistance au choc nettement améliorée tant par rapport au graphite non revécu que par rapport au graphite imprégné par une solution de polyfluorure de vinylidène. REVENDICATIONS 1 - Procédé pour àméliorer la résistance au choc du graphite façonné, caractérisé en ce qu ton chauffe le graphite façonné à une température supérieure à 2000 C et en ce qu'on le revêt au moyen d'une poudre de polyfluorure de vinylidène en quantité telle que le revêtement présente une épaisseur de 0,1 à 1 mm. 2 - Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que le revêtement est réalisé par pistolage électrostatique. 3 - Application du procédé conforme aux revendications 1 et 2 au reve- ment de corps de remplissage.