FR2517703A1

FR2517703A1 - Plaque d'acier a surface traitee et a couches multiples comportant une couche qui renferme du zinc

Info

Publication number: FR2517703A1
Application number: FR8220598A
Authority: FR
Inventors: Tomihiro Hara; Masahiro Ogawa; Masaaki Yamashita
Original assignee: Nippon Kokan Ltd
Current assignee: JFE Engineering Corp
Priority date: 1981-12-08
Filing date: 1982-12-08
Publication date: 1983-06-10
Also published as: GB2114467A; DE3245444A1; GB2114467B; CA1183739A; AU550182B2; JPS5898248A; AU9134082A; JPS6141744B2; DE3245444C2; US4450209A; FR2517703B1

Abstract

L'invention a pour objet une plaque d'acier à surface traitée couches multiples. Elle comprend une couche déposée renfermant du zinc, un film de silicate de lithium sur ladite couche déposée et un film de silicate composite organique constitué de silice colloïdale et d'une résine organique, ladite pellicule composite organique étant formée sur le film de silicate de lithium. Fabrication d'appareils électriques domestiques ou de matériaux de construction divers.

Description

La présente invention concerne une plaque d'acier à surface traitée et à

couches multiples comportant une couche qui renferme du zinc et elle vise en particulier une plaque d'acier à surface traitée qui possède d'excellentes

propriétés anti-rouille, d'adhérence de la peinture et de résistance à la cor-

rosion du revêtement. En tant que plaques d'acier à surface traitée utilisées comme un substrat à revêtir dans le domaine de la fabrication des appareils électriques

domestiques ou de matériaux de construction, on a utilisé couramment des pro-

duits obtenus en formant une couche de traitement au phosphate ou une couche de traitement au chromate sur une plaque d'acier portant un dépôt de zinc Avec une plaque d'acier revêtue de zinc, et traitée au chromate, on peut obtenir une bonne résistance à la corrosion en raison de l'action de passivation du chrome, mais des problèmes se posent au sujet de la toxicité du chrome et du traitement

des eauix résiduaires Le traitement au phosphate fournit une sous-couche pos-

sédant d'excellentes propriétés, niais pour obtenir une résistance suffisante à la corrosion, le traitement à l'acide chromique doit avoir lieu sous forme d'un post-traitement et, en raison de ce post-traitement, on se heurte aux memes problèmes que dans le cas du traitement au chromate et, en outre, à un problème d'évacuation des boues qui sont formées en grosses quantités Par ailleurs, les plaques d'acier traitées en surface soit par le chromate,soit par le phosphate et devant jouer le rôle de substrats à revêtir, restent insuffisantes en ce qui cencerne la résistance à la corrosion du revêtement, l'adhérence des peintures et la résistance au dégraissage En conséquence, les spécialistes recherchent des plaques d'acier à surface traitée possédant des propriétés excellentes et

bien équilibrées, en qualité d'un substrat à revêtir.

En ce qui concerne le procédé de traitement de la surface pour tenter de résoudre les problèmes indiqués, on a proposé une technique comportant

l'utilisation d'un silicate composite formé de silice et d'un copolymere acryli-

que (voir brevet JA 34 406/79) et certains perfectionnements à ces techniques ont été proposés dans les demandes de brevets JA publiées N 77 635/79 et N 62 971/80 Cependant lorsqu'on applique ce silicate composite (qu'on appelera ultérieurement "silicate composite organique") sur une plaque d'acier portant

une couche de zinc ou d'un alliage de zinc, l'adhérence des peintures est amé-

liorée par rapport à celle qu'on peut obtenir avec les traitements connus au chromate ou au phosphate, mais par contre la résistance à la corrosion aussi bien à l'état non revêtu qu'à l'état revêtu est insuffisante et on cherche donc

à l'améliorer davantage.

La présente invention a pour but principal de fournir une plaque d'acier à surface traitée et à couches multiples, dans laquelle tous les problèmes

mentionnés propres aux techniques classiques ont été efficacement résolus.

Plus précisément, l'invention a pour objet une plaque d'acier à surface traitée et à couches multiples, comprenant une couche déposée qui renferme du zinc, une couche constituée par un film de silicate de lithium formée sur ladite couche déposée et une couche constituée par un film de silicate composite organique formée de si-lice colloïdale et d'une résine organique,

qu'on applique sur la couche constituée par un film de silicate de lithium.

