WO1999003598A1 - Coating and anti-corrosive coating based on epoxy paints - Google Patents
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- C09D163/00—Coating compositions based on epoxy resins; Coating compositions based on derivatives of epoxy resins
Definitions
- the subject of the invention is a coating for the anticorrosion protection of a metallic structure, comprising a primary layer of epoxy paint and a so-called secondary layer of modified epoxy paint.
- It also relates to a method for anticorrosive coating of a metal structure, as well as the use of a modified epoxy paint to constitute an anticorrosion coating of a metal structure.
- a modified epoxy paint comprising an epoxy resin and a functionalized thermoplastic polyolefin polymer comprising reaction groups containing labile hydrogens capable of reacting with the glycidyl ether groups of said epoxy resin.
- the term “metallic structure” is intended to mean, in particular steel or cast iron tubes and pipes, their accessories (fittings, tees, elbows, valves, etc.), tanks (of gas, of fuel, etc. .) in particular those intended to be buried or immersed.
- Such metallic structures are used worldwide for the transport or storage of petroleum, petroleum products, gas or water.
- the metal structures must be protected against corrosion on the one hand and mechanical stress on the other, in order to guarantee the management of safety in use over a long period.
- the external coating of these metal structures must therefore offer resistance to wear and tear, cathodic detachment, when cathodic protection is applied, and it must prevent damage related to transport and installation.
- a two-layer system comprising a base layer, or primary layer, in powder form based on epoxy resin, applied directly to the metal substrate, and a polyolefinic powder composed a mixture of thermoplastic adhesive and a polyolefin to harden it.
- a base layer or primary layer
- a polyolefinic powder composed a mixture of thermoplastic adhesive and a polyolefin to harden it.
- the object of the present invention is to provide a coating comprising at least one primary layer and one secondary layer capable of effectively protecting against corrosion of metallic structures, in particular buried or submerged, whatever their shapes.
- the coating is obtained by applying to the metal structure a first base layer of epoxy powder, - which will be referred to as a primary layer, and an overcoat of modified epoxy powder, called a secondary layer, or layer mechanical protection.
- the secondary layer comprises an epoxy resin and its hardener, a functionalized polyolefin polymer, crosslinking agents, catalysts, pigments and fillers, as well as additives.
- the coating system according to the invention is therefore entirely applied by dusting, so that it can be used on all forms of metal structures.
- the primary layer of epoxy powder keeps all the properties of thermosetting epoxy polymers (excellent adhesion to metal), which results in very good resistance to cathodic delamination.
- the secondary layer in epoxy powder object of the invention it is modified with a thermoplastic resin of the functional polyolefin type, which makes it possible to combine the excellent impact resistance provided by the flexibility of these linear macromoiecules and the great resistance to penetration under load of polymers epoxy thermosets. This polyolefin type resin does not behave.
- the anticorrosion protection system according to the invention most generally comprises only the two primary and secondary layers, the performance obtained meeting all the requirements of the technique. It is however possible, without departing from the scope of the invention, to deposit other layers on the bilayer system, primary-secondary, according to the invention.
- the epoxy powder paint used to form the primer, or base coat can be of the type known for this kind of application.
- the suitable epoxy resins have an equivalent epoxy weight of between 300 and 4000, preferably between 600 and 2000. They are, for example, epoxy resins of the diglycidyl ether type of bisphenol A (DGEBA) which have a functionality of approximately 2. Epoxidized novolak resins can also be used, with their functionality greater than 2. These epoxy resins are also used for cutting.
- DGEBA diglycidyl ether type of bisphenol A
- Epoxidized novolak resins can also be used, with their functionality greater than 2. These epoxy resins are also used for cutting.
- Such epoxy resins are commercially available under the designation DER 664 U or DER 642 U or DER 672 U (manufacturer: DOW CHEMIC7 ⁇ L) or EPIKOTE 3003, 3004 and 2014 (manufacturer: SHELL CHIMIE).
- cross-linking agents of the multifunctional polymeric type containing groups with labile hydrogens are suitable.
- phenolic resins resins based on Bisphenol A or Bisphenol F and their derivatives, dicyandiamides, imidazole and imidazoline derivatives, carboxylic acids and acid anhydrides, aromatic amines, their adducts, alone or in combination.
- Their concentration will generally vary depending on the case from 5 to 35 parts per hundred parts of epoxy resin.
- Reaction catalysts can also be used to accelerate curing. They are generally already contained in commercially available hardeners such as DEH 82 or EPIKURE DX 171 or XB 3082 (manufacturer: DOW CHEMICAL, SHELL CHIMIE, CIBA) or even CASAMID 710 or EPIKURE 108 FF (manufacturers: SWAN and SHELL CHIMIE) .
