LU92802B1 - Sol-gel formulations enhancing corrosion resistance and lubrication properties of pressure equipment - Google Patents

Sol-gel formulations enhancing corrosion resistance and lubrication properties of pressure equipment Download PDF

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Caroline Sperandio
Jean-Claude Schmitz
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Claims (35)

1. Formulation sol-gel ayant des propriétés de résistance à la corrosion et de lubrification adaptée pour des revêtements, comprenant au moins a. un dérivé de titane, b. un premier dérivé à base de silicium, c. un dérivé de type organique, et d. un second dérivé à base de silicium qui est différent dudit premier dérivé à base de silicium, caractérisée en ce que ladite formulation comprend en outre e. un troisième dérivé à base de silicium, qui est différent desdits premier et second dérivés à base de silicium.
2. Formulation sol-gel selon la revendication 1, caractérisée en ce qu’un de ce qui suit ou une combinaison quelconque de ce qui suit est vrai: ledit dérivé de titane est l'isopropoxyde de titane, ledit premier dérivé à base de silicium est le méthacrylate du 3-triméthoxysilyle de propyle, ledit dérivé organique est le méthacrylate de méthyle, ledit second dérivé à base de silicium est un dérivé orthosilicate, et ledit troisième dérivé à base de silicium est un silane dipodal.
3. Formulation sol-gel selon la revendication 2, caractérisée en ce que la concentration molaire de l'isopropoxyde de titane est comprise entre 0,20 M et 0,80 M, de préférence entre 0,30 M et 0,70 M, plus préférentiellement entre 0,40 M et 0,60 M et encore plus préférentiellement entre 0,45 M et 0,55 M.
4. Formulation sol-gel selon la revendication 2, caractérisée en ce que la concentration molaire du méthacrylate du 3-triméthoxysilyle de propyle est comprise entre 0,10 M et 1,20 M, de préférence soit entre 0,10 M et 0,50 M ou entre 0,80 M et 1,20 M, plus préférentiellement soit entre 0,20 M et 0,40 M ou entre 0.90M et 1.10M, encore plus préférentiellement soit entre 0,25 M et 0,35 M ou entre 0,95 M et 1,05 M.
5. Formulation sol-gel selon la revendication 2, caractérisée en ce que la concentration molaire du méthacrylate de méthyle est comprise entre 0,01 M et 1,20 M, de préférence soit entre 0,01 M et 0,19 M ou entre 0,80 M et 1,20 M, et plus préférentiellement entre 0,05 M et 0,15 M ou entre 0.90 M et 1.10 M, encore plus préférentiellement soit entre 0,07 M et 0,13 M ou entre 0,95 M et 1,05 M.
6. Formulation sol-gel selon la revendication 2, caractérisée en ce que la concentration molaire du dérivé orthosilicate est comprise entre 0,20 M et 0,55 M, de préférence entre 0,22 M et 0,28 M ou entre 0,27 M et 0,33 M ou entre 0,45 M et 0,55 M, plus préférentiellement soit entre 0,23 M et 0,27 M ou entre 0,28 M et 0,32 M ou entre 0,48 M et 0.52 M, encore plus préférentiellement soit entre 0,24 M et 0,26 M ou entre 0,29 M et 0.31 M ou entre 0,49 M et 0,51 M.
7. Formulation sol-gel selon les revendications 2 ou 6, caractérisée en ce que ledit dérivé orthosilicate est l'orthosilicate de tétraéthyle ou l'orthosilicate de tétraméthyle, préférentiellement l'orthosilicate de tétraméthyle.
8. Formulation sol-gel selon la revendication 2, caractérisée en ce que la concentration molaire du silane dipodal est comprise entre 0,10 M et 0,60 M, de préférence soit entre 0,10 M et 0,30 M et 0,40 M ou entre 0,40 M et 0,60 M, plus préférentiellement encore entre soit 0,15 M et 0,28 M ou entre 0,45 M et 0,55 M.
9. Formulation sol-gel selon les revendications 2 ou 8, caractérisée en ce que ledit silane dipodal est le 1,2-bis-triéthoxysilyle éthane.
10. Formulation sol-gel selon l'une quelconque des revendications 1 à 9, caractérisée en ce que ladite formulation comprend en outre un inhibiteur de corrosion, de préférence le 2-mercaptobenzothiazole.
11. Formulation sol-gel selon la revendication 10, caractérisée en ce que la concentration du 2-mercaptobenzothiazole est comprise entre 0,1 mg.ml"1 et 0,3 mg.ml"1, préférentiellement entre 0,15 mg.ml'1 et 0,25 mg.ml'1.
12. Formulation sol-gel selon l'une quelconque des revendications 10 à 11, caractérisée en ce que ledit inhibiteur de corrosion est compris dans une vésicule organique, de préférence en polyéthylène-imine.
13. Formulation sol-gel selon la revendication 12, caractérisée en ce que la concentration de polyéthylène-imine est comprise entre 0,5 mg.ml'1 et 1,5 mg.ml"1.
14. Formulation sol-gel selon l'une quelconque des revendications 1 à 13, caractérisée en ce que ladite formulation comprend en outre un lubrifiant solide, de préférence le disulfure de tungstène.
15. Formulation sol-gel selon la revendication 14, caractérisée en ce que la concentration en poids de lubrifiant solide est comprise entre 0,05% et 0,15%.
16. Formulation sol-gel selon l'une quelconque des revendications 1 à 15, caractérisée en ce que ladite formulation comprend en outre un silane hydrophobe.
17. Formulation sol-gel selon la revendication 16, caractérisée en ce que ledit silane hydrophobe est choisi parmi un silane fluoré, ledit fluorosilane étant de préférence une cétone perfluoroalkylsulfonyle de silane.