La plaque d'acier à surface traitée et à couches multiples selon -

l'invention comprend, à titre de substrat, une plaque d'acier revêtue de zinc

0 ou revêtue d'un alliage de zinc et elle est caractérisée en ce qu'unecouche cons-

tituée par un film de silicate de lithium (Li 20-n Si O 2, dans lequel N est un nombre de 2 à 20) est formée sur la surface de la couche renfermant du zinc du substrat et en ce qu'une couche constituée par un film de silicate composite organique obtenue en faisant réagir et en couplant de la silice collpodale avec

une résine organique, est formée sur la couche constituée par un film de sili-

cate de lithium.

Dans le film de silicate composite organique obtenu à partir de silice

colloidale et d'une résine organique, le composant résine organique sert princi-

palement à améliorer l'adhérence des peintures alors que le composant silicate

(silice colloïdale) a pour effet d'améliorer la résistance à la corrosion.

Cependant, dans le cas o le film de silicate composite organique est seul à être appliqué, la résistance à la corrosion aussi bien à l'état non revêtu qu'à l'état revêtu est inférieure On pense qu'il en est ainsi pour la raison suivante:

Dans le cas o le composant silicate dans le film de silicate compo-

site organique forme un film dense sur toute la surface de la couche déposée, la dissolution du film déposé de zinc est contrôlée et on peut obtenir une excellente résistance à la corrosion Cependant dans la pratique, des zones locales non recouvertes par le silicate apparaissent à la surface de la couche déposée ce qui a pour effet de réduire la résistance à la corrosion Ainsi donc pour améliorer la résistance à la corrosion du film de silicate composite organique, on forme un film de silicate dense à titre de première couche et on forme un film de silicate composite organique à titre de seconde couche sur la première couche La présente invention a été élaborée en se basant sur les résultatsdes recherches que la Demanderesse a effectuées au sujet d'une telle

structure à deux couches sous forme de film.

Le film de silicate de lithium (première couche) peut être formé par une technique consistant à déposer une solution aqueuse de silicate de lithium (Li O n Si O dans lequel N est un nombre de 2 à 20), à sécher le dépôt

2 2

résultant,à le laver et à le sécher de nouveau Pour ce qui est des silicates filmogènes, on peut mentionner outre le silicate de lithium, d'autres silicates alcalins tels que les silicates de sodium, de potassium et d'amines ainsi que la silice colloïdale similaire à un sol Cependant les silicates autres que le silicate de lithium n'ont pas d'effet notable Dans le cas d'un silicate alcalin autre que le silicate de lithium, le composant alcalin qui reste à la surface

du film de silicate empêche la liaison de ce dernier au film de silicate com-

posite organique D'autre part, dans le cas de silicate de lithium, étant donné que le composant alcalin qui reste à la surface est enlevé à un degré suffisant par le lavage à l'eau, on obtient une bonne adhérence entre le film de silicate et le film de silicate composite organique On considère que c'est la raison pour laquelle une plaque d'acier possédant d'excellentes propriétés

peut être obtenue en qualité de substrat Quand on utilise la silice colloi-

dale pour le film de silicate de la première couche, on n'obtient aucun effet.

On pense qu'il en est ainsi car la silice colloïdale étant composée de parti-

cules, le film formé est poreux et présente de nombreux défauts et, par voie de conséquence, il est impossible d'améliorer avec ce film poreux la résistance

à la corrosion du film de silicate composite organique.

On va maintenant décrire le film de silicate de lithium.

Le rapport molaire N dans le silicate de lithium Li 2 O n Si O 2 est de préférence de 2 à 20 et si ce rapport molaire est de 4 ou plus élevé, la résistance à l'eau bouillante et la résistance à la corrosion du dépôt ont tendance à augmenter Si le rapport molaire N est inférieur à 2, le composant

alcalin (Li) reste à la surface du film de silicate de lithium et si le rap-

bort molaire N est supérieur à 20, les propriétés du film de silicate de lithium deviennent similaires à celles du film de silice colloïdale Ainsi on ne peut pas obtenir de bons résultats à moins que le rapport molaire N soit

dans l'intervalle allant de 2 à 20.

Le film de silicate de lithium est déposé sur une face (exprimée en Si O 2) en général à raison de 0,001 à 1 g/m et, de préférence, de 0,01 à

2 2 2

0,5 g/m Si cette quantité est inférieure à 0,001 g/m, on n'obtient aucun effet notable et si cette quantité dépasse 1 g/rm, étant donné que l'aptitude au traitement du film de silicate est moins bonne, il est impossible d'obtenir un bon sous-revêtement en raison de la réduction de l'adhérence de la peinture bien que la résistance à la corrosion soit améliorée En vue d'obtenir un film de silicate de lithium ayant une épaisseur correspondant à l'intervalle indiqué, on préfère que la concentration de la solution aqueuse de silicate de lithium soit de 0,1 a 500 g/î et, mieux encore de 5 à 200 g/ (exprimée

en Si O 2) Du point de vue de l'adaptabilité de l'opération de dépôt, on pré-

fère que la température de la solution de silicate de lithium soit de O à 70 et mieux encore, de 20 à 500 C Si la température de la solution est inférieure à OC, la solution gèle et se solidifie, alors que si la température dépasse 700 C, la tendance à la solidification est accentuée et la solution devient très

instable.