- hardeners such as DEH 82 or EPIKURE DX 171 or XB 3082 (manufacturer: DOW CHEMICAL, SHELL CHIMIE, CIBA) or even CASAMID 710 or EPIKURE 108 FF (manufacturers: SWAN and SHELL CHIMIE) .
- the paint intended to constitute the primer may also contain well-known ingredients such as inert mineral fillers of the barium sulfate type, and fillers based on silica, on silicates, such as, for example, talc, kaolin, magnesium, aluminum silicate, mica and the like, inorganic or organic pigments, spreading agents such as liquid polyacrylates, anticorrosion and degassing pigments, such as, for example, benzoin.
- inert mineral fillers of the barium sulfate type fillers based on silica, on silicates, such as, for example, talc, kaolin, magnesium, aluminum silicate, mica and the like, inorganic or organic pigments, spreading agents such as liquid polyacrylates, anticorrosion and degassing pigments, such as, for example, benzoin.
- the primary layer thus obtained is particularly suitable for receiving the secondary layer which characterizes the invention.
- the secondary layer is obtained using a powder paint based on the same ingredients as those mentioned for the paint intended for the constitution of the primary layer, but it is modified with a functionalized thermoplastic polyolefin polymer, this functionalization being in particular obtained thanks to reaction groups containing labile hydrogens which can react with the glycidyl ether groups of the epoxy resin.
- reaction groups can be added to the polyolefin chain by copolymerization or by grafting. These are, for example, carboxylic acids, their anhydrides or their esters.
- the ethylene terpoly esters / acrylic ester / maleic anhydride, or the ethylene copolymers / esters of acrylic or methacrylic acids are used.
- Products of this type are commercially available, in particular under the name LOTADER 3200 P3 or 3300, or OREVAC PPC or PPT (manufacturer: ATOCHEM) or LUCALEN A 2910 or
- specific catalysts can be used, such as for example tertiary amines or derivatives of imidazole or of imidazoline, or organometallic salts.
- the modified epoxy paint used for constituting the secondary layer of the coating according to the invention comprises from 40 to 90%, preferably from 50 to 85%, and even more preferably from 70 to 80% by weight of epoxy resin with its hardener, and from 10 to 60%, preferably from 15 to 45%, and even more preferably from 20 to 30% by weight of functionalized thermoplastic polyolefin polymer.
- the anticorrosion coating in accordance with the invention therefore comprises a primary layer of epoxy paint applied to the metal structure and a secondary layer of modified epoxy paint applied to said primary layer, the modified epoxy paint comprising an epoxy resin and a functionalized thermoplastic polyolefin polymer capable of reacting with the epoxy resin, the functionalized thermoplastic polyolefin polymer more generally comprising reaction groups containing labile hydrogens capable of reacting with the glycidyl ether groups of the epoxy resin.
- the invention also relates to a method for anticorrosive coating of a metal structure, this method being characterized by the fact:
- modified epoxy paint comprising an epoxy resin and a functionalized thermoplastic polyolefin polymer capable of reacting with the epoxy resin.
- the primary layer and the secondary powder layer are applied with a "powder lance" gun, or electrostatic, or triboelectrostatic, on the metal surface to be protected.
- a "powder lance" gun or electrostatic, or triboelectrostatic
- the surface of the metal structure is prepared by removing it in the usual way from rust, grease, oils, dust, then pickled by blasting with abrasive to obtain a minimum surface cleanliness equivalent to the Sa 2 standard. , 5 according to ISO 8501-1, and a surface roughness between 40 microns and 100 microns, preferably between 60 and 80 microns.
- a chemical pretreatment is also carried out, such as for example chromating and / or phosphating.
- the metal surface thus prepared is then preheated to a temperature between 160 ° C and 250 ° C, preferably between 210 ° C and 230 ° C.
- the primer, or base layer is then applied to this hot surface according to conventional powder coating spraying methods, in order to obtain a thickness which can vary from 200 microns to 700 microns, preferably from 400 to 500 microns.
- the secondary layer is then applied to the primary layer according to the usual methods of spraying powder coating, to obtain a thickness of between 300 and 1500 microns , preferably between 500 and 600 microns.
- Post-cooking can then be carried out by any means capable of providing calories, such as for example radiant panels, baking at a temperature between 180 ° C and 250 ° C, preferably between 210 ° C and 230 ° C, for a time between 1 and 15 minutes, preferably 3 and 5 minutes.
- a thickness of 400 microns is noted for the primary layer and 600 microns for the secondary layer.
- the application conditions were 220 ° C. with a time between layers of 15 seconds, the post curing was carried out in an oven for 5 minutes at 220 ° C.
- the performances of the coating thus obtained are as follows: a) cathodic detachment according to NFA 49712 28 days at 20 ° C; result: 3 millimeters. b) resistance to penetration under load by punching according to NFA 49712; result: 0 micron (not measurable) c) impact resistance according to NFA 49712; result:> 20 J (10 mm thick steel plate). d) resistance to salt spray according to NFX 41002; result: 3000 hours without rusting or hulling. e) adhesion according to ISO 4624; result: more than 20 MPa.
