Brevet FR2318944A1 — publié le 19770218

a présente invention a trait à une composition de dégraissage de pièces d'aluminium en milieu acide et à froid. Elle concerne également un procédé de dégraissage de l'aluminium au moyen de cette compo sition. Par aluminium on entend ici non seulement l'aluminium mais aussi les alliages contenant de l'aluminium On sait que les transformations que subit l'aluminium de son élaboration à sa finition nécessitent des opérations de dégraissage. On sait en particulier que a) l'oxydation anodique, b) la conversion chimique et c) les préparations avant peinture et soudure de pièces d'aluminium exigent un dégraissage soigné avant d'entre effectuées On sait également que le dégraissage des pièces d'aluminium est réalisé industriellement en milieu alcalin (pH 8-12) et à chaud (température comprise entre 40 et 8 C) et que le dégraissage en milieu acide des pièces en aluminium soulèv de trop grandes difficultés techniques, de sorte que le dégraissage en milieu acide a été abandonné. Le dégraissage en milieu . acide et à chaud implique l'utilisation d'un matériel résistant à la corrosion, à ltoxydation et à la chaleur.Aussi la technique dite au trempé (c'est-à-dire par immersion de la pièce à dégraisser) exige l'utilisation de cuves en acier inoxydable ou de cuves émaillées et une consommation d'énergie importante pour le chauffage. On a trouvé de façon surprenante comment on pouvait effectuer industriellement un dégraissage soigné en milieu acide en palliant les difficultés de l'art antérieur. De plus, la solution du problème technique du dégraissage acide selon l'invention présente de nombreux avantages par rapport aux méthodes de dégraissage alcalin : on effectue un dégraissage à froid (lo à 3O0C) et on réalise une simplification du matériel. Selon l'invention, on propose une composition de dégraissage de pièces d'alumlnium, caractérisée en ce qu'elle comporte a) au moins un acide phosphorique, b) au moins un agent tensioactif non ionique, c) au moins un agent hydrotrope, d) au moins un inhibiteur de corrosions et e) de l'eau. Par "acide phosphorique" on entend non seulement l'acide phosphorique H3PO4 mais encore les acides alkylphosphoriques (où le groupe alkyle renferme au plus 12 atomes de carbone) et les acides polyphosphoriques. rarmi les acides alkylphosphoriques, on peut mentionner les acides octylphosphorique et hexylphosphorique. Par ailleurs, l'acidité de la composition de dégraissage, due à un ou plusieurs de ces acides phospho riques,permet d'obtenir une bonne désoxydation (c'est-à-dire une réduction) des pièces d'aluminium. On utilise un ou plusieurs agents tensioactifs pour disperser les huiles de lubrification et de protection des pièces d'aluminium. Bien entendu, les agents tensioactifs à utiliser doivent étre stables en milieu acide. Parmi les agents tensioactifs qui conviennent, on peut notamment mentionner les dérivés d'époxydes qui résultent de la condensation de 1 mole d'alkylphénol ou de 1 mole d'alcanol avec 5 à 20 moles d'oxyde d'éthylène (en abrégé O.E.). Comme exemples de polyéthylèneglycol alkylphényléthers, on peut citer les composés qui renferment de 5 à 20 O.E. par molécule et dans lesquels le groupe alkyle est en position para- et est un reste hydrocarboné supérieur à chaîne linéaire ou ramifiée et renfermant de préférence de 8 à 12 atomes de carbone, à savoir notamment - les nonoxynols (c'est-à-dire les polyéthylèneglycol p-nonylphényléthers) renfermant de 5 à 20 O.E. par molécule, et - les polyéthylèneglycol p-octylphényléthers renfermant de 5 à 20 O.E. par molécule et répondant à la formule - les polyéthylèneglycol p-dodécylphényléthers renfermant de 5 à 20 O.E. par molécule. Comme exemple de produits obtenus par la condensation d'un alcanol avec l'oxyde d'éthylène, on peut citer les polyéthyleneglycol alkyléthers renfermant de 5 à 15 O.E. par molécule obtenus avec des alcanols supérieurs en C6-C20, à savoir notamment - les polyéthylèneglycol tridécyléthers renfermant de 5 à 15 O.E. par molécule, - les polyéthylèneglycol octyléthers renfermant de 5 à 15 O.E. par molécule, - les polyéthylèneglycol alkyléthers renfermant de 5 à 15 O.E. par molécule et qui ont été obtenus par condensation de l'oxyde d'éthylène avec une coupe d'alcanols en C12-C14 (cette coupe d'alcanols pouvant Etre préparée par hydrogénolyse d'acides gras, par synthèse oxo ou par synthèse selon le procédé Ziegler). Les agents hydrotropes ont pour