On peut réaliser le dép 8 t de silicate de lithium par des procédés

classiques tels que le dép 8 t par immersion ou par pulvérisation, par ruisselle-

ment ou au moyen de rouleaux On effectue avantageusement le séchage du dép 8 t à l'aide d'air chaud et une cuisson à haute température ( 100 à 200 C) n'est pas

particulièrement nécessaire Quand la température de la solution est relative-

ment élevée on peut suffisamment sécher le dépôt par séchage naturel.

On effectue un lavage à l'eau pour enlever le composant alcalin qui

reste à la surface du film de silicate de lithium On peut atteindre suffisam-

ment l'effet recherché en utilisant de l'eau ayant un p H de 6 à 8 que l'on em-

ploie ordinairement pour les lavages à l'eau Pour éliminer entièrement le com-

posant alcalin, on peut procéder à un décapage Le lavage à l'eau ou le déca-

page peut se faire non seulement à la température ambiante mais aussi à une température plus élevée ou plus basse On peut obtenir un meilleur effet de lavage quand la température est plus élevée et on peut alors raccourcir la durée de séchage On préfère donc une température plus élevée du point de vue de

l'efficacité de l'opération.

Si seul le film de silicate de lithium mentionné ci-dessus est formé, la résistance à la corrosion est insuffisante aussi bien à l'état non revêtu qu'à l'état revêtu et, par ailleurs, l'adhérence de la peinture est extrêmement médiocre et il est impossible d'obtenir une plaque d'acier à surface traitée satisfaisante Cependant si conformément à l'invention, on combine ce film de silicate de lithium avec un film de silicate composite organique, on obtient une excellente plaque d'acier à surface traitée qui est satisfaisante aussi bien en ce qui concerne sa résistance à la corrosion que l'adhérence de

la peinture.

On va maintenant décrire en détail le film de silicate composite

organique qui forme la seconde couche.

On peut atteindre l'effet recherché si le film de silicate composite organique est déposé sur une face à raison de 0,1 à 4,0 g/m et on préfère que cette quantité soit de 0,5 à 3,0 g/m Si cette quantité est inférieure a 0,1 g/m, on n'obtient aucun effet notable Si la quantité est supérieure a 4 g/m, la qualité est améliorée à une certain degré mais on ne bénéficie d'aucune amélioration remarquable et, par voie de conséquence, la production devient économiquement non rentable et le soudage continu par points multiples

devient difficile si bien que l'utilité pratique de la plaque d'acier à sur-

face traitée est très fortement réduite On effectue la synthèse du silicate composite organique utilisé selon l'invention, en faisant appel au procédé décri dans le brevet JA 34 406/79 Plus précisément, on peut obtenir le silicate composite organique en mélangeant de la silice colloïdale, une résine organique soluble ou dispersable dans l'eau et un composé de trialcoxysilane, puis en faisant réagir ce mélange à trois composants à une température supérieure à

C mais inférieure au point d'ébullition du mélange.

La silice colloïdale est une silice dispersable dans l'eau qu'on

appelle "sol de silice" et on peut utiliser directement des produits disponi-

bles dans le commerce vendus par Nissan Kagaku K K, Du Pont Co USA, et d'autre: fabricants On choisit de façon appropriée un produit acide ou basique et on

l'utilise selon l'intervalle de p H stable de la résine organique employée.

On peut utiliser l'une quelconque des résines organiques pouvant être mélangées de façon stable avec la silice colloïdale pour former le silicate composite organique On peut utiliser par exemple des résines contenant des groupes hydrophiles tels que des groupes hydroxyle, carboxyle et amino, comme par exemple un copolymère acrylique, une résine alkyde, une résine époxy, une résine de polybutadiène modifiée par un monoacide ou polyacide gras, une resine de polyamine ou une résine d'acide polycarboxylique, ainsi que des mélanges et des condensats d'addition de deux ou plusieurs de ces résines pour autant que

le mélange soit soluble ou dispersable dans l'eau.