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Abstract
L'invention a pour objet un revêtement pour la protection anticorrosion d'une structure métallique, comprenant une couche primaire de peinture époxydique en poudre appliquée sur la structure métallique et une couche secondaire de peinture époxydique modifiée en poudre appliquée sur ladite couche primaire, la peinture époxydique modifiée en poudre comprenant une résine époxyde et un polymère polyoléfinique thermosplastique fonctionnalisé capable de réagir avec la résine époxyde.The subject of the invention is a coating for the anticorrosion protection of a metal structure, comprising a primary layer of powdered epoxy paint applied to the metal structure and a secondary layer of powdered modified epoxy paint applied to said primary layer, the paint powdered epoxy resin comprising an epoxy resin and a functionalized thermosplastic polyolefin polymer capable of reacting with the epoxy resin.
Description
Revêtement et procédé de revêtement anticorrosion à base de peintures époxydicrues Anticorrosive coating and coating method based on epoxy paints
L'invention a pour objet un revêtement pour la protection anticorrosion d'une structure métallique, comprenant une couche primaire de peinture époxydique et une couche dite secondaire de peinture époxydique modifiée.The subject of the invention is a coating for the anticorrosion protection of a metallic structure, comprising a primary layer of epoxy paint and a so-called secondary layer of modified epoxy paint.
Elle a également pour objet un procédé de revêtement anticorrosion d'une structure métallique, ainsi que l'utilisation d'une peinture époxydique modifiée pour constituer un revêtement anticorrosion d'une structure métallique .It also relates to a method for anticorrosive coating of a metal structure, as well as the use of a modified epoxy paint to constitute an anticorrosion coating of a metal structure.
Elle a enfin pour objet, à titre de produit industriel nouveau, une peinture époxydique modifiée comprenant une résine époxyde et un polymère polyoléfinique thermoplastique fonctionnalisé comportant des groupements réactionnels contenant des hydrogènes labiles capables de réagir avec les groupements glycidyléther de ladite résine époxyde. On entend par structure métallique, au sens de la présente invention, notamment les tubes et tuyaux en acier ou en fonte, leurs accessoires (raccords, tés, coudes, vannes...), les citernes (de gaz, de fuel,...) en particulier ceux destinés à être enterrés ou immergés. De telles structures métalliques sont utilisées dans le monde entier pour le transport ou le stockage du pétrole, des produits pétroliers, du gaz ou de l'eau.Finally, it relates to, as a new industrial product, a modified epoxy paint comprising an epoxy resin and a functionalized thermoplastic polyolefin polymer comprising reaction groups containing labile hydrogens capable of reacting with the glycidyl ether groups of said epoxy resin. For the purposes of the present invention, the term “metallic structure” is intended to mean, in particular steel or cast iron tubes and pipes, their accessories (fittings, tees, elbows, valves, etc.), tanks (of gas, of fuel, etc. .) in particular those intended to be buried or immersed. Such metallic structures are used worldwide for the transport or storage of petroleum, petroleum products, gas or water.
Les structures métalliques doivent être protégées contre d'une part la corrosion et d'autre part les contraintes mécaniques, afin de garantir sur une longue période la gestion de la sécurité d'utilisation.The metal structures must be protected against corrosion on the one hand and mechanical stress on the other, in order to guarantee the management of safety in use over a long period.
Le revêtement extérieur de ces structures métalliques doit donc offrir une résistance à l'usure, au poinçonnement, au décollement cathodique, lorsqu'une protection cathodique est appliquée, et il doit empêcher les dégradations liées au transport et à la pose.The external coating of these metal structures must therefore offer resistance to wear and tear, cathodic detachment, when cathodic protection is applied, and it must prevent damage related to transport and installation.
