Brevet FR2338233A1 — publié le 19770812

La présente invention concerne les rev & ements et, plus précisément, les revêtements protecteurs. L'invention est utilisée au mieux pour la protection ignifuge et calorifuge de structures en n'importe quel matériau, par exemple, métal, bois, etc. en particulier pour la protection calorifuge d'ensembles de turbines à vapeur, de générateurs de vapeur et aussi pour la protection de structures semblables contre l'action des acides. On connaît des revetements protecteurs à base de verre soluble contenant un durcisseur et une charge inerte. Le verre soluble, alors utilisé, possède une densité allant de 1,0 g/cm jusqu'à 1,6 g/cm . I1 est notoire que lors de l'introduction des durcisseurs dans un mélange contenant le verre soluble, se déroule le durcissement de celui-ci, dû à une précipitation du gel d'acide orthosilicique(SiO2,H20), qui,pour le durcissement final, doit entre soumis à la chaleur. En qualité de durcissement on emploie, par exemple, un mélange déciment Portland et de silicofluorure de sodium ainsi que le superphosphate. Ainsi, on connaft des revêtements protecteurs, à base de verre soluble, ayant des propriétés calorifuges et qui contiennent en qualité de charge, en 7. du poids du revêtement : perlite expansée 30 et asbeste 195 et en qualité de durcisseur : ciment de Portland 6 et silicofluorure de sodium 9 et le verre soluble pour le reste. Ces revetements protecteurs connus doivent etre soumis à un séchage thermique et le durcissement du revêtement s'effectue alors pendant une durée prolongée allant jusqu'à 48 heures. Un tel revêtement possède une résistance à la compression inférieure à 2,5 kg/cm ce qui, souvent, est insuffisant. Si on utilise dans le revetement à base de verre soluble du superphosphate en qualité du durcisseur, sa quantité maximale doit constituer 5 7. en poids du revetement. Le revetement protecteur, dans lequel le superphosphate est utilisé comme durcisseur, durcit beaucoup trop rapidement (pendant 3 à 5 mn) et inégalement dans toute son épaisseur. I1 en résulte, un retrait sensible du revêtement et il s'y forme des fissures et aussi une migration du verre soluble vers la surface du revetement. Sa résistance à la compression va de 2 à 2,3 kg/cm2. Le but de la présente invention est de remédier aux inconvénients indiqués. On s'est proposé de créer un revêtement protecteur à base de verre soluble, avec un durcisseur qui permettrait de réduire notablement la durée de durcissement du revêtement en comparaison aux enduits connus de type analogue et assurant un durcissement uniforme dans toute son épaisseur ce qui exclurait le retrait du revatement, la formation de fissures et la migration du verre soluble vers la surface de ce revêtement. La solution consiste en un revêtement protecteur à base de verre soluble compose d'un durcisseur et dtune charge inerte. Selon l'invention, le revetement protecteur comprend du phosphate d'ammonium de métaux comme durcisseur en quantité de 3 à 20 % du poids total du revetement, contenant au moins 30 % (du poids du durcisseur) d'oxyde de phosphore, au moins 10 % d'oxydes de métaux et au maximum 3 % d'ammoniac, et 30 à 60 % d'une charge inerte et le reste est le verre soluble. Si l'on utilise dans le revetement protecteur le phosphate d'ammonium de métaux en qualité de durcisseur, il se produit un durcissement du verre soluble dû à une précipitation du gel d'acide orthosilicique ainsi que dans les revêtements protecteurs connus comprenant d'autres (cités plus haut) durcisseurs. Cependant, dans le cas donné la réaction se déroule avec dégagement de chaleur causé par la décomposition des complexes ammoniacaux.Cette chaleur est absorbée pour la déshydratation du gel et la polymérisation de l'oxyde de silicium (Si02) ce qui permet d'éviter le séchage thermique du revêtement. I1 en résulte un durcissement uniforme du revêtement protecteur dans toute son épaisseur et, par conséquent, l'amélioration des propriétés physico-mécaniques de ce revêtement (par exemple de la résistance à la compression jusqu'à 5,5 kg/cm). En outre, différentes teneurs (en poids du revêtement), du phosphate d'ammonium de métaux, assurent diverses durées de durcissement du revêtement protecteur. Ainsi, à une teneur en phosphate d'ammonium