BE424906A

BE424906A - Moyen pour le traitement de zinc et d'alliages de zinc

Info

Publication number: BE424906A
Authority: BE
Original assignee: American Chemical Paint Co.
Priority date: 1936-11-30
Filing date: 1937-11-29
Publication date: 1937-12-31
Also published as: DE862700C; US2121574A; GB493365A; FR830150A

Description


   <Desc/Clms Page number 1> 
 
 EMI1.1 
 



  Moyen pour le traitement de zino et dal11ages de zino. 



  --------------------------nTTTe----------------- 
L'objet de la présente invention est un moyen pour le traitement de zinc et   d'alliages   de zinc en vue de l'obtention d'une couche de phosphate d'une adhérence parfaite qui, d'une part, protège le métal contre la corrosion et qui, d'autre part, constitue une bonne surface d'adhésion pour les couches de peinture, de vernis, etc. que l'on y applique. 



   Il est connu d'appliquer des couches de phosphate au zinc et aux alliages de zinc; toutefois, les couches de ce genre, telles qu'on les connaît, sont peu esthétiques et accu- sent le plus souvent des taches et des différences d'épaisseur aux divers endroits d'une pièce déterminée. AU début, on a- vait suggéré de traiter le zinc à   l'aide   d'un mélange d'acide phosphorique et d'acide nitrique; dans ce traitement, il se produit d'abord une dissolution du zinc; quant au liquide employé, il s'opère une augmentation de la teneur en zinc et un décroissement de celle en acide jusqu'à ce que le liquide passe à l'état d'équilibre; ce n'est qu'à ce moment là que 

 <Desc/Clms Page number 2> 

 commence la formation de la couche de phosphate.

   Dans le do- maine considéré, le terme   "équilibre"   signifie d'ordinaire un certain rapport favorable entre zinc et acide libre, dans le liquide utilisé, vu qu'il faut une quantité déterminée d'a- cide libre pour maintenir le zinc dissous. Puis, on a em- ployé des solutions acides de phosphate de zinc qui, au moins au début du traitement, se trouvaient en équilibre. Cepen- dant, de telles solutions donnent des couches très claires,   blanches   ou gris-clair, et l'efficacité de ces solutions va- rie sensiblement au moindre changement, à la moindre modifi- oation - d'ailleurs inévitable - des conditions dans lesquel- les s'effectue le traitement.

   On constate assez fréquemment que des feuilles de zinc ou des pièces coulées sont recouver- tes parfaitement à certains endroits, tandis que d'autres places ne le sont pas du tout, et de telles irregularités dans la formation de la couche s'avèrent particulièrement fâcheuses dans les fers galvanisés à surface dite cristallisée. 



   Grâce à l'invention, ces inconvénients sont supprimés et l'on obtient des couches de phosphate plus foncées et plus agréables à la vue qu'auparavant, et qui accusent partout une épaisseur uniforme; de plus, elles adhèrent parfaitement tout en tenant très bien les couches de peinture y appliquées. 



   11 a été constaté que l'addition, aux bains de phosphate, de combinaisons dissociables de nickel et/ou de cobalt amélio- re considérablement, en ce qui concerne les points indiqués   ci-dessus.   la formation de la couche; en conséquence, le pro- cédé suivant l'invention consiste en ce que la surface de zinc est exposée à l'action d'une solution qui, comme anions, renferme principalement des anions PO4 et, comme cations, principalement des cations de Zn et, en outre, de faibles quantités d'anions de N03 et de cations de Ni ou de Co 
Il a été démontré que déjà de faibles quantités de Ni ou de Co exercent une influence très favorable sans toutefois 

 <Desc/Clms Page number 3> 

 influencer sensiblement la durée de traitement;

   puis, qu'une quantité déjà un peu plus forte détermine une teinte plus fon- cée de la couche obtenue tout en exigeant, pour la formation de la couche, une durée déjà quelque peu plus longue, et enfin que des concentrations encore plus élevées prolongent considé- rablement le temps nécessaire à la formation de la couche, tandis que cette dernière, au lieu d'être meilleure, laisse plutôt à désirer et présente une teinte moins foncée. 



   On a encore trouvé que d'autres métaux, supérieurs au fer, comme par exemple le cuivre, l'argent, le mercure, l'antimoi- ne ou similaires, dont l'addition aux bains de phosphate avait été proposée pour le traitement de fer et d'alliages de fer, ne permettent pas d'obtenir le même effet sans compromettre fortement le pouvoir adhésif, la résistance à la corrosion et le pouvoir de bien tenir les couches de peinture et de vernis y appliquées. En recourant aux dites additions, aux bains de phosphate, il est possible que du métal libre, comme le au ou 1 AG se dépose dans la couche de phosphate, tandis que les couches obtenues d'après la présente invention ne contien- nent apparemment pas de nickel métallique à l'état libre, ni de cobalt. 