Pour le revêtement extérieur des structures métalliques, on connaît des systèmes monocouches à base de peinture époxyde réactive en poudre appliquée à une épaisseur de 400 um environ. Ces revêtements présentent cependant des inconvénients du fait qu'ils offrent une mauvaise résistance mécanique lors de chocs inopinés, qui sont inévitables lors du transport ou de la pose de ces structures métalliques. Lorsqu'ils sont appliqués en plus forte épaisseur (de 500 μm à 1000 μm) , ces systèmes monocouches restent fragiles mécaniquement du fait de l'extrême rigidité des revêtements ainsi obtenus. On connaît également un procédé en trois couches, consistant à appliquer une couche de fond, ou couche primaire, à base de résine époxyde sur le substrat métallique, puis un adhésif dur thermoplastique, et enfin un film de polyéthylène ou de polypropylène de plusieurs millimètres. Ce système est nettement supérieur au procédé en peinture poudre époxydique monocouche, puisqu' il combine les propriétés de cette dernière (excellente adhérence sur le métal) avec celle d'un film épais polyoléfinique thermoplastique (bonne résistance mécanique) . Les inconvénients de la mise en oeuvre par extrusion de la dernière couche polyoléfinique limite cependant l'utilisation de ce procédé au revêtement de structures métalliques de formes géométriques simples comme les tubes. Ce système est ainsi inutilisable sur des formes plus compliquées comme celles des accessoires ou des citernes.For the exterior coating of metal structures, monolayer systems are known based on reactive epoxy powder paint applied to a thickness of approximately 400 μm. However, these coatings have drawbacks because they offer poor mechanical resistance during unexpected shocks, which are inevitable during the transport or the laying of these metal structures. When applied in greater thickness (from 500 μm to 1000 μm), these monolayer systems remain fragile mechanically due to the extreme rigidity of the coatings thus obtained. A three-layer process is also known, consisting in applying a base layer, or primary layer, based on epoxy resin on the metal substrate, then a hard thermoplastic adhesive, and finally a polyethylene or polypropylene film of several millimeters. This system is clearly superior to the monolayer epoxy powder painting process, since it combines the properties of the latter (excellent adhesion to metal) with that of a thick polyolefinic thermoplastic film (good mechanical resistance). The drawbacks of using the last polyolefin layer by extrusion, however, limit the use of this process to coating metallic structures of simple geometric shapes such as tubes. This system is therefore unusable on more complicated forms such as those of accessories or tanks.
On connaît enfin, à l'heure actuelle, un système bicouche, comprenant une couche de fond, ou couche primaire, en poudre à base de résine époxyde, appliquée directement sur le substrat métallique, et une poudre polyoléfinique composée d'un mélange d'adhésif thermoplastique et d'une polyoléfine pour le durcir. Si l'utilisation de l'adhésif seul poudré permettrait un bon accrochage entre couches, sa composition, qui doit prendre en compte la filmification par fusion, le rend cependant trop mou pour une bonne résistance à la pénétration sous charge. Un coupage est alors nécessaire avec un polymère thermoplastique dur à base e--itv-e.autres de polyéthylène ou de polypropylène. Mais cette addition d'un polymère apolaire altère l'adhérence, ce qui se traduit par une très faible résistance au décollement cathodique et un pelage entre la couche de fond époxydique et la deuxième couche de finition en poudre polyoléfinique .Finally, at the present time, a two-layer system is known, comprising a base layer, or primary layer, in powder form based on epoxy resin, applied directly to the metal substrate, and a polyolefinic powder composed a mixture of thermoplastic adhesive and a polyolefin to harden it. If the use of powdered adhesive alone would allow good bonding between layers, its composition, which must take into account film-forming by fusion, however, makes it too soft for good resistance to penetration under load. Cutting is then necessary with a hard thermoplastic polymer based on e - itv-e. Other polyethylene or polypropylene. However, this addition of a nonpolar polymer alters the adhesion, which results in a very low resistance to cathodic delamination and a peeling between the epoxy primer layer and the second finishing layer in polyolefin powder.
La présente invention a pour objet de fournir un revêtement comportant au moins une couche primaire et une couche secondaire capable de protéger efficacement contre la corrosion des structures métalliques, notamment enterrées ou immergées, quelques soient leurs formes.The object of the present invention is to provide a coating comprising at least one primary layer and one secondary layer capable of effectively protecting against corrosion of metallic structures, in particular buried or submerged, whatever their shapes.
Conformément à l'invention, le revêtement est obtenu par application sur la structure métallique d'une première couche de fond en poudre époxydique,- qui sera dénommée couche primaire, et d'une surcouche en poudre époxydique modifiée, dite couche secondaire, ou couche de protection mécanique.According to the invention, the coating is obtained by applying to the metal structure a first base layer of epoxy powder, - which will be referred to as a primary layer, and an overcoat of modified epoxy powder, called a secondary layer, or layer mechanical protection.
La couche secondaire comporte une résine époxydique et son durcisseur, un polymère polyoléfinique fonctionnalisé, des agents de réticulation, des catalyseurs, des pigments et des charges, ainsi que des additifs.The secondary layer comprises an epoxy resin and its hardener, a functionalized polyolefin polymer, crosslinking agents, catalysts, pigments and fillers, as well as additives.
