Brevet FR2473361A1 — publié le 19810717

La présente invention est relative à un nouveau procédé pour appliquer une couche de revêtement en matière synthétique sur un métal et un nouveau dispositif pour la mise en oeuvre de ce procédé. On connatt déjà divers procédés pour appliquer sur une surface métallique une couche de revêtement destinée à assurer sa protection. On connatt en particulier un procédé pour revêtir une surface métallique par exemple en acier, d'une couche de revêtement obtenue par polymérisation ou réticulation à partir d'un mélange de deux constituants, qui consiste, après avoir porté le mélange réactif à une température suffisante pour abaisser sa viscosité, à le pulvériser sur la surface métallique à protéger. Un tel procédé présente un certain nombre d'inconvénients. Tout d'abord, la pulvérisation du mélange réactif sur la surface métallique présente l'inconvénient de produire des inclusions d'air dans la couche du revêtement ce qui a un effet néfaste sur la qualité de la protection qu'il confère. De plus, l'application qui se fait par un jet dans une direction déterminée ne permet pas d'obtenir une couche aussi régulière que l'on le souhaiterait. Par ailleurs, la mise en oeuvre de ce procédé connu nécessite une ventilation énergique et une évacuation du brouillard résultant de la pulvérisation du mélange réactif qui est parti culièrement nocif pour les personnes mettant en oeuvre le procédé. Enfin, on perd une quantité non négligeable de matériau constituant le revêtement notamment en raison de sa pulvérisation en dehors des surfaces à revêtir. La présente invention concerne un procédé qui permet de réaliser un revêtement de bonne qualité, élimine les inconvénients précités et est d'une mise en oeuvre facile. Ce procédé permet également d'utiliser des matériaux qui sont plus visqueux et moins chers et que l'on peut appliquer à des températures plus basses. Les revêtements obtenus selon l'invention présentent également l'avantage d'avoir une résistance aux chocs notablement plus élevée que celle des revêtements de même nature réalisés par les procédés antérieurement connus. La présente invention concerne également un dispositif de structure simple et efficace qui permet la mise en oeuvre dudit procédé. La présente invention a pour objet un nouveau procédé pour appliquer sur une surface par exemple métallique une couche de revêtement obtenue à partir d'un mélange réactif d'au moins deux composants qui réagissent'l'un sur l'autre, caractérisé par le fait que l'on dépose sur la surface de préférence préalablement chauffée, le mélange réactif maintenu à une température pour laquelle sa viscosité dynamique est comprise entre 0,1 et 1 Pa.s au gradient de vitesse de cisaillement considéré, sous la forme d'un voile mince continu. On rappelle que la viscosité dynamique d'un fluide (encore appelée viscosité absolue), correspond aux résistances de frottement qui s'opposent au déplacement relatif des molécules dudit fluide, lorsqu'il est mis en mouvement. La viscosité dynamique d'un fluide homogène est la force par unité de surface (encore appelée tension de cisaillement) qu'il faut appliquer à une surface plane solide, plongée dans ce fluide pour la déplacer dans son plan tout en maintenant une différence de vitesse égale à l'unité entre la surface plane considérée et un plan parallèle a cette surface pris dans le fluide à une distance de la surface égale à l'unité. En unité "SI" la viscosité dynamique se mesure en poiseuille (P1) 1 P1 = 1 kg/m.s = i Ns/m2 = 1 Pascal.s (Pa.s). En unité "CGS" la viscosité dynamique se mesure en poise (Po). Un liquide a une viscosité de une poise lorsque la 2 tension de cisaillement de 1 dyne par cm correspond à une vitesse de cisaillement de i.si. La correspondance entre le système SI et le système CGS est telle que 1 P1 ou 1 Pa.s = 10 Po. La viscosité dynamique est donnée par la formule T n= D dans laquelle n est la viscosité en P1 ou en Pa.s z est la tension de cisaillement en Pascal (Pa) D est le gradient de vitesse de cisaillement en s 1. dv dv avec D = - gradient de la vitesse en fonction de dy la distance des plans de cisaillement. On sait aussi que tous les liquides n'ont pas le même comportement rhéologique. C'est pour cela que l'on distingue les liquides newtoniens dont la viscosité est indépendante du gradient de vitesse de cisaillement et les liquides non newtoniens