but de permettre la dissolution des agents tensioactif s dans le milieu liquide acide. On peut notamment citer parmi les agents hydrotropes qui conviennent les acides dulfoniques et leurs sels métalliques, notamment les acides xylènesulfoniques, toluènesulfoniques, naphtalènesulfoniques et leurs sels de sodium. Les inhibiteurs de corrosion ont pour but d'empêcher l'attaque des cuves d'acier sans supprimer le léger dérochage de l'aluminium qui est bénéfique. Comme inhibiteurs de corrosion, on peut notamment mentionner le bromure de tétradécyltriméthylammonium et un autre aninon'um quaternaire commercialisé sous le nom de CEMULQUAT 525 par la société Rhne-Poulenc. I1 n'est pas nécessaire selon l'invention d'utiliser, selon la technique au trempé par immersion, des cuves en acier inoxydable. ; des cuves en acier ordinaire conviennent parfaitement. La composition préférée est une composition liquide (x) renfermant a) 1 à 80 % en poids d'au moins un acide choisi parmi les acides phosphorique et alkylphosphoriques, b) -1 à 15 % en poids d'au moins un agent tensioactif choisi parmi les polyéthylèneglycol alkylphényléthers renfermant de 5 à 20 O.E. par molécule~et et les polyéthylèneglycol alkyléthers renfermant de 5 à 15 O.E. par molécule et où le groupe alkyle renferme de 6 à 20 atomes de carbone, c) 1 à 10 % en poids d'au moins un agent hydrotrope choisi parmi les acides xylènesulfoniques, toluènesulfoniques, naphtalènesulioniques et leurs sels de sodium, d) 0,01 à 3 % en poids d'au moins un inhibiteur de corrosion, et e) de l'eau en complément jusqu'à 100 % en poids. Le procédé selon l'invention consiste à immerger une pièce en aluminium à dégraisser dans un bain aqueux constitué par la composition selon l'invention diluée dans de l'eau. La pièce en aluminium est immergée dans ce bain à une température de 10 à 30tu, de préférence 200C, pendant 10 à 60 mn. On peut utiliser pour mettre en oeuvre ce procédé des cuves en acier ordinaire. A titre d'exemple, la composition x sera diluée dans de l'eau en sorte que sa concentration soit comprise entre 10 g/l et 100 g/l. La composition de dégraissage convient pour le traitement de l'aluminium et de ses alliages, notamment les alliages sans durcissement structural et les alliages à durcissement structural donnés, avec leurs nomenclatures selon les normes françaises et/ou américaines, dans le tableau I ci-après. TABLEAU I Type Nomenclatures des alliages Normes françaises Normes américaines AG06 5005 Alliages sans AG2 5052 durcissement structural AG3M 5754X AG4MC 5086 AG5M 5056A AGS 6060 ASGMO3 6081 AU6MVZR 2219 AU26N 2618 AU4G 2017A AU4G1 2024 Alliages à AU4SG 2014 durcissement AZ5G 7020 8tructural J AGS/35 - AGS/40 - AGS/50 - AGS/55 AGS/65 - 6063 AZ5GU 7075 AZ8GU 7049A D'une manière générale, la composition selon l'invention conduit, avec des cuves en acier ordinaire et à froid (10-300C), à des résultats spectaculaires pour les alliages des séries (normes américaines) 600t et 5000. D'autres avantages et caractéristiques de l'invention seront mieux compris à la lecture qui va suivre d'exemples nullement limitatifs mais donnés à titre d'inustration. EXEMPLE 1 Une série de profilés en AGS recouverts d'une couche d'huile de protection est immergée 15 mn dans un bain aqueux renfermant 80 g/l d'une composition A, à 200 C, dans une cuve en acier ordinaire non peinte. Composition A - H3P04 à 80 Z 20 = 1,633) 60 % (d4 = 1,633) - Polyéthylèneglycol tridécyléther (10 O.E.) 5 Z - Toluènesulfonate de sodium 5 % - CEMDLQUAT 525 0,1 Z - Eau 29,9 % A la sortie du bain, les profilés sont dégraissés et aptes à recevoir un satinage correct sans risque d'épargne et d'irrégularité d'aspect (l'épargne est le terme technique désignant tout endroit non dégraissé qui, par suite, ne sera pas protégé par une couche d'oxyde d'aluminium lors du traitement d'oxydation anodique). EXEMPLE 2 Une série de plaques polies enAoe6,souillées de graisse de polissage, est immergée dans un bain aqueux renfermant 50 gXl d'une composition B, à une température de 250C, le bain étant agité par air comprimé. Composition B 20 - H PO à 80 % (d4 = 1,633) 60 % 34 - Polyéthylènegîycol tridécyléther (10 O.E.) 2 % - Polyéthylèneglycol p-nonylphényl6ther (9 O.E.) 5 % - Polyéthylèneglcyol p-nonylphényléther (17 O.E.) 5 % - Xylènesulfonate de sodium 5 % - CEMULQUAT 525 0,5 % - Eau 77,5 % tes plaques, une fois sorties du bain, sont dégraissées et aptes à être blanchies dans un bain d'acide