Le système de revêtement conforme à l'invention est donc entièrement appliqué par poudrage, afin de pouvoir être mis en oeuvre sur toutes les formes de structures métalliques. La couche primaire en poudre époxydique permet de garder toutes les propriétés des polymères thermodurcissables époxydiques (excellente adhérence sur métal) ce qui se traduit par une très bonne résistance au décollement cathodique. Quant à la couche secondaire en poudre époxydique objet de l'invention, elle est modifiée avec une résine thermoplastique du type polyoléfine fonctionnelle, ce qui permet de combiner l'excellente résistance aux chocs apportée par la souplesse de ces macromoiécules linéaires et la grande résistance à la pénétration sous charge des polymères thermodurcissables époxydiques. Cette résine du type polyoléfine ne se comporte pas. comme un "extender" organique, car ces deux polymères, résine époxydique et résine polyoléfine, sont rendues compatibles par la présence dans la macromolécule polyoléfinique de groupements fonctionnels capables de réagir avec le groupement oxyrane de la résine époxydique. Ces groupements fonctionnels sont notamment des groupements comportant des hydrogènes labiles capables donc de réagir avec le groupement giycidyle de la résine époxydique. Le fait que les deux couches, primaire et secondaire, soient de nature époxydique permet une excellente compatibilité entre les couches.The coating system according to the invention is therefore entirely applied by dusting, so that it can be used on all forms of metal structures. The primary layer of epoxy powder keeps all the properties of thermosetting epoxy polymers (excellent adhesion to metal), which results in very good resistance to cathodic delamination. As for the secondary layer in epoxy powder object of the invention, it is modified with a thermoplastic resin of the functional polyolefin type, which makes it possible to combine the excellent impact resistance provided by the flexibility of these linear macromoiecules and the great resistance to penetration under load of polymers epoxy thermosets. This polyolefin type resin does not behave. as an organic "extender", because these two polymers, epoxy resin and polyolefin resin, are made compatible by the presence in the polyolefin macromolecule of functional groups capable of reacting with the oxyran group of the epoxy resin. These functional groups are in particular groups comprising labile hydrogens capable therefore of reacting with the glycidyl group of the epoxy resin. The fact that the two layers, primary and secondary, are of epoxy nature allows excellent compatibility between the layers.
Le système de protection anticorrosion conforme à l'invention ne comporte le plus généralement que les deux couches primaire et secondaire, les performances obtenues répondant à tous les desiderata de la technique. Il est possible cependant, sans sortir du cadre de l'invention, de déposer d' autres couches sur le système bicouche, primaire- secondaire, conforme à l'invention.The anticorrosion protection system according to the invention most generally comprises only the two primary and secondary layers, the performance obtained meeting all the requirements of the technique. It is however possible, without departing from the scope of the invention, to deposit other layers on the bilayer system, primary-secondary, according to the invention.
La peinture en poudre époxydique utilisée pour constituer la couche primaire, ou couche de fond, peut être du type connu pour ce genre d'application. Les résines époxydiques adaptées ont un poids époxydique équivalent compris entre 300 et 4000, de préférence entre 600 à 2000. Il s'agit par exemple de résines époxydes du type diglycidyléther du bisphénol A (DGEBA) qui ont une fonctionnalité de 2 environ. Les résines novolaques époxydées sont également utilisables, avec leur fonctionnalité supérieure à 2. On utilise aussi ces résines époxydiques en coupage. De telles résines époxydiques se trouvent dans le commerce sous la désignation DER 664 U ou DER 642 U ou DER 672 U (fabricant : DOW CHEMIC7ΛL) ou EPIKOTE 3003, 3004 et 2014 (fabricant : SHELL CHIMIE) .The epoxy powder paint used to form the primer, or base coat, can be of the type known for this kind of application. The suitable epoxy resins have an equivalent epoxy weight of between 300 and 4000, preferably between 600 and 2000. They are, for example, epoxy resins of the diglycidyl ether type of bisphenol A (DGEBA) which have a functionality of approximately 2. Epoxidized novolak resins can also be used, with their functionality greater than 2. These epoxy resins are also used for cutting. Such epoxy resins are commercially available under the designation DER 664 U or DER 642 U or DER 672 U (manufacturer: DOW CHEMIC7ΛL) or EPIKOTE 3003, 3004 and 2014 (manufacturer: SHELL CHIMIE).
Pour le durcissement de la couche primaire, les agents de réticulation du type polymérique multifonctionnels contenant des groupements avec des hydrogènes labiles sont adaptés. Par exemple, on retiendra les résines phénoliques, les résines à base de Bisphénol A ou de Bisphénol F et leurs dérivés, les dicyandiamides, les dérivés de l'imidazole et de l' imidazoline, les acides carboxyliques et les anhydrides d'acides, les aminés aromatiques, leurs adducts, seuls ou en combinaison. Leur concentration variera généralement selon les cas de 5 à 35 parties pour cent parties de résine époxyde .For the hardening of the primer, cross-linking agents of the multifunctional polymeric type containing groups with labile hydrogens are suitable. For example, we will use phenolic resins, resins based on Bisphenol A or Bisphenol F and their derivatives, dicyandiamides, imidazole and imidazoline derivatives, carboxylic acids and acid anhydrides, aromatic amines, their adducts, alone or in combination. Their concentration will generally vary depending on the case from 5 to 35 parts per hundred parts of epoxy resin.
