Brevet FR2235988A1 — publié le 19750131

La présente invention se rapporte a des poudres plastiques destinées au revêtement anti-corrosion de métaux, ce revêtement devant présenter une bonne résistance au cloquage ou au bullage. Cette résistance au cloquage doit être particulièrement élevée lorsque le revêtement anti-corrosion déposé sur une face d'un support métallique est placé en contact permanent ou momentané avec de la vapeur d'eau chaude ou bouillante tandis qu'au contraire le support métallique par son autre face est au contact de l'eau froide ou de tout autre fluide froid. C'est notamment le cas des surfaces d'échange des échangeurs thermiques. Les surfaces exposées au contact de l'eau et de la vapeur d'eau dont la température varie au cours du temps, en particulier les surfaces des échangeurs de chaleur ou des chauffe-eau, sont soumises a des contraintes non seulement thermiques et chimiques mais aussi mécaniques, en raison de différences de dilatation linéaire entre les revêtements et leurs supports, que ces différences résultent de coefficients de dilatation différents ou de vitesses de mise en température également différentes lorsque les températures de l'eau et de la vapeur d'eau varient rapidement. On a déjà essayé, pour résoudre ce problème, d'utiliser des matériaux tels que le cuivre, l'acier inoxydable ou la tôle galvanisée, mais ces solutions se sont révélées peu économiques et l'on y a de moins en moins recours. On a aussi utilisé la tôle recouverte d'émail, mais on s'est rendu compte qut moins de recourir a des épaisseurs d'émail prohibitives, cet émail était souvent piqué et que subsistait le risque de piqüres et de corrosion ponctuelle finissant par s'étendre et donnant lieu a d'importantsdécollements de l'émail. Enfin, on s'est largement servi de poudres thermoplastiques de polyamide, de polyéthylène, etc., et de poudres thermodurcissables d'époxy, de polyéthers, de polyacryliques, etc., pour réaliser, sur des métaux, des revêtements de protection appliqués principalement par les techniques du trempage de l'objet métallique préchauffe dans un bain de poudre fluidisé, ou par projection de poudre fondue a l'aide d'un pistolet a flamme ou encore par projection de poudre a l'aide d'un pistolet électrostatique, suivie d'une cuisson au four de la poudre ainsi deposée. Cependant, on a constaté que les produits synthétiques macromoléculaires ainsi déposés ne sont pas tout a fait inertes a l'eau. En effet, cette dernière, sous forme de vapeur, peut diffuser a travers le revêtement plastique chaud et venir se condenser entre ce revêtement et le support métallique froid, sous l'effet du gradient de température. Il peut alors se produire sur le métal un film continu d'eau ou des gouttelettes d'eau qui, a la longue, provoquent le bullage du revêtement et détruisent la protection anticorrosion. Comme on le verra ci-dessous, il est possible d'évaluer en laboratoire la résistance au bullage de revêtements plastiques. Le bullage apparaît comme essentiellement lié à la différence des temperatures à la surface du revêtement et sur la paroi métallique froide. On a déjà proposé d'abaisser la conductibilité thermique du revêtement en incorporant aux poudres plastiques de fortes charges de pigments tels que mica,MoS2 (molykote),silice, graphite, kieselguhr, poudre de fer micronisé, poudre d'aluminium, d'amiante, etc.. Mais l'inconvénient d'une telle incorporation est qué les revêtements deviennent alors extrêmement fragiles, et qu'en outre la protection obtenue n'est pas de longue duree. L'objet de la presente invention est de fournir des poudres utilisables pour des revêtements de protection anti-corrosion résistant pendant des durées extrêmement longues à l'action de l'-eau et de la vapeur d'eau, pour des valeurs et intervalles de températures très variés, et qui de plus soient applicables par les techniques de revêtement connues. Selon l'invention, ces poudres de matiere plastique, utilisables pour le revêtement de surfaces métalliques, sont caractérisées en ce qu'elles comprennent, en plus de la matière plastique de base, des additifs tensio-actifs, stables à 100 C, dont la tension superficielTe critique est inférieure à celle de l'eau. Les additifs sont choisis dans le groupe comprenant - les cires de polyéthylène, - les cires d'acide gras de longue chaîne, - les-composés fluocarbonés : CF 3 (CF2)nR CF2 (CF2 ) n~R - les polysiloxanes comportant les motifs récurrents L'incorporation des additifs s'opère pendant la préparation des poudres plastiques; les doses utilisées sont comprises entre 0,1 à 15% en poids de la matièreplastique de base. Cette dernière peut contenir en outre des charges, pigments, colorants et plastifiants. Selon une disposition de l'invention, la matière plastique de base est une poudre thermoplastique