dont la viscosité varie avec le gradient de vitesse de cisaillement. Les mélanges utilisés selon l'invention étant de cette dernière sorte il faut préciser le gradient de vitesse auquel correspond la viscosité indiquée. Pour obtenir la viscosité dynamique nécessaire à la mise en oeuvre du procédé selon l'invention le mélange réactif peut être amené à la température correspondante par chauffage ou refroidissement. Le revêtement appliqué selon le présent procédé peut être de différents types, par exemple : époxy, polyester ou polyuréthane, modifiés ou non par adjonction d'autres polymères tels que des brais de houille. La température de la surface sur laquelle le mélange réactif est avantageusement appliqué conformément à l'invention est comprise entre la température ambiante et environ 200 degrés C, et de préférence entre 40 et 80 degrés C. Conformément à l'invention le mélange réactif peut être déposé å l'aide d'une tête d'application qui le fait s'écouler par une fente de faible largeur (par exemple de 0,1 à 3 mm) de manière a déposer sur la surface par exemple métallique une couche de revêtement dont l'épaisseur peut être d'environ 0,25 à 3 mm. La présente invention a également pour objet un dispositif pour la mise en oeuvre du procédé qui vient d'être décrit, ce dispositif étant caractérisé par le fait qu'il comporte en combinaison : au moins deux réservoirs pour chacun des constituants du mélange réactif ; une tête de mélange dans laquelle les constituants sont envoyés par des pompes volumétriques afin d'assurer les proportions correctes du mélange ; et une tête d'application reliée à la tête de mélange et comportant une fente calibrée qui permet l'application sur la surface par exemple métallique d'un voile continu de mélange réactif. 5 10 15 20 25 30 35 40 I1 est préférable, conformement,à l'invention, de placer après la tête de mélange, un mélangeur statique ou dynamique qui permet de réaliser un brassage et un mélange intime des deux constituants du mélange réactif. Dans un mode de réalisation particulier, la tête de mélange et/ou le mélangeur est munie d'un dispositif de conditionnement en température qui maintient le mélange réactif à la température qui correspond à la viscosité d'application du revêtement. Dans un mode de réalisation préféré, le dispositif comprend en outre un réservoir de solvant qui permet d'introduire ce dernier dans la tête de mélange pour procéder au nettoyage de la partie du dispositif qui contient du mélange réactif lorsque l'on interrompt l'application du procédé pour une longue période. Dans un mode de réalisation particulier, la tête d'application est montée sur galets de manière à pouvoir rouler sur la surface qui reçoit le revêtement plastique, la position de la fente par ou s' écoule le voile de mélange réactif pouvant, de préférence, être réglé par rapport aux galets. Dans un mode de réalisation préféré de l'invention, la tête d'application comporte un canal dont la section diminue progressivement pour aboutir à une section de sortie en forme de fente pour délivrer le voile de mélange réactif à une vitesse notablement supérieure à sa vitesse d'écoulement à son entrée dans la tête d'application. Dans le but de mieux faire comprendre l'invention, on va en décrire maintenant à titre d'illustration plusieurs modes de mise en oeuvre. On a représenté sur le dessin un mode de réalisation d'un dispositif d'application du procédé selon l'invention - la figure 1 est une vue schématique montrant les différentes parties du dispositif, - la figure 2 est une vue en élévation de la tête d'application du voile de mélange réactif, - la figure 3 est une coupe selon III-III de la figure 2. - la figure 4 est une vue en élévation selon IV-IV de la figure 5 d'un mode de réalisation préféré de la tête d'application, - et la figure 5 est une vue en coupe de la tête d'application selon V-V de la figure 4. On a schématiquement représenté sur la figure 1 les réservoirs 1 et 2 qui contiennent les constituants 3 et 4 du mélange réactif. Chacun des récipients 1 et 2 est réuni à une tête de mélange 5 par une canalisation 6 munie d'une pompe 7. Les pompes 7 sont entratnées simultanément de manière à assurer un débit proportionnel des constituants 3 et 4 qui arrivent dans la tête de mélange 5. Cette dernière ainsi que le mélangeur peuvent comporter un dispositif de régulation en température qui d'une manière