Des catalyseurs de réaction peuvent également être utilisés afin d'accélérer le durcissement. Ils sont en général déjà contenus dans les durcisseurs disponibles commercialement comme par exemple DEH 82 ou EPIKURE DX 171 ou XB 3082 (fabricant : DOW CHEMICAL, SHELL CHIMIE, CIBA) ou encore CASAMID 710 ou EPIKURE 108 FF (fabricants : SWAN et SHELL CHIMIE) .Reaction catalysts can also be used to accelerate curing. They are generally already contained in commercially available hardeners such as DEH 82 or EPIKURE DX 171 or XB 3082 (manufacturer: DOW CHEMICAL, SHELL CHIMIE, CIBA) or even CASAMID 710 or EPIKURE 108 FF (manufacturers: SWAN and SHELL CHIMIE) .
La peinture destinée à constituer la couche primaire peut aussi contenir des ingrédients bien connus comme des charges minérales inertes du type sulfate de baryum, et des charges à base de silice, de silicates, comme par exemple le talc, le kaolin, le magnésium, le silicate d'aluminium, le mica et semblables, les pigments minéraux ou organiques, des agents d'étalement comme les polyacrylates liquides, des pigments anticorrosion, de dégazage, comme par exemple la benzoine.The paint intended to constitute the primer may also contain well-known ingredients such as inert mineral fillers of the barium sulfate type, and fillers based on silica, on silicates, such as, for example, talc, kaolin, magnesium, aluminum silicate, mica and the like, inorganic or organic pigments, spreading agents such as liquid polyacrylates, anticorrosion and degassing pigments, such as, for example, benzoin.
La couche primaire ainsi obtenue, dont la formulation et le mode d'application sont parfaitement connus de l'homme de l'art, est particulièrement adaptée pour recevoir la couche secondaire qui caractérise l'invention.The primary layer thus obtained, the formulation and method of application of which are perfectly known to man art, is particularly suitable for receiving the secondary layer which characterizes the invention.
La couche secondaire est obtenue à l'aide d'une peinture en poudre basée sur les mêmes ingrédients que ceux mentionnés pour la peinture destinée à la constitution de la couche primaire, mais elle est modifiée avec un polymère polyoléfinique thermoplastique fonctionnalisé, cette fonctionnalisation étant notamment obtenue grâce à des groupements réactionnels contenant des hydrogènes labiles pouvant réagir avec les groupements glycidyléther de la résine époxydique. Ces groupements réactionnels peuvent être rajoutés sur la chaîne polyoléfinique par copolymérisation ou par greffage. Il s'agit par exemple d'acides carboxyliques, de leurs anhydrides ou de leurs esters. On utilise de préférence les terpoly ères éthylène/ester acrylique/anhydride maléique, ou encore les copolymères éthylène/esters d'acides acryliques ou méthacryliques . Les produits de ce type sont disponibles dans le commerce notamment sous la dénomination LOTADER 3200 P3 ou 3300, ou OREVAC PPC ou PPT (fabricant : ATOCHEM) ou LUCALEN A 2910 ouThe secondary layer is obtained using a powder paint based on the same ingredients as those mentioned for the paint intended for the constitution of the primary layer, but it is modified with a functionalized thermoplastic polyolefin polymer, this functionalization being in particular obtained thanks to reaction groups containing labile hydrogens which can react with the glycidyl ether groups of the epoxy resin. These reaction groups can be added to the polyolefin chain by copolymerization or by grafting. These are, for example, carboxylic acids, their anhydrides or their esters. Preferably, the ethylene terpoly esters / acrylic ester / maleic anhydride, or the ethylene copolymers / esters of acrylic or methacrylic acids are used. Products of this type are commercially available, in particular under the name LOTADER 3200 P3 or 3300, or OREVAC PPC or PPT (manufacturer: ATOCHEM) or LUCALEN A 2910 or
A 2910 M (fabricant / BASF AG) .A 2910 M (manufacturer / BASF AG).
Afin de catalyser la réaction de polyaddition entre les groupements réactionnels à hydrogènes labiles du polymère polyoléfinique fonctionnalisé et les groupements glycidyléther de la résine époxyde, des catalyseurs spécifiques peuvent être utilisés, comme par exemple des aminés tertiaires ou des dérivés de l'imidazole ou de l' imidazoline, ou des sels organométalliques .In order to catalyze the polyaddition reaction between the reactive hydrogen groupings of the functionalized polyolefin polymer and the glycidylether groups of the epoxy resin, specific catalysts can be used, such as for example tertiary amines or derivatives of imidazole or of imidazoline, or organometallic salts.