de métaux de 3 å 7 %, le durcissement du revêtement protecteur s'effectue en 40 à 50 minutes à une température de 20 å 250C. Pour une teneur en phosphate d'ammonium de métaux allant Jusqu'à environ 20 70, la durée de durcissement est réduite jusqu'a 3 à 5 minutes. Le durcissement uniforme dans toute l'épaisseur du revetement permet d'exclure le retirait, la formation de fissures et la migration du verre soluble vers sa surface. En qualité de phosphate annonique de métaux, le revêtement protecteur peut contenir du phosphate d'ammonium d'aluminium et du phosphate t'ammonium de fer, utilisés séparément ou en combinaison. En outre, le revêtement protecteur peut, en qualité de phosphate ammoniaque de métaux, contenir aussi du phosphate d'ammonium de cuivre en quantité de 3 à 10 7. du poids du revêtement. Il est avantageux que le revetement protecteur contienne, en qualité d'agent de remplissage inerte, un agent pulvérulent résistant aux acides formant 50 7 du poids en particules inférieures à 70 microns et le reste en particules supérieures à 500 microns. En qualité de charge pulvérulente résistant aux acides, on peut utiliser la silice ou l'alumine. Ce revietement possede des propriétés de résistance aux acides avec une résistance à la compression allant jusqu'à 100 kg/cm. I1 peut être appliqué à la protection des structures mises en service dans un milieu acide à de hautes températures (jusqu'à 800 C), par exemple de cheminées, de conduits de gaz. I1 est aussi préférable que le revêtement contienne en qualité de charge inerte un agent de remplissage fibreux. Comme charge fibreuse, on peut employeur l'asbeste, la fibre de verre hachee, la fibre basaltique, etc. Ce revêtement possède des propriétés calorifuges (ayant un coefficient de conductibilité thermique X de 0,07 à 0,08 kcal/m.h. degré. Il résiste à une température jusqu'à 8000C. Il est utile que le revêtement protecteur contienne, en qualité d'une charge inerte, un agent de remplissage fibreux employé en combinaison avec un agent de remplissage pulvérulent résistant aux acides, pris en proportion de 1:1 1:2 respectivement. Ce revêtement est appliqué comme calorifuge pour la protection des surfaces mises en service à une température de 8000C et aussi pour conserver la chaleur par les objets. Commue charge inerte, le revttement protecteur peut contenir un agent de remplissage fibreux employé en combinaison avec un agent de remplissage poreux sous forme de granules d'une dimension de 1,2 à 5 mm pris en proportion de 1:1 à 5:1 respectivement. Ce revêtement protecteur avec de tèiles charges possède des propriétés ignifuges, son coefficient de conductibilité thermique x est de 0,05 à 0,06 kcal/m.h. degré. Sa limite de résistance au feu atteint 1 heure pour une épaisseur de 10 mm. Il résiste à une température allant de 1100 jusqu'à 12000C. En outre, ce revêtement protecteur possède une masse volumique relativement faible de 200 à 250 kg/m ce qui réduit sensiblement le poids des structures enduites d'un tel revetement. C'est pourquoi ces revêtements sont appliqués avec une efficacité particulière, par exemple, dans les constructions navales pour la protection des cloisons des bateaux. Le revêtement protecteur peut contenir dans la composition de la charge un pigment en quantité de 1 à 10 % du poids de la charge. Ces revêtements sont appliqués comme revetements décoratifs. La solution la plus avantageuse du problème posé, c'est-à-dire l'obtention d'un revêtement résistant avec des durées réduites et réglables du durcissemént à une température de 20 a 250C, sans retrait ni formation de fissures et aussi sans migration du verre soluble, est atteinte dans le cas où la composition chimique du phosphate d'ammonium de métaux (reste maximal de 7 7 sur un tamis ayant un diamètre des orifices de 0,15 mm) correspond à la proportion suivante des composants (en % en poids) oxyde de phosphore (P O ) 49 % 2 5 oxyde de métaux (A O +Fe O ) 12 % 2 3 2 5 oxyde de silicium (SiO2) 17 % ammoniac (NH3) 3 % oxydes de métaux alcalins (Na20+K20) 8 % eau (H20) (de condensation) 11 7. On donne ci-dessous plusieurs exemples de la composition de ce revêtement réalisé, conformément à l'invention, dans laquelle le phosphate d'ammonium de métaux contient en pourcentages indiqués plus haut de