connue permet de maintenir à la température voulue le mélange réactif réalisé à partir des constituants 3 et 4. Ce dispositif de maintien en température peut être constitué par exemple par une circulation d'eau à température constante. Dans le mode de réalisation représenté, un réservoir 8 contenant un solvant 9 est relié par une canalisation 10 à la tête de mélange 5 de manière à pouvoir procéder au nettoyage de cette dernière et de toute la partie du dispositif qui se trouve en aval lorsque la mise en oeuvre du procédé est arrêtée pendant un temps important. Un mélangeur statique ou dynamique 11 est relié à la tête de mélange 5 par une canalisation 12 et une tête d'application 13 munie d'une fente est reliee au mélangeur, dans le mode de rbalisation décrit, par une canalisation souple 14. On conçoit que grace à ce dispositif, il est possible de réaliser dans la tête de mélange 5 un mélange constitué par des proportions déterminées des constituants réactifs 3 et 4 qui sont ensuite intimement brassés dans le mélangeur 11 et appliqués sous la forme d'un voile mince 15 par la tête d'application. On conçoit également qu'en interrompant le fonctionnement des pompes 7 et en envoyant le solvant 9 on peut procéder au nettoyage de la tête de mélange 5, du mélangeur 11, des canalisations 12 et 14 et de la tête d'application 13, ce qui permet d'éviter que pendant une longue période d'inutilisation le mélange réactif se prenne en masse dans le dispositif d'application. On a représenté sur la figure 2 une vue en élévation d'un mode de réalisation de la tête d'application qui est constituée par un corps 16 sensiblement cylindrique muni à sa partie inférieure de deux lèvres 17 qui déterminent une fente longitudinale de faible largeur. Le corps 16 est relié par un tube rigide 18 à la canalisation flexible 19 qui aboutit au mélangeur de la figure 1. La tête d'application 16 est assujettie à un support 20 par l'intermédiaire du tube 18, d'un manchon 21 et d'une vis à tête moletée 22. Le support 20 comporte à chacune de ses extrémités recourbées un galet 23 qui permet au dispositif d'application de rouler sur la surface métallique 24 sur laquelle on désire appliquer une couche de revêtement 25. Le réglage de la tête d'application 16 par rapport au support 20 permet de modifier la distance entre l'extrémité des lèvres 17 et l-a surface métallique 24 sur laquelle on applique le revêtement. On conçoit dans ces conditions qu'en faisant rouler, de préférence à vitesse constante, les galets 23 sur la surface métallique 24, on assure le dépit d'une couche régulière 25 de matière plastique qui s'écoule entre les levures 17 sous la forme d'un voile continu comme on peut le voir en particulier sur la figure 3. Les figures 4 et 5 représentent un mode de réalisation préféré d'une tête d'application selon l'invention. On y retrouve le tube 18 par où arrive le mélange ainsi que les lèvres 17 qui délivrent le voile conformément a l'invention. Ce mode de réalisation est caractérisé par sa chambre triangulaire 26 dont la section diminue progressivement de manière à accélérer régulièrement la vitesse du melange qui est délivré sur les lèves 17 sous forme de voile mince. La vitesse d'écoulement du mélange peut par exemple être multipliée par six entre le tube 18 et les lèves 17. On va maintenant donner un certain nombre d'exemples de mise en oeuvre du procédé selon l'invention. EXEMPLE 1 Pour réaliser un revêtement protecteur de polyuréthane, sur un tube d'acier de 7 mm d'épaisseur et de 357 mm de diamètre, on utilise comme constituants réactifs d'une part un mélange constitué de composés organiques hydroxylés et de composés minéraux finement broyés et d'autre part un polyisocyanate obtenu a partir du diphénylméthane diisocyanate, ces constituants étant mélangés dans la proportion de 73% pour le premier et 27% pour le second. Conformément à l'invention, le mélange réactif est applique sur le tube à une température d'environ 350C qui correspond à une viscosité d'environ 300 mPa.s à 10.000 L'application s'effectue par exemple à l'aide d'un des dispositifs précédemment décrits, sous la forme d'un voile mince continu d'une épaisseur de 0,4mm. La vitesse de sortie du voile est d'environ 60 m à la minute. La vitesse d'avance de la tête d'application par rapport à la surface métallique est d'environ 30 m à la minute de manière à déposer une couche de revêtement