La peinture époxydique modifiée utilisée pour la constitution de la couche secondaire du revêtement conforme à l'invention comprend de 40 à 90 %, de préférence de 50 à 85 %, et plus préférentiellement encore de 70 à 80 % en poids de résine époxydique avec son durcisseur, et de 10 à 60 %, de préférence de 15 à 45 %, et plus préférentiellement encore de 20 à 30 % en poids de polymère polyoléfinique thermoplastique fonctionnalisé.The modified epoxy paint used for constituting the secondary layer of the coating according to the invention comprises from 40 to 90%, preferably from 50 to 85%, and even more preferably from 70 to 80% by weight of epoxy resin with its hardener, and from 10 to 60%, preferably from 15 to 45%, and even more preferably from 20 to 30% by weight of functionalized thermoplastic polyolefin polymer.
Le revêtement anticorrosion conforme à l'invention comprend donc une couche primaire de peinture époxydique appliquée sur la structure métallique et une couche secondaire de peinture époxydique modifiée appliquée sur ladite couche primaire, la peinture époxydique modifiée comprenant une résine époxyde et un polymère polyoléfinique thermoplastique fonctionnalisé capable de réagir avec la résine époxyde, le polymère polyoléfinique thermoplastique fonctionnalisé comportant le plus généralement des groupements réactionnels contenant des hydrogènes labiles capables de réagir avec les groupements glycidyléther de la résine époxyde. L' invention concerne également un procédé de revêtement anticorrosion d'une structure métallique, ce procédé étant caractérisé par le fait :The anticorrosion coating in accordance with the invention therefore comprises a primary layer of epoxy paint applied to the metal structure and a secondary layer of modified epoxy paint applied to said primary layer, the modified epoxy paint comprising an epoxy resin and a functionalized thermoplastic polyolefin polymer capable of reacting with the epoxy resin, the functionalized thermoplastic polyolefin polymer more generally comprising reaction groups containing labile hydrogens capable of reacting with the glycidyl ether groups of the epoxy resin. The invention also relates to a method for anticorrosive coating of a metal structure, this method being characterized by the fact:
- que l'on applique sur la structure métallique préalablement préparée une couche primaire de peinture époxydique en poudre,- that a primary layer of powdered epoxy paint is applied to the previously prepared metal structure,
- que l'on applique sur la couche primaire une couche secondaire de peinture époxydique modifiée en poudre, ladite peinture époxydique modifiée comprenant une résine époxyde et un polymère poiyoléfinique thermoplastique fonctionnalisé capable de réagir avec la résine époxyde.- That a secondary layer of powdered modified epoxy paint is applied to the primary layer, said modified epoxy paint comprising an epoxy resin and a functionalized thermoplastic polyolefin polymer capable of reacting with the epoxy resin.
Conformément à l'invention, la couche primaire et la couche secondaire en poudre sont appliquées au pistolet "lance poudre", ou de façon électrostatique, ou triboélectrostatique, sur la surface métallique à protéger. Auparavant, la surface de la structure métallique est préparée en la débarrassant de façon usuelle de la rouille, de la graisse, des huiles, de la poussière, puis décapée par projection d'abrasif pour obtenir une propreté de surface minimum équivalente au standard Sa 2,5 selon l'ISO 8501-1, et une rugosité de surface comprise entre 40 microns et 100 microns, de préférence entre 60 et 80 microns. Si nécessaire, un prétraitement chimique est également effectué, comme par exemple un chromatage et/ou un phosphatage. La surface métallique ainsi préparée est ensuite préchauffée à une température comprise entre 160°C et 250°C, de préférence entre 210°C et 230°C.In accordance with the invention, the primary layer and the secondary powder layer are applied with a "powder lance" gun, or electrostatic, or triboelectrostatic, on the metal surface to be protected. Previously, the surface of the metal structure is prepared by removing it in the usual way from rust, grease, oils, dust, then pickled by blasting with abrasive to obtain a minimum surface cleanliness equivalent to the Sa 2 standard. , 5 according to ISO 8501-1, and a surface roughness between 40 microns and 100 microns, preferably between 60 and 80 microns. If necessary, a chemical pretreatment is also carried out, such as for example chromating and / or phosphating. The metal surface thus prepared is then preheated to a temperature between 160 ° C and 250 ° C, preferably between 210 ° C and 230 ° C.