On utilise ce qu'on appelle lmun agent de couplage du type silane dis-

ponible dans le commerce, par exemple un composé de trialcoxysilane, à titre de troisième composant de silicate composite organique C'est ainsi qu'on peut mentionner le vinyltriéthoxysilane, le vinyl-tris( méthoxyéthoxy)silane, le -glycidoxypropyltriméthoxysilane, le (méthacryloxypropyltriméthoxysilane, le N- -(aminoéthyl) aminopropyltriméthoxysilane et le (-aminopropyltriéthoxy

silane.

Dans le silicate composite organique utilisé selon l'invention, le rapport pondéral de mélange entre la silice colloldale et la résine organique (exprimé en matières solides) peut aller de 5:95 à 95:5 et, de préférence, de :80 à 50:50 On préfère que la quantité utilisée du composé de silane à titre de troisième composant soit de 0,5 à 15 % en poids par rapport au poids total

de la silice colloïdale et de la résine organique (en matièressolides).

Pour améliorer encore davantage la qualité et la capacité de la plaque

d'acier à surface traitée, on peut, selon les besoins ajouter un composé alcoola-

te, un oxyacide de vanadium et un sel de celui-ci à une solution pour le traite-

ment par le silicate composite organique Plus précisément, si au moins l'un des additifs mentionnés est incorporé en une quantité ne dépassant pas 14 % en poids, de préférence 0,2 à 8 % en poids, par rapport au total des matières

solides, on peut encore améliorer la résistance à la corrosion du revêtement.

On préfère les alccolates de titane et de zirconium en qualité d'alcoolate Les alccolates de titane et-de zirconium sont des composés de coordination ayant une fonctionnalité d'au moins 2 (de préférence 2 ou 3) formés 1 * 2 i 2 en liant un alcoolate de formule générale R 12 R)(R R 1 M(R 2)3 ou M(R 2)4, dans laquelle M représente le titane ou le zirconium, R 1 représente un substituant tel qu'un radical éthyle, amyle, phényle, vinyle, p-( 3,4-époxycyclohexyle), o-mercaptopropyle ou aminoalkyle alors que R représente un radical alcoxy

contenant en général de 1 à 8 atomes de carbone, tel que méthoxy, éthoxy, n-

propoxy, isopropoxy, n-butoxy, isobutoxy, sec-butoxy, tert-butoxy, npentoxy, isopentoxy, n-hexétoxy, n-heptoxy ou n-octoxy, avec un ligand choisi parmi les acides dicarboxyliques tels que l'acide maléique, les acides hydroxycarboxyliques tels que l'acide lactique ou l'acide tartrique, l'éthylène-glycol, une dicétone

telle que la diacétone-alcool ou l'acetone acétylique, un ester tel que l'acéto-

acétate d'éthyle ou le malonate d'éthyle, un ester cétonique,-l'acide salicyli-

que, le catéchol, le pyrogallol ou une alcanolamine telle que la triéthanolamine;

la diéthanolamine ou le diméthylaminoéthanol.

L'oxyacide de vanadium et son sel peuvent etre sous forme de trioxyde de vanadium (V 203), de pentoxyde de vanadium (V 05), d'orthovanadate de lithium

23 25 '

(Li 3 VO 4), d'orthovanadate de sodium (Na 3 V 04), de métavanadate de lithium (Li V 03 2 H 20), de métavanadate de potassium (KV 03),-de métavanadate de sodium ( 3 i V2 H ( 3), (Na V 03 4 H 20), de métavanadate d'ammonium (NH 4 V 03) et de pyrovanadate de sodium (Nah VO)

( 4 aV 207).

On ajoute l'additif mentionné plus haut en une proportion préférée qui a aussi été stipulé Si l'an introduit l'additif en une quantité excessive, l'effet du film de silicate composite organique est réduit et les propriétés de la plaque d'acier à surface traitée-sont détériorées En outre la réaction

de réticulation progresse rapidement et la viscosité de-la solution de traite-

ment augmente, les résultats obtenus n'étant pas bons.

On pense que l'additif précité joue un r 8 le d'agent de réticulation

et réduit la quantité des groupes hydrophiles qui restent dans le film de sili-

cate composite organique pour accroître la densité de réticulation du film,

avec pour résultat une amélioration de la résistance à la corrosion du revête-

ment. On peut déposer le silicate composite organique de la meme façon que

le silicate de lithium, par des techniques traditionnelles telles que le revête-

ment par immersion, par pulvérisation, par ruissellement Qu à l'aide de rou-

leaux. On va maintenant décrire la couche déposée de zinc ou d'alliage de

zinc devant être formée sur la plaque d'acier de départ selon l'invention.