dont l'épaisseur est d'environ 1 mm. Le revêtement est appliqué sur un tube d'acier préalablement porté à une température d'environ 500C. Le revêtement ainsi obtenu sur le tube d'acier qui a une dureté Brinnel de 121, présente une résistance au choc de 11 Joules, mesurée à 200C de la manière suivante On fait tomber d'une hauteur de 1 m, un corps de masse variable, guidé librement dans un tube plastique sur un poinçon en acier dur reposant librement sur la génératrice supérieure du tube ainsi revêtu. Ce poinçon se termine par une hémisphère de diamètre 25mm. On fait croître progressivement la valeur de la masse variable après chaque essai et l'on vérifie électriquement le bon état du revêtement sous une tension de 6.000 volts. La résistance au choc du revêtement est exprimée par l'énergie en joules de la masse variable qui est nécessaire pour détruire l'isolation électrique sous 6.000 volts. A titre de comparaison, un revêtement de même nature et de meme épaisseur obtenu de manière connue par pulvérisation présente une résistance au choc de 7 joules. Dans une variante, on réalise dans les mêmes conditions de l'invention, un revêtement de lmm sur une plaque d'acier de 8mm d'épaisseur. La résistance au choc du revêtement est de 20 à 24 joules à 200C. Pour un revêtement de même nature et de même épaisseur réalisé par pulvérisation, la résistance au choc n'est que de 14 à 16 joules. Le durcissement du mélange réactif appliqué sur le tube s'obtient après un temps environ 10 minutes. EXEMPLE 2 Pour réaliser sur un tube de fonte un revêtement protecteur constitué par du brai-polyurethane, on utilise comme constituants réactifs, d'une part un mélange constitue de composés organiques hydroxylés, de goudron de houille et de composés minéraux finement broyés, et d'autre part, un mélange composé de goudron de houille, de polymère dérivé d'isocyanate et de charges minérales finement broyées, ces deux constituants étant mélangés en parties égales. Conformément à l'invention, le mélange réactif est appliqué sur la surface métallique à une température d'environ -l 350C qui correspond à une viscosité d'environ 500 mPa.s à 10.000s Le mélange est appliqué, par -exemple à l'aide d'un des dispositifs précédemment décrits, sous la forme d'un voile mince continu d'une épaisseur de 0,8mm. La vitesse de sortie du voile est d'environ 30m à la minute. La vitesse d'avance de la tête d'application par rapport à la surface métallique est d'environ 15m à la minute de manière à déposer une couche de revêtement dont l'épaisseur est d'environ 2mm. Le revêtement est appliqué sur le tube de fonte préalablement porté à une température d'environ 300C. EXEMPLE 3 Pour réaliser sur un tube d'acier préalablement isolé par une couche de mousse un revêtement protecteur constitué par du brai-époxy, on utilise comme constituants réactifs, d'une part un mélange de résine époxy et de charges minérales finement broyées et d'autre part, un mélange de goudron de houille, de durcisseur de type amine ou amide et des charges minérales finement broyées, ces constituants étant mélangés dans la proportion de 40% pour le premier et de 60% pour le second. Conformément à l'invention, le mélange réactif est appliqué sur la couche de mousse a une température d'environ 600C, qui correspond à une viscosité d'environ 500 mPa.s à 10.000 Le mélange est appliqué, par exemple à l'aide d'un des dispositifs précédemment décrits, sous la forme d'un voile mince continu d'une épaisseur de 0,4mm. La vitesse de sortie du voile est d'environ 60 m à la minute. La vitesse d'avance de la tête d'application par rapport à la surface de la mousse est d'environ 30m à la minute de manière a déposer une couche de revêtement dont l'épaisseur est d'environ 1 mm. Les revêtements ainsi obtenus sont de très bonne qualité, réguliers et exempts d'inclusions d'air. Leur application ne donne lieu à aucune perte de matière première et s'effectue dans des conditions non malsaines pour l'applicateur. Les modes de réalisation et les modes de mise en oeuvre du procédé selon l'invention qui ont été décrits ci-dessus ne présentent aucun caractère limitatif et pourront recevoir pour cela toutes modifications désirables sans sortir pour cela du cadre de l'invention. En particulier, la nature de la surface sur laquelle le revêtement de protection est appliqué n'est pas une des caractéristiques de l'invention, ce support pouvant