l'oxyde de phosphore, des oxydes de métaux et de l'ammoniac. Exemple 1 Un revetement protecteur à base de verre soluble se compose d'un durcisseur et d'une charge inerte employée en proportion, de 45 % du poids du revêtement où comme durcisseur le phosphate d'ammonium de métaux est utilisé en proportion de 5 % du poids du revêtement, tandis que le reste est composé par le verre soluble. En qualité de phosphate d'ammonium de métaux sont utilisés le phosphate d'ammonium d'aluminium et le phosphate d'ammonium de fer, pris séparément ou en combinaison. La durée du durcissement de ce revêtement est de 40 & 50 mn. Exemple 2 Un revêtement protecteur à base de verre soluble se compose d'un durcisseur et d'une charge inerte en proportion de 45 % du poids du revêtement où comme durcisseur le phosphate d'ammonium de métaux est en proportion de 8 % du poids du revetement, tandis que le reste est le verre soluble. La durée du durcissement de ce revêtement est de 10-15 mn. Exemple 3 Un revetement protecteur à base de verre soluble se compose d'un durcisseur et d'une charge inerte utilisée en proportion de 45 70 du poids du revêtement où comme durcisseur le phosphate d'ammonium de métaux est employé à raison de -18 7 du poids du revêtement et le reste est le verre soluble. La durée du durcissement de ce revêtement est égale à 3 mn. Exemple 4 Un revêtement protecteur à base de verre soluble se compose d'un durcisseur et d'une charge inerte utilisée en proportion de 457 du poids du revêtement où comme durcisseur on prend du phosphate d'ammonium de cuivre à raison de 3 % du poids du revêtement et le reste est le verre soluble. La durée du durcissement de ce revêtement est égale à 10 mn. Exemple 5 : Un revêtement protecteur à base de verre soluble se compose d'un durcisseur et d'une charge inerte employée en proportion de 45 % du poids du revêtement dans lequel comme durcisseur on utilise le phosphate d'ammonium de cuivre en quantité de 6 % du poids du revêtement, le reste étant le verre soluble. La durée du durcissement de ce revêtement est comprise entre 5 et 7 mn. Exemple 6 Un revêtement protecteur à base de verre soluble se compose d'un durcisseur et d'une charge inerte, employée en proportionde45 % du poids du revêtement, où on utilise comme durcisseur le phosphate d'ammonium de cuivre en quantité de 9 %, le reste étant le verre soluble. La durée du durcissement de ce revêtement est égale à 3 mn. Exemple 7 Un revêtement protecteur à base de verre soluble se compose d'un durcisseur et d'une charge inerte. Comme durcisseur il contient du phosphate d'ammonium de métaux en proportion de 5% du poids du revêtement. En qualité d'une charge inerte, il contient un agent de remplissage pulvérulent résistant aux acides, par exemple, de la silice en proportion de 60 % du poids du revêtement, y compris de la silice en particules de 70 microns en proportion de 60 % du poids de la charge et de la silice en particules de 500 à 800 microns pour le reste. Le verre soluble (de potasse ou de soude) a un module de 2,5 et une densité de 1,26 g/cm . Exemple 8: Un revêtement protecteur à base de verre soluble se compose d'un durcisseur en proportion de 12 % du poids du revêtement et d'une charge inerte en proportionde 60 %. Comme charge inerte, on utilise l'alumine en particules de différentes dimensions. Le verre soluble a un module de 2,8, une densité de 1,16 g/cm constitue le reste. Exemple 9 Un revêtement protecteur à base de verre soluble se compose d'un durcisseur en proportion de 5% du poids du revêtement, et d'une charge inerte en proportion de 45 %. Comme charge inerte, on emploie un agent de remplissage fibreux, notamment l'asbeste. Le verre soluble est le reste. Le verre soluble utilisé à un module de 2,8 et une densité de 1,2 g/cm . Exemple 10 Un revêtement protecteur à base de verre soluble se compose d'un durcisseur, en proportion de 10 % du poids du revêtement, et d'une charge inerte en proportion de 60 %. Comme charge inerte on utilise un agent de remplissage fibreux, la fibre basaltique (jusqu'à 7 mm de longueur), le verre soluble est le reste. Le verre soluble employé a un module de 2,8 et une densité de 1,2 g/cm . Exemple 11 Un revêtement protecteur à base de verre soluble se compose d'un durcisseur, en proportion de 10 % du poids