nitrique, puis oxydées anodiquement sans risque d'épargne et d'irisation. EXEMPtE 3 Des profilés tubulaires en AU4G1 recouverts d'une couche d'huile de protection sont immergés dans un bain aqueux renfermant 40 gil d'une composition C, pendant 50 mn, dans une cuve en acier ordinaire. Composition C - R3P04 à 75% 50 % - Polyéthylèneglycol alkyl(C12-C14)-éthers (10 0.E.) 5 % - Polyéthylèneglycol p-octylphényléther (8 O.E.) 3 / - - Polyéthylèneglycoî p-octylphényléther (12 O.E.) 3 % - Polyéthyîèneglycol p-octylphényléther (14 O.E.) 3 % - Xylènesulfonate de sodium 10 % - Bromure de tétradécyltriméthylammonium 1 % - Eau 25 % Les profilés sont parfaitement dégraissés et aptes à etre satinés. REVENDICATIONS 1 - Composition de dégraissage de pièces en aluminium et en alliages d'aluminium pour traitement desdites pièces à froid et en milieu acide, ladite composition étant caractérisée en ce qu'elle comporte : a) au moins un acide phosphorique, b) au moins un agent tensioactif non ionique, c) au moins un agent hydrotrope, d) au moins un inhibiteur de corrosion, et e) de l'eau. 2 - Composition selon la revendication 1, caractérisée en ce qu'elle renferme au moins un acide phosiphorique choisi parmi H3P04, les acides alkylphosphoriques (où le groupe alkyle renferme au plus 12 atomes de carbone) et les acides polyphosphoriquea. 3 - Composition selon la revendication 1, caractérisée en ce qu'elle renferme au moins un agent tensioactif choisi parmi les polyéthylèneglycol alkylphényléthers et les polyéthyleneglycol alkyléthers comportant de 5 à 20 motifs d'oxyde dréthylène par- molécule. 4 - Composition selon la revendication 1, caractérisée en ce qu'elle renferme a) 1 à 80 % en poids d'au moins un acide choisi parmi les acides phosphorique et alkylphosphoriques, b) 1 à 15 Z en poids d'au moins un agent tensioactif choisi parmi les polyéthylèneglycol alkylphényléthers renfermant de 5 à 20 O.E. par molécule et où le groupe alkyle renferme de 8 à 12 atomes de carbone, et les polyéthylène glycol alkyléthers renfermant de 5 à 15 O.E. par molécule et où le groupe alkyle renferme de 6 à 20 atomes de carbone, c) 1 à 10 Z en poids d'au moins un agent hydrotrope choisi parmi les acides xylènesulfoniques, toluènesulfoniques, naphtalènesulfoniques et leurs sels de sodium, d) 0,01 à 3 7 en poids d'au moins un inhibiteur de corrosion, et e) de l'eau en complément jusqu'à 100 X en poids. 5 - Composition selon la revendication 4, caractérisée en ce qu'elle est, avant emploi, diluée avec de l'eau pour être utilisée à une concentration comprise entre 10 et 100 g/l. 6 - Composition selon la revendication 4, caractérisée en ce qu'elle renferme a) 60% en poids de H3P04 à 80%, b) 5% en poids de polyéthylèneglycol tridécyléther comportant 10 motifs d'oxyde d'éthylène par molécule, c) 5% en poids de toluènesulfonate de sodium, d) 0 > 1% en poids d'inhibiteur de corrosion et e) 29 > 9% en poids d'eau. 7 - Composition selon la revendication 4, caractérisée en ce qu'elle renferme a) 60% en poids de H3P04 à 80%, b) 2% en poids de polyéthylèneglycol tridécyléther comportant 10 motifs d'oxyde d'éthylène par molécule, 5% en poids de polyéthylèneglycol p-nonylphényléther comportant 9 motifs d'oxyde d'éthylène par molécule et 5% en poids de -polyéthylèneglycol p-nonylphényléther comportant 17 motifs d'oxyde d'éthylène par molécule, c) 5Z en poids de xylènesulfonate de sodium, d) 0,5% en poids d'inhibiteur de corrosion, et e) 77,5X en poids d'eau. 8 - Composition selon la revendication 4, caractérisée en ce qu'elle renferme a) 50% en poids de H3P04 à 75X, b) 5% en poids de polyethylèneglycol alkyl(C12-C14)-éther comportant 10 motifs d'oxyde d'éthylène par molécule, 3% en poids de polyéthylàne- glycol p-octylphényléther comportant 8 motifs d'oxyde d'éthylène par molécule, 3% en poids de polyéthylèneglycol p-octylphényléther comportant 12 motifs d'oxyde d'éthylène par molécule,et 3% en poids de polyéthylene- glycol p-octylphényléther comportant 14 motifs d'oxyde d'éthylène par molécule, c) 10% en poids de xylènesulfonate de sodium, d) 1% en poids de bromure de tétradécyltriméthyîammonium, et e) 25% en poids d'eau. 9 - Procédé pour le dégraissage de pièces d'aluminium ou d'alliages d'aluminium en milieu acide, caractérisé en ce que l'on immerge lesdites pièces pendant 10 à 60 mn à une température de 10 à 30 C, dans un bain acide aqueux renfermant 10à 100 g/l d'une. composition selon l'une quelconque-des revendications 1 à 4 et 6 à 8.