Le dépôt de z Inc ou d'un alliage de zinc peut se faire par une technique classique de galvanoplastie ou par immersion On ajoute à la solution pour le dépôt de zinc ou d'alliage de zinc au moins un élément choisi parmi Fe, Ni, Al, Co, Cr, Mo, W, Pb, et Sn L'exemple suivant, dans lequel toutes les proportions sont en poids sauf stipulation contraire, sert à illustrer l'invention sans aucunement en

limiter la portée.

EXEMPLE

On synthétise d'abord un silicate composite acrylique et un silicate

composite époxy selon les techniques suivantes.

(A) Synthèse du silicate composite acrylique: Dans un ballon têtracol ayant une capacité de 1 litre et muni d'un thermomètre, d'un agitateur, d'un refroidisseur et d'une ampoule à robinet,

on charge 180 parties d'alcool isopropylique et on remplace l'atmosphère inté-

rieure par de l'azote pendant qu'on règle la température interne du ballon à

environ 85 C On introduit ensuite goutte à goutte dans cette charge à l'in-

térieur du ballon, en 2 heures environ, un mélange de monomères comprenant parties d'acrylate d'éthyle, 68 de méthacrylate de méthyle, 15 parties de styrène, 15 parties de N-n-butoxyméthylacrylamide, 38 parties d'acrylate de

2-hydroxyéthyle et 24 parties d'acide acrylique, simultanément avec un cataly-

seur constitué de 6 parties de 2,2 '-azobis( 2,4-diméthylvaléronitrile) Après l'achèvement de cette addition goutte à goutte, on poursuit la réaction pendant heures à la même température pour obtenir une solution de résine transparente et incolore contenant 63 % de matières solides et ayant un indice d'acide de 67 On ajoute ensuite 45 parties d'une solution aqueuse à 38 % d'ammoniac à 500 parties de la solution ainsi obtenue de résine de copolymére acrylique,

on ajoute de l'eau au mélange et on agite suffisamment pour obtenir une dis-

persion aqueuse d'un copolymère acrylique ayant une teneur en matières solides

de 20 % en un p H de 9,5 On charge dans un ballon 300 parties de cette disper-

sion aqueuse et on ajoute une quantité prédéterminée de silice colloïdale (produit "Snowtex N" de Nissan Kagaku Kogyo K K), à température ambiante et sous agitation suffisante Ensuite on introduit goutte à goutte dans la charge,

sous agitation, 1 partie de '-méthacryloxypropyltriméthoxysilane (marque dé-

posée "KBM 503 " de Shinetsu Kagaky Kogyo K K) et on chauffe le mélange à 85 C, onlemaintient à cette température pendant 2 heures pour effectuer la réaction

et on obtient ainsi un silicate composite acrylique d'un blanc laiteux dis-

persable dans l'eau, contenant 20 % de matières solides, et contenant 40 %

de silicate (exprimés en matières solides).

(B) Synthèse du silicate composite époxy.

Dans un ballon on charge 62 parties de résine époxy du type bisphé-

nol A ayant un équivalent époxy de-950 (marque déposée "Epikote 1004 " de Shell Chemical Co), 19 parties d'huile de lin, 19 parties d'huile d'abrasin et 3 parties de xylène, puis on chauffe progressivement le mélange à 240 C avec

13 circulation d'azote et on soumet au reflux pendant 2 heures à cette température.

On refroidit le mélange de réaction et on abaisse la température à 70 C, on ajoute 40 partiesd'éther monoéthylique d'éthylène-glycol et on obtient ainsi une solution de résine époxy modifiée par un acide gras, ayant une teneur en matières solides d'environ 70 %, un indice d'acide d'environ 54 et un équivalent de groupe hydroxylique d'environ 520 Par le même procédé que celui qui a été décrit au sujet du silicate composite acrylique (A), on obtient mun silicate composite époxy en utilisant la résine époxy ainsi préparéel On traite une plaque d'acier revêtue de zinc par voie galvanique (quantité déposée sur une face: 20 g/m 2) et une plaque d'acier revêtue (par immersion) d'un alliage de zinc (quantité déposée sur une face 60 g/m) en

utilisant les solutions de traitement par le silicate composite organique pré-

parées dans (A) et (B)ci-dessus et en mettant en oeuvre le procédé de traite-

ment ci-après pqur obtenir des plaques échantillons dont il est question dans les tableaux I et II On utilise dans un but de comparaison des plaques d'acier traitées en dehors du cadre de l'invention, c'est-à-dire traitées au phosphate

ou traitées au chromate.