La couche primaire, ou couche de fond, est alors appliquée sur cette surface chaude selon les méthodes conventionnelles de pulvérisation de revêtement en poudre, afin d'obtenir une épaisseur pouvant varier de 200 microns à 700 microns, de préférence de 400 à 500 microns. Dans un temps compris entre 10 secondes et 60 secondes, de préférence entre 15 et 30 secondes, la couche secondaire est alors appliquée sur la couche primaire selon les méthodes habituelles de pulvérisation de revêtement en poudre, pour obtenir une épaisseur comprise entre 300 et 1500 microns, de préférence entre 500 et 600 microns. Une post cuisson peut alors être effectuée par tout moyen susceptible d' apporter des calories, comme par exemple des panneaux radiants, un étuvage à une température comprise entre 180°C et 250°C, de préférence entre 210°C et 230°C, pendant un temps compris entre 1 et 15 minutes, de préférence 3 et 5 minutes.The primer, or base layer, is then applied to this hot surface according to conventional powder coating spraying methods, in order to obtain a thickness which can vary from 200 microns to 700 microns, preferably from 400 to 500 microns. In a time between 10 seconds and 60 seconds, preferably between 15 and 30 seconds, the secondary layer is then applied to the primary layer according to the usual methods of spraying powder coating, to obtain a thickness of between 300 and 1500 microns , preferably between 500 and 600 microns. Post-cooking can then be carried out by any means capable of providing calories, such as for example radiant panels, baking at a temperature between 180 ° C and 250 ° C, preferably between 210 ° C and 230 ° C, for a time between 1 and 15 minutes, preferably 3 and 5 minutes.
Pour atteindre les meilleures performances, il est nécessaire que la couche de fond ne soit pas entièrement réticulée lorsqu'elle est surcouchée par la couche secondaire, mais il est nécessaire d'atteindre un niveau de réticulation complet de la couche primaire une fois les deux couches appliquées. L'invention pourra être mieux comprise à l'aide de l'exemple de réalisation suivant, qui est donné à titre purement illustratif et non limitatif. EXEMPLE :To achieve the best performance, it is necessary that the base layer is not fully crosslinked when it is overcoated with the secondary layer, but it is necessary to reach a complete level of crosslinking of the primary layer once the two layers applied. The invention can be better understood using the following embodiment, which is given purely by way of illustration and without limitation. EXAMPLE:
Formulation des peintures pour la couche primaire et pour la couche secondaire :Formulation of paints for the primary layer and for the secondary layer:
- couche primaire :- primary layer:
Résine époxydique de poids moléculaire 1400 67 Dicyandiamide 3 Dibutyldilaurate d' étain 1 Triéthylène Diamine 1 Ethyl 2 Imidazole 1 Agent d' étalement acrylique 1 Sulfate de Baryte 16 Silicate d'aluminium et de potassium hydraté 6 % Oxyde de chrome 3 % Oxyde de titane 1 %Epoxy resin of molecular weight 1400 67 Dicyandiamide 3 Tin dibutyldilaurate 1 Triethylene Diamine 1 Ethyl 2 Imidazole 1 Acrylic spreading agent 1 Baryte sulfate 16 Aluminum potassium silicate hydrate 6% Chromium oxide 3% Titanium oxide 1 %
couche secondairesecondary layer
80 parties en poids de la peinture en poudre servant de couche primaire décrite ci-dessus mélangées à sec avec 20 parties en poids de LOTADER 3200 P3, commercialisée par la société ATOCHEM.80 parts by weight of the powder paint used as the primary layer described above mixed dry with 20 parts by weight of LOTADER 3200 P3, sold by the company ATOCHEM.
Après application des deux couches ainsi formulées sur une structure métallique, on note une épaisseur de 400 microns pour la couche primaire et de 600 microns pour la couche secondaire. Les conditions d'application étaient de 220°C avec un temps entre couches de 15 secondes, la post cuisson était réalisée en étuve pendant 5 minutes à 220°C.After application of the two layers thus formulated on a metallic structure, a thickness of 400 microns is noted for the primary layer and 600 microns for the secondary layer. The application conditions were 220 ° C. with a time between layers of 15 seconds, the post curing was carried out in an oven for 5 minutes at 220 ° C.
Les performances du revêtement ainsi obtenu sont les suivantes : a) décollement cathodique selon NFA 49712 28 jours à 20°C ; résultat : 3 millimètres. b) résistance à la pénétration sous charge par poinçonnement selon NFA 49712 ; résultat : 0 micron (non mesurable) c) résistance au choc selon NFA 49712 ; résultat : > 20 J (plaque d'acier de 10 mm d'épaisseur). d) résistance au brouillard salin selon NFX 41002 ; résultat : 3000 heures sans enrouillement ni cioquage. e) adhérence selon ISO 4624 ; résultat : supérieur à 20 Mpa.The performances of the coating thus obtained are as follows: a) cathodic detachment according to NFA 49712 28 days at 20 ° C; result: 3 millimeters. b) resistance to penetration under load by punching according to NFA 49712; result: 0 micron (not measurable) c) impact resistance according to NFA 49712; result:> 20 J (10 mm thick steel plate). d) resistance to salt spray according to NFX 41002; result: 3000 hours without rusting or hulling. e) adhesion according to ISO 4624; result: more than 20 MPa.
On dispose ainsi, grâce à l'invention, d'un revêtement anticorrosion pour structures métalliques extrêmement performant et efficace. Thanks to the invention, there is therefore an extremely effective and efficient anticorrosion coating for metallic structures.
Claims
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| FR2766202B1 (en) | 2003-03-21 |
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