18. Formulation sol-gel selon l'une quelconque des revendications 16 à 17, caractérisée en ce que la concentration en poids dudit silane hydrophobe est comprise entre 0,5% et 1,5%.
19. Formulation sol-gel selon l'une quelconque des revendications 1 à 18, caractérisée en ce que ladite formulation comprend en outre un quatrième dérivé à base de silicium, qui est différent desdits premier, second et troisième dérivés à base de silicium.
20. Formulation sol-gel selon la revendication 19, caractérisée en ce que ledit quatrième dérivé à base de silicium est le méthyle diéthoxysilane 3-glycidoxypropyle.
21. Formulation sol-gel selon la revendication 20, caractérisée en ce que la concentration molaire du méthyle diéthoxysilane 3-glycidoxypropyle est comprise entre 0,40 M et 1,00 M, de préférence entre 0,50 M et 0,90 M, plus préférentiellement entre 0,60 M et 0,80 M, encore plus préférentiellement entre 0,65 M et 0,75 M.
22. Formulation sol-gel selon l'une quelconque des revendications 1 à 21, caractérisée en ce que ladite formulation comprend en outre le diéthylène triamine, de préférence à une concentration comprise entre 3 mg.mF1 et 7 mg.ml1, plus préférentiellement à une concentration comprise entre 4 mg.ml'1 et 6 mg.ml'1.
23. Formulation sol-gel selon l'une quelconque des revendications 1 à 22, caractérisée en ce que ladite formulation comprend en outre un agent tensioactif, de préférence le montmorillonite.
24. Formulation sol-gel selon la revendication 23, caractérisée en ce que la concentration en poids de l'agent tensioactif est comprise entre 0,05% et 0,15%.
25. Formulation sol-gel selon l'une quelconque des revendications 1 à 24, caractérisée en ce que ladite formulation sol-gel est en outre adaptée pour revêtir un alliage.
26. Formulation sol-gel selon la revendication 25, caractérisée en ce que ledit alliage est choisi dans le groupe constitué des alliages ferreux, des alliages d'acier, des alliages d'acier inoxydable, des alliages d'acier inoxydable 316L, des alliages de nickel, des alliages de cuivre, des alliages de laiton, des alliages de bronze ou des alliages d'aluminium, de préférence des alliages d'acier inoxydable 316L, des alliages de laiton ou des alliages d'aluminium, plus préférentiellement des alliages d'acier inoxydable 316L.
27. Formulation sol-gel selon l'une quelconque des revendications 25 à 26, caractérisée en ce que ledit alliage forme un raccord à compression à double bague.
28. Procédé de revêtement d'un alliage avec une formulation sol-gel ayant des propriétés de résistance à la corrosion et de lubrification, ledit procédé comprenant les étapes suivantes a. déposition d'une formulation sol-gel sur ledit alliage, et b. polymérisation de ladite formulation sol-gel sur ledit alliage ledit procédé est caractérisé en outre en ce que ladite formulation sol-gel est conforme à l'une quelconque des revendications 1 à 27.
29. Procédé de revêtement d'un alliage, selon la revendication 28, caractérisé en ce que ladite étape de dépôt de ladite formulation sol-gel est une étape de trempage ou une étape de pulvérisation sur lesdits alliages.
30. Procédé de revêtement d'un alliage selon l'une quelconque des revendications 28 à 29, caractérisé en ce que ladite formulation sol-gel est dissoute dans l'éthanol.
31. Procédé de revêtement d'un alliage, selon la revendication 30, caractérisé en ce que la concentration en éthanol est comprise entre 5 M et 45 M, de préférence soit entre 5 M et 15 M ou entre 25M et 45M, et plus préférentiellement entre soit 8M et 12M ou entre 30M et 40M.
32. Procédé de revêtement d'un alliage selon l'une quelconque des revendications 28 à 31, caractérisé en ce que ladite étape de polymérisation est effectuée par réticulation aux ultraviolets ou par durcissement thermique, de préférence par réticulation aux ultraviolets.
33. Procédé de revêtement d’un alliage, selon la revendication 32, caractérisé en ce que ladite réticulation aux ultraviolets est effectuée pendant dix minutes avec une lumière ultraviolette de puissance de 50 W/m2 ou 250 W/m2, de préférence avec lumière ultraviolette de puissance de 250 W/m2.
34. Procédé de revêtement d'un alliage selon l’une quelconque des revendications 28 à 33, caractérisé en ce que ledit alliage est choisi dans le groupe constitué des alliages ferreux, des alliages d'acier, des alliages d'acier inoxydable, des alliages d'acier inoxydable 316L, des alliages de nickel, des alliages de cuivre, des alliages de laiton, des alliages de bronze ou des alliages d'aluminium, de préférence des alliages d'acier inoxydable 316L, des alliages de cuivre ou des alliages d'aluminium, plus préférentiellement des alliages d'acier inoxydable 316L.
35. Procédé de revêtement d'un alliage selon l'une quelconque des revendications 28 à 34, caractérisé en ce que ledit alliage est constitué d'un raccord à compression à double bague, ledit raccord à compression à double bague comprenant un écrou (1), une bague arrière (2 ), une bague avant (3) et un corps fileté (4).
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