   Pour en faciliter la compréhension, l'invention est dé- crite ci-après à l'aide de quelques exemples de réalisation. 



  Exemple 1 : 
On réalise d'abord la solution initiale suivante : Zn 0 1.530 1b = !83,6 gr Ni CO3 0.248 1b = 29.76 " H3Po4   (75%)     0.500   gal   795,0   gr   H NO3 (38.Bé (= s.G. 1,36) 0.0487 gal 66,23 gr   Eau q.s.   1.000   gal = q.s. 1 litre 
Il est très avantageux d'ajouter les acides à de l'eau contenant en suspension le Zno et le Ni CO3 tout en brassant et agitant l'ensemble, et ce jusqu'à la oessation du dégage- 

 <Desc/Clms Page number 4> 

 ment de gaz et jusqu'à ce que la solution devienne claire. 



   Pour utiliser cette solution initiale, on dilue celle-ci jusqu'à 8% (pourcentage en volume) et la porte à une tempéra- ture de 70 à 75 C; puis on.immerge dans la dite solution, la pièce à traiter, par exemple la tôle galvanisée. Le déga- gement d'hydrogène assez fort au début cesse presque complète- ment après quelque 30 secondes ; on retire alors la pièce de la solution, la rince bien et puis, on la sèche. 



   Si, comme pièce à traiter, on utilise une tôle galvanisée, cette dernière présentera une couche uniforme, gris-foncé, adhérant parfaitement et accusant une forte résistance à la corrosion; une couche de peinture y appliquée durera longtemps. 



  Certaines sortes de zinc et d'alliages de zinc peuvent, par ce traitement, être reoouvertes plus facilement que d'autres; cer- taines pièces coulées par injection sont de préférence trai- tées à des températures supérieures, atteignant presque le point d'ébullition de la solution. D'autre part, cette der- nière pourra aussi être employée à des températures moins éle- vées, ce qui accroît evidemment la durée du traitement. 



   La solution indiquée ci-dessus donnera une couche rela- tivement foncée; on obtient une couche plus claire en diminu- ant la quantité de nickel; dans la solution mentionnée, on compte 1 équivalent de nickel pour 9 équivalents de zinc. 



  L'influence favorable que le nickel exerce sur l'uniformité de la couche, peut être constàtée même lorsque le rapport N1;Zn est de   1:100.   Un accroissement de la quantité relative de nickel rendra la couche plus foncée, et ce jusqu'à ce qu'il ait 1 équivalent de N1 sur 2 équivalents de Zn. En augmen- tant encore la quantité de nickel, on obtiendra une couche plus claire, plus mince ; en outre, on constatera qu'elle com- mence à perdre en ce qui concerne ses propriétés avantageuses. 



   Le comportement du cobalt est tout analogue à celui du nickel; cependant, la couche obtenue à l'aide de cobalt ao- 

 <Desc/Clms Page number 5> 

 cuse une teinte légèrement plus claire; le poids   moléculai-   re en étant presque égal, le nickel peut être remplacé par une quantité de poids égal de cobalt. La teinte le plus fon- cée de la couche est réalisée au moyen de cobalt, lorsqu'il y a 1 équivalent de Co pour 1 équivalent de Zn,   c'est   à dire à peu près. Toutefois, il n'y a apparemment aucun avantage à employer du nickel ou du cobalt en une quantité supérieure   à 1   équivalent de ces métaux, pour 2 équivalents de zinc. 



   Comme il a été dit ci-dessus, la formation de la couche est quelque peu retardée par l'addition d'une plus forte quan- tité de nickel ou de cobalt. Ce retard est peu important aussi longtemps que le rapport, au point de vue équivalents, de ces métaux au zinc, ne dépasse pas 1:9: mais ce retard devient sensible lorsque la concentration est plus forte, et excessif lorsque le rapport est de 1:2 
La quantité de nitrate peut être modifiée dans de larges proportions; en général, 0,12 d'équivalent de NO3 pour 1 équi- valent de tous les cations métalliques, est tout à fait suf- fisant. Mais cette quantité peut, sans aucun inconvénient, être portée à 0,4 d'équivalent.

   D'autre part, une quantité   de 0,05 donnera encore de bons résultats ; toutefois,lorsqu'on   traite un zinc très actif, le nitrate est si rapidement con- sommé qu'il en faut un apport plus   fréquent   que des autres composants du bain. 