Procédé de traitement Plaque d'acier revêtue de zinc par voie galvanique ou revêthe par immersion avec un alliage de zinc Nettoyage de la-surface (dégraissage alcalin) Application d'une couche de silicate de lithium (concentration de g/t, température ambiante, revêtement par rouleaux) Séchage par-air chaud Lavage à l'eau chaude ( 60 C) Revêtement par un silicate composite organique (concentration de g/t, température ambiante, revêtement aux rouleaux)

Séchage par l'air chaud.

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Les plaques échantillons ainsi préparées par le procédé indiqué et les plaques comparatives apparaissent dans les tableaux I et II et les résultats des tests effectués sur les plaques apparaissent dans les tableaux

III et IV.

A l'examen des résultats des tests qui apparaissent dans les tableaux III et IV, on verra immédiatement que la plaque d'acier à surface traitée selon l'invention est bien meilleure que la plaque classique traitée au phosphate ou au chromate et qu'elle présente des propriétés et des

capacités bien équilibrées.

TABLEAU I

Plaques selon l'invention préparées à partir revêtue de zinc par galvanoplastie (quantité sur chaque face) et plaques de expressions soulignés indiquent

du cadre de l'invention).

d'une plaque d'a 5 ier déposée: 20 g/m comparaison (les chiffres et des caractéristiques en dehors Film de silicate de lithium Type Quantité 2 déposée (g/m) Li 20 ' 7 55 i O 2 il I Il Li 2 O'4 155 i O 2 Li 2 O' 3 t 55 i O 2 Li 20 ' 4155 i C 2

L i 20 'O 0,Si C 2-

0,005 fi Ot 2 n n t H Li 20 ' 7 5 Si O 2 '0 0005

_ __

w 0, 2 " 2,0 Li 2 007, 5 Si O 2 Or 2 Li 20 L, O Si O 2 O; 2 Silice colloïdale " Film de silicate composite organique Type

A + B 1)

le m Ie W A+ B a m N A+B m Quantité 2 déposée (g/m) 2,0 N 0 05 2 r O a le a Or 05 L O 2,0 " a Traitée au phosphate (avec Traitée au chromate obturation par le chrome) Produits classiques Note: A+B: Solution de traitement comprenant 60 parties (exprimées en matières solides) du silicate composite acrylique et 40 parties (exprimées

en matières solides) du silicate composite époxy.

A: Solution de traitement comprenant 100 parties (exprimées en matières

solides) du silicate composite acrylique.

lu (D M - (D (D s: e <o O 1 m- 1) D sue r- o o O w. (D e o n N

TABLEAU II

Plaques selon l'invention préparées à partir d'une plaque d'acier revêtue de zinc par immersion (quantité déposée: 60 g/m sur chaque face) et plaques de comparaison (les chiffres et expressions soulignés indiquent des caractéristiques en dehors du cadre de l'invention). I Film de silicate de | Film de silicate composite 1 lithium organique NO Quantité: Quantit' Type d 2 pase N E m Type déposée (g/m) 1 Li 2 O-7,5 Si O 2 0005 A + B 1) 2 O

2 ' " "

3 a 31 y 0,2 "

3 ' "I O I 0," 5

4 ' " "Oy Li 20 3, 5 Si O 2 " 2 O 6 ' Li 20 04 p 5 Si O 2 " çt 7 ' Li 20 O'10 O Si O 2

8 92) A 2

-.-,--.

la F- m CO (D o E 9 o w FI n n H. ' 11 ' 12 ' 13 ' 14 ' ' 16 ' Li 20-7 55 i O 2 t I *g 0,0 o 005

À 2 _ O

0,2 il Li 2 O* 7,55 i O 2 Li 20 l, O Si O 2 0,2 Silice colloïdale " A.+ B If t A+B il I 0 05 O 2 z O il ll U I Traitée au phosphate (avec Traitée au chromate obturation par le chrome) Produits celassiques Note: A+B: Solution de traitement comprenant 60 parties (exprimées en matières solides) du silicate composite acrylique et 40 parties (exprimées

en matières solides) du silicate composite époxy.

A: Solution de traitement comprenant 100 parties (exprimées en matière

solides) du silicate composite acrylique.

17 '

TABLEAU MI

Résultats des tests sur les plaques préparées â partir d'une plaque d'acier revêtue de zinc par

galvanoplastie et sur lesplaques de comparaison.