à base d'un polymère choisi dans le groupe constitué par les polyoléfines, les polyamides, les polyesters et les polyvinyliques. Selon une autre disposition de l'invention, la matière plastique de base est une poudre thermodurcissable à base d'un polymère choisi dans le groupe constitué par les résines fabriquees à partir de bisphénol et d'épichlorhydrine et par les résines polyacryliques. Quelques exemples donnés ci-apres permettront de mieux illustrer l'invention. Ils ne sont bien entendu pas limitatifs. Pour évaluer la résistance au bullage des revêtements, on a recours a un appareillage de laboratoire consistant essentiellement en une éprouvette tubulaire d'acier, fermée à une extrémite sur la paroi extérieure de laquelle est déposé le revêtement à essayer, par l'une des techniques connues. Cette paroi exterieure subit naturellement au préalable une préparation de surface correcte, comportant un dégraissage, un sablage au corindon et, le cas échéant, une pulvérisation de sous-couche appropriée. Cette éprouvette plonge dans un autoclave contenant de la vapeur d'eau a une température réglable T2 et est refroidie intérieurement à T par une circulation d'eau froide. L'évaluation de la résistance au cloquage des revêtements plastiques consiste à mesurer pour T1 = 40 C et T2 = 100 C, par exemple, le temps au bout duquel des bulles apparaissent sur le revêtement. A titre d'illustration, on donne ci-dessous des temps de bullage pour diverses poudres plastiques courantes, sans additifs speciaux de protection. - Polyéthylène : 13 heures - Polyamide Il : 23 heures - Epoxy : 5 heures - Polyester : 4 heures - Acrylique : 8 heures EXEMPLE I Poudre de polyamide 11 hydrophobe. On incorpore, pendant la preparation d'une poudre de polyamide 11 ( 10% de TiO2) pour projection électrostatique, 0,5% de poly(methyl-hydrogène siloxane). A l'aide d'un pistolet électrostatique, on projette la poudre ainsi préparée sur des tubes-éprouvettes tels que decrits ci-dessus et on cuit les dépôts de poudre au four pendant 25 minutes à 200"C. Les tubes-eprouvettes sont soumis à l'épreuve de bullage. Après 200 heures, on n'observe aucune cloque sur le revêtement. EXEMPLE II Poudre d'epoxy hydrophobe. On incorpore pendant la préparation d'une poudre d'époxy a partir de l'Epikote 1004, 1% de poly(diméthyl siloxane). Après revêtement des tubes-éprouvettes par la technique électrostatique, on soumet ces -derniers à l'épreuve de bullage décrite plus haut. La résistance au bullage est nettement améliorée car les bulles n'apparaissent qu'après 800 heures environ. EXEMPLE III Poudre de polyethylene hydrophobe. Dans ce cas, au moyen d'une technique classique d'application des apprêts, on enrobe les particules d'une poudre de polyéthylène pour projection électrostatique, d'une couche de compose fluocarbone du type C*FgCH2CH202-C-C(CH3)=CH2. La dose de l'apprêt sec est de l'ordre de 0,4%. A l'épreuve de bullage, les bulles n'apparaissent qu'après 720 heures. EXEMPLE IV Poudre de polyester hydrophobe. On procède exactement comme avec de la poudre de polyethylène hydrophobe (Exemple III). Là aussi, la résistance au bullage est très nettement améliorée : les bulles n'apparaissent qu'au bout de 430 heures. Bien entendu, l'invention n'est pas limitée aux exemples donnés ci-dessus, elle est susceptible de nombreuses variantes accessibles à l'homme de l'art, suivant les applications envisagées et sans s'écarter pour cela de l'esprit de l'invention. REVENDICATIONS 1.- Poudres de matière plastique, utilisables pour le revêtement de surfaces metalliques, caractérisées en ce qu'elles comprennent, en plus d'une matière plastique de base, des additifs tensio-actifs, stables a 1O00C, ayant une tension superficielle critique inférieure à celle de l'eau. 2.- Poudres selon la revendication 1, caractérisées en ce que les additifs sont choisis dans le groupe comprenant - les cires de polyéthylène, - les cires d'acide gras de longue chaîne, - les composes fluocarbonés : CF3(CF2)n-R CF2(CF2) n -R - les polysiloxanes comportant les motifs récurrents 3.- Poudres selon la revendication 1 ou 2, caractérisées en ce que la matiere plastique de base est une poudre thermoplastique à base d'un polymere choisi dans le groupe constitué par les polyoléfines, les polyamides, les polyesters et les polyvinyliques. 4.- Poudres selon la revendication 1 ou 2, caractérisées en ce que la matière plastique de base est une poudre thermodurcissable à base d'un polymère choisi dans le groupe constitué par les résines fabriquées à partir de bisphénol et d'épichlorhydrine et par les résines polyacryliques. 5.- Revêtements plastiques de surfaces métalliques, caractérisés en ce qu'ils sont obtenus à partir d'une poudre selon une quelconque des revendications 1 à 4, appliquée selon une technique connue en soi.