   La présence d'autres cations ou d'anions n'est pas préci- sément nocive aussi longtemps que la quantité n'en est pas trop grande; on veillera à ce que ceux-ci ne puissent s'y accumuler en trop forte quantité. Pour cette raison, on pour- ra aussi utiliser la solution ci-après, dans laquelle le Ni est remplacé par du cobalt, celui-ci étant introduit sous for- me de sulfate, et le   nitraze   sous forme de nitrate de soude. 



   Exemple 2: 
Comme solution initiale, on utilise la composition sui- 

 <Desc/Clms Page number 6> 

   vante :    Zn 0 1,500 lb   =   180. - gr. 
 EMI6.1 
 Go 804 . 7 HZO 0,587 Il 70,5 If   Na N03   0,402 48,2   @   H3PO4 (75%) 0,500 gal   @   795,0 " Eau q.s   1, 000   gal   q. s .   1 litre 
Pour l'utiliser, cette solution est diluée à l'eau jus- qu'à 5 - 10% (pourcentage volumétr.) ; on l'emploie exactement comme la solution indiquée à l'exemple 1.

   Cependant, la régé- nération de ce bain ne peut se faire indéfiniment avec la so- lution initiale, car il y aurait finalement une trop forte ac- 
 EMI6.2 
 eumulation de la: et de 80 4* 
La consommation -relative et absolue- des composants du bain varie légèrement d'après le métal traité et les condi- tions de travail. Lorsque, en utilisant le bain pendant un certain temps, on désire ne pas modifier la durée de traite- ment tout en obtenant la même teinte de la couche, il est à conseiller d'opérer la   rénération   au moyen d'une addition spé-   ciale   de composants du bain, au lieu d'une addition de solu- tion initiale, et d'en choisir minutieusement ceux-ci, par exemple en utilisant du nitrate de nickel ou du phosphate de zinc. 



   Comme il a été dit antérieurement, le procédé peut aussi être appliqué à froid, c'est à dire à une température normale, ce qui est souvent indispensable, par exemple lorsqu'il s'agit de clôtures, de toits ou d'autres parties d'un bâtiment. 



  Dans ce cas, on emploie de préférence des solutions concen- trées, par exemple une solution contenant 20% de la solution initiale de l'exemple 1. Une solution particulièrement ap- propriée à ce but est la suivante : 
Exemple 3 ; 

 <Desc/Clms Page number 7> 

 Zno 0,3001b   @   36,0 gr Ni (NO3)2 5H20   0,144   " = 17,3 
 EMI7.1 
 lÍ3P04 l'ï5p ) 0,140 gal = 22;5 . 



  Méthanole 0,100 " =- 80,0 " Humeoteur 0,010 1b   -   1,2 " Eau q.s. 1,000 gel = q.s. 1 litre 
Comme   humeoteur,   on pourrait par exemple utiliser de l'acide sulfo-naphtylo-isopropylique. 



   Cette solution peut être employée sans être diluée ; elle humecte parfaitement la surface métallique à traiter et forme une couche en un temps pratiquement suffisant; on l'applique aux surfaces à traiter soit au   pinceau,   soit par   projection;   on l'y laisse agir jusuq'à ce qu'on n'y constate plus d'ac- tion, ce qui dure environ 5 à 30 minutes, suivant les condi- tions spéciales (températute, genre du métal traité); la surfa- ce traitée est bien rincée à l'eau et pourra, dès qu'elle est sèche, recevoir les couches de peintures etc.

Claims

RESUME ----------- 1. Moyen pour le traitement de zinc et d'alliages de zinc en vue de la production d'une couche de phosphate anti- corrosive et capable de bien tenir la peinture et analogues, consistant en une solution acide de phosphate de zinc, carao- térisé par une teneur en cobalt ou en nickel.

2. Moyen suivant 1, caractérisé en outre par des anions de nitrate.

3. Moyen suivant 1 et 2 caractérisé en ce que la quan- tité des anions de NO3 ne constitue qutune faible fraction de celle des anions de P04, la quantité des cations de Ni ou de Co ne constituant qu'une faible fraction de celle des ca- tions de Zn.

4. Moyen suivant 1 à 3, caractérisé en ce que la solu- tion se trouve en "euqilli <Desc/Clms Page number 8> 5. Moyen suivant 1 à 4, caractérisé en ce que le rapport des ions de zino aux ions de nickel et/ou de oobalt se trouve entre 100:1 et 2:1, et le rapport des ions de nitrate au total des cations entre 1:20 et 1:2,5.

6. Moyen suivant 1 à 5, caractérisé en ce qu'il contient en outre des dissolvants organiques et des humecteurs.