être en métal de n'importe quel type ou éventuellement en une autre matière si le besoin s'en faisait sentir. De même l'épaisseur du voile sortant de la tête d'application ainsi que l'épaisseur du revêtement dépendent du type de protection que l'on désire conférer. En particulier les revêtements peuvent être continus ou ne concernent que certaines zones du matériau à revêtir. I1 est ainsi évidemment possible de recouvrir le revêtement selon l'invention par un autre matériau tel que par exemple un film préfabriqué de même nature. Enfin, il va de soi que l'invention n'est pas limitée aux exemples de mélanges réactifs qui ont été indiqués ci-dessus. REVENDICATIONS 1. Procédé pour appliquer sur une surface support par exemple métallique une couche de revêtement obtenue a partir d'un mélange d'au moins de deux composants qui réagissent l'un sur l'autre, caractérisé par le fait que l'on dépose sur la surface de préférence préalablement chauffée, le mélange réactif a une température telle que sa viscosité dynamique est comprise entre 0,1 et 1 Pa.s au gradient de vitesse de cisaillement considéré, sous la forme d'un voile mince continu. 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé par le fait que la couche de revêtement est constituée par une résine époxy, polyester ou polyuréthane éventuellement modifiée par adjonction d'autres polymères tels que des brais de houille. 3. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé par le fait que la température de la surface support sur laquelle le mélange réactif est appliqué est comprise entre la température ambiante et environ 2000C, et de préférence entre 40 et 800C. 4. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé par le fait que le mélange réactif est déposé sur la surface support à l'aide d'une tête d'application qui le fait s'écouler par une fente de faible largeur, par exemple comprise entre 0,1 et 3 mm. 5. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé par le fait que la couche de revêtement déposée sur la surface métallique a une épaisseur comprise entre environ 0,25 et 3 mm. 6. Dispositif pour la mise en oeuvre du procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé par le fait qu'il comporte en combinaison : au moins deux réservoirs pour chacun des constituants du mélange réactif ; une tête de mélange dans laquelle les constituants sont envoyés par des pompes volumétriques afin d'assurer les proportions correctes du mélange ; et une tête d'application-reliée à la tête de mélange et comportant une fente calibrée qui permet l'application sur la)' surface métallique d'un voile continu de mélange réactif. 7. Dispositif selon la revendication 6, caractérisé par le fait qu'il comporte en aval de la tête de mélange un mélangeur statique ou dynamique qui permet de réaliser un brassage et un mélange intime des deux constituants du mélange réactif. 8. Dispositif selon l'une quelconque des revendic tions 6 et 7, caractérisé par le fait que la tête de mélange et/ou le mélangeur est munie d'un dispositif de conditionnement en température qui maintient le mélange réactif à la température qui correspond à la viscosité d'application du revêtement. 9. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 6 à 8, caractérisé par le fait qu'il comprend en outre un réservoir de solvant qui permet d'introduire ce dernier dans la tête de mélange pour procéder à un nettoyage de la partie du dispositif qui contient le mélange réactif lorsque l'on interrompt l'application du procédé pour une longue période. 10. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 6 à 9, caractérisé par le fait que la tête d'application est montée sur galets de manière à pouvoir rouler sur la surface qui reçoit le revêtement plastique. 11. Dispositif selon la revendication 10, caractérisé par le fait que la position de la fente par où s'écoule le voile de mélange réactif peut entre réglée par rapport aux galets. 12. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 6 à 11, caractérisé par le fait que la tête d'application présente une section qui diminue progressivement vers les lèvres de sortie pour communiquer une accélération continue au mélange qui sort sous forme de voile. 13. Support revêtu d'une couche de revêtement caractérisé par le fait qu'il est obtenu par le procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 5 et qu'il possède une résistance aux chocs élevée.