Résistance à la corro Résistance à la corro Adhérence primaire Résistance à l'eau Osr sion primaire ( 1) jsion secondaire ( 2) ________ __ 4 __ Obtsons N-________ j Test deTest Erichse 48 H 240 H (SST 240 H) découpage de dcuae 3 i 10 mn 48 H240 H en réseauen resaue mn 10 mn rC O

H 3

n 5 col Oo A-0 6 Q-c O A O C C 7 (D x O

8 Q O CO

la O. M n z, il A x A A A Q o) x x A x x A c x x x x x x x x x x x x A x x x x x A A A A Q x o Q) x x Q x Q o A 0 O x x A Co o O CI A A x x x x Co o A I _ L_ _ _ _ I 1 i

Note (A) Soudure par points impossible, (B) Produit classique.

(A)

(B) >

H ro ra -qb o 1 w> J

TABLEAU IV

Résultats des tests sur les plaques selon l'invention obtenues à partir d'une plaque d'acier revêtue de zinc par immersion et sur les plaques de comparaison __________ __________

Résistance à la corro-

sion pri maire ( 1) Résistance à la corrof Adhérence primaire sion secondaire ( 2) ( 3) ____

I(SST 240 H)

Test de découpage en réseau o O o o o o o O O A O) 5 A O O Test Erichser de découpage en réseau o o) o o o C) o) o o A o o c Co x o o) Résistance à l'eau (un min. o O o O o o x x A o O- min. o O o A-0 o o O O A A x x x x A

Obser-

vations (A) (B)

Note (A) Soudure Par points impossible, (B) Produit classique.

H- ro. Ln H O ce a HI CD Cao Na 1 ' 4 ' P 6 ' 7 " 240 H x -'L A A AI IL A A A 1-o 0 O o o 48 H 1 O O o D-O O O o D-0 o-o o-O o o o-o A O-cg A, A A o

I I

1-' CD ta Ci. (D o n Pl Co Ca i 1 i i a " 12 ' , 16 ', 17 ' x A-O x o O xx x c x A A x A A A O i i f i

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NOTA: ( 1) Résistance à la corrosion primaire On soumet la plaque d'acier à surface traitée non revêtue au test de pulvérisation saline pendant 24 heures et 240 heurej selon le procédé JIS-Z-2371 et on mesure la surface sur laquelle apparat la rouille blanche, puis on estime la résistance à la corrosion conformément à l'échelle suivante: Estimation Surface sur laquelle apparaît la rouille blanche O non

QO 1 10 %

A 11 25 %

)f 26 50 % X X plus de 50 % ou rouille rouge ( 2) Résistance à la corrosion secondaire (résistance à la corrosion de

revêtement).

On applique une peinture du type mélamine-alkyde (cuite à 14 o O C pen-

dant 20 minutes, épaisseur de la pellicule 30 microns, dureté au crayon de H à 2 H) et on effectue des coupes transversales de ce revêtement, puis on exécute le test de pulvérisation saline pendant 240 heures selon JIS Z-2371 On laisse l'échantillon au repos à température ambiante pendant 12 heures environ et on

applique un ruban adhésif de "Cellophane" sur le revêtement découpé transversale-

ment La bande adhésive est instantanément arrachée et on calcule la largeur moyenne de la zone arrachée (mm) sur un côté selon la formule suivante: Largeur moyenne de la zone arrachée = Largeur moyenne de la zone arrachée (mm) (mm) sur un côté sur la partie coupée transversalement Estimation de la largeur moyenne Largeur moyenne de la zone d'arrachage de la zone arrachée sur un coté t O O 0,5 mm O 0,6 1,0 mm 1,1 2,0 mm 2,1 3,0 mm XX X 3,1 mm ou plus ( 3) Adhérence primaire (adhérence de la peinture) On applique la peinture définie ci-dessus et on effectue le test

d'adhérence et le test Erichsen, sur coupe carrée, et on examine les endommage-

ments des surfaces enduites: Test d'adhérence sur une coupe carrée: On pratique onze coupes linéaires avec des intervalles de 1 mm soit dans le sens longitudinal soit dans le sens latéral pour ainsi obtenir 100 couper carrées et on applique une bande adhésive en"Cellophane" sur la surface enduite

et coupée et on constate que l'arraehage est immédiat.

Test Erichsen sur une coupe carrée: On forme des coupes carrées comme indiqué plus haut et on extrude l'échantillon à l'aide d'une extrudeuse Erichsen, après quoi on applique une

bande adhésive en "Cellophane" et on constate que l'arrachage est immédiat.