du revttement, et d'une charge inerte en proportion de 55 %. Comme charge inerte on utilise un agent de remplissage fibreux l'asbeste, en proportion de 25 % du poids du revE- tement, en combinaison avec un agent de remplissage pulvérulent résistant aux acides, la silice,en proportion de 30 % du poids du revètement. La silice utilisée contient 60 Z du poids de la silice en particules de 70 microns et le reste en particules de 500 800 microns. Le verre soluble (module de 2,8 densité de 1,16 g/cm ) constitue le reste. Exemple 12 : Un revêtement protecteur base de verre soluble se compose dlan durcisseur, en proportion de 15 Z du poids du revètement > et d'une charge inerte en proportion de 50 Z. Comme charge inerte on utilise un agent de remplissage fibreux, la fibre basaltique en combinaison avec une charge pulvérulente résistant aux acides, l'alumine (mélange de particules diverses) dans le rapport de 1:1,5 respectivement. Le verre Soluble constitue le reste (module de 2,8 densité de 1,2 g/cm ). Exemple 13 Un revêtement protecteur å base de verre soluble se compose d'un durcisseur, eiproportionde 10 Z du poids du revêtement, et d'une charge inerte en proportion de 40 %. Comme charge inerte on utilise un agent de remplissage fibreux, l'asbeste en combinaison avec un agent de remplissage poreux sous forme de granules (de 1,2 à 5 mm de dimension), la perlite expansée en proportion de 1:1. Le verre soluble (module de 2,8, densité 3 de 1,2 g/cm ) constitue le reste. Exemple 14 Un revêtement protecteur & base de verre soluble se compose d'un durcisseur, en proportion de 15 Z du poids du revEtement, et d'une charge inerte en proportion de 45 %. Comme charge inerte, on emploie un agent de remplissage fibreux, l'asbeste, en combinaison avec une charge poreuse sous forme de granules (de 5 ma de dimension), la kéramsite, an proportion de 1:1, respectivement. Le verre soluble (module de 2,8, densité de 1,2 g/cm ) est le reste. Exemple 15 Un revêtement protecteur & base de verre soluble se compose d'un durcisseur et d'une charge inerte dont la composition contient un pigment en proportion de 3 % du poids total de la charge. REVENDICATIONS 1. Revêtement protecteur à base de verre soluble composé d'un durcisseur et d'une charge inerte, caractérisé en ce qu il comprend un phosphate d'ammonium de métaux, utilisé comme durcisseur en proportion de 3 20 % du poids total du revêtement contenant au. moins 30 % (du poids du durcisseur) d'oxyde de phosphore, au moins 10 Z d'oxydes de métaux et 3 Z au maximum d'ammoniac, et une charge inerte en proportion de 30 60 X, et le reste est le verre soluble. 2. Revêtement protecteur selon la revendication l, caractérisé en ce qu'en qualité de phosphate d'ammonium de métaux il contient du phosphate d'ammonium d'aluminium et/ou du phosphate d'ammonium de fer. 3. Revêtement protecteur selon la revendication 1, caractérise en ce qu'en qualité de phosphate d'ammonium de métaux il contient du phosphate d'ammonium de cuivre en proportion de 3 a 10 Z du poids du revêtement. 4. Revêtement protecteur selon les revendications 1 3, caractérisé en ce qu'en qualité de charge inerte il contient un agent de remplissage pulvérulent résistant aux acidesenprqportion de 50 Z du poids de la charge en particules inférieures à 70 microns et le reste en particules supérieures a 500 microns. 5. Revêtement protecteur selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce qu'en qualité de charge inerte il contient un agent de remplissage fibreux. 6. Revêtement protecteur selon l'une quelconque des revendications 1 3, caractérisé en ce qu'en qualité de charge inerte il contient un agent de remplissage fibreux utilisé en combinaison avec une charge pulvérulente résistant aux acides, en proportion de 1:1 jusqu'a 1:2 respectivement. 7. Revêtement protecteur selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce qu'en qualité de charge inerte il contient un agent de remplissage fibreux utilisé en combinaison avec une charge poreuse sous forme de granules de 1,2 à 5 mm, en proportion de 1:1 jusqu'à 5:1 respectivement. 8. Revêtement protecteur selon l'une quelconque des revendications 9 7, caractérisé en ce qu'il contient dans la composition de la charge un pigment en proportion de l a 10 Z du poids de la charge.