Pour estimer les résultats du test sur coupe carrée et du test Erichsen sur coupe earrée, on utilise l'échelle suivante: Estimation Endommagements de la surface du revêtement t Pas de changement Q Léger déceollage du revêtement Un certain décollage de revêtement X Décollage du revêtement X X Décollage de la majeurpartie de revêtement ( 4) Résistance à l'eau bouillante On applique la peinture définie ci-dessus et on plonge la plaque revêtue dans l'eau tbouillante pendant une durée préd 6 terminée ( 30 minutes ou

180 minutes) et on contrôle la formation de boursouflures.

Estimation Formation de boursouflures à la surface du revêtement Pas de boursouflures 2 Quelques (plusieurs) boursouflures -Des boursouflures Boursouflures considérables

X X Grosses boursouflures sur toute la surface du revêtement.

Claims

REVENDICATIONS

1 Plaque d'acier à surface traitée et à couches multiples, caractérisée en ce qu'elle comprend une couche déposée renfermant du zinc, une couche constituée par un film de silicate de lithium formée sur ladite couche déposée et une couche constituée par un film de silicate composite organique composée de silice colloïdale et d'une résine organique, cette dernière couche étant

formée sur la couche constituée par le film de silicate de lithium.

2 Plaque selon la revendication 1, caractérisée en ce que la couche

déposée contenant du zinc est une couche de zinc.

3 Plaque selon la revendication 1, caractérisée en ce que la couche

déposée contenant du zinc est une couche d'alliage de zinc.

4 Plaque selon la revendication 1, caractérisée en ce que la couche constituée par le film de silicate de lithium est déposée sur une face à raison de 0,001 à 1 g/m 2 et en ce que la couche constituée par le film de silicate composite organique est déposée sur une face à raison de 0,1 à 4,0 g/m 5 Plaque selon la revendication 1, caractérisée en ce que la couche constituée par le film de silicate de lithium est déposée sur une face a raison de 0,01 à 0,5 g/m 6 Plaque selon la revendication 1 ou 5, caractérisée en ce que la couche constituée par le film de silicate composite organique est déposée sur une face à raison de 0,5 à 3,0 g/m 7 Plaque selon la revendication 1 ou 4, caractérisée en ce que dans la couche constituée par le film de silicate de lithium (Li 2 O n Si O 2), le

rapport molaire N est 2-20.

8 Plaque selon la revendication 1, caractérisée en ce que la résine

organique dans la couche constituée par le film de silicate composite orga-

nique est choisie parmi les copolymères acryliques, les résine alkydes, les résines époxy, les résines de polybutadiène modifiées par un monoacide ou

un polyacide gras, les résines de polyamines et les résines des acides poly-

carboxyliques, ces copolymères et résines contenant des groupes hydrophiles tels que des groupes hydroxyle, carboxyle et amino dans la molécule, ainsi

que les mélanges et les condensats d'addition d'au moins deux desdits copo-

lyméres et résines.

9 Procédé de préparation de plaques d'acier à surface traitée et à couches multiples, caractérisé en ce qu'il consiste à former une couche déposée contenant du zinc à la surface d'une plaque d'acier, à appliquer une solution aqueuse de silicate de lithium ayant une concentration de 0, 1 à 500 g/litre, exprimée en Si O 2, à une température de solution de O à 700 C, sur la couche

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déposée contenant du zinc, à sécher le revêtement ainsi formé par de l'air chaud, à soumettre le revêtement séché à un lavage à l'eau ou à un décapage pour former une couche constituée par un film de silicate de lithium et à appliquer sur la couche constituée par le film de silicate de lithium, une solution de traitement de silicate composite organique qui comprend de la silice colloïdale, une résine organique et un composé de silane, le rapport pondéral de la silice colloïdale à la résine organique étant de 5:95 à :5 et la quantité du composé de silane étant de 0,5 à 15 % en poids par rapport au poids total des matières solides de la silice colloïdale et de la résine organique, pour ainsi former un film de silicate composite organique. Procédé selon la revendication 9, caractérisé en ce que la concentration de la solution aqueuse de silicate de lithium est de 5 à 200 g/litre, exprimée en Si O et en ce que la température de la solution est de 20 à

500 C.

11 Procédé selon la revendication 9 ou 10, caractérisé en ce que dans la solution de traitement de silicate composite organique, le rapport pondéral

de la silice colloïdale à la résine organique est de 20:80 a 50:50.

12 Procédé selon la revendication 9 ou 10, caractérisé en ce qu'on incorpore dans la solution de traitement de silicate composite organique, un alcoolate un oxyacide de vanadium ou un sel decelui-ci en une quantité ne dépassant pas 14 % en poids, de préférence de 0,2 à 8 % en poids, par rapport au poids total des matières solides de la silice colloïdale et de la

résine organique.