FR2519995A1 - Protecting structures immersed in sea-water e.g. boat hull - by coating with chlorosulphonated polyethylene compsn. and then with toxic ions releasing compsn. - Google Patents
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Abstract
Description
La présente invention concerne un revêtement pour protéger les objets destinés à être en contact avec l'eau de mer, et en particulier les coques de navires. The present invention relates to a coating for protecting objects intended to be in contact with sea water, and in particular the hulls of ships.
Les coques de navires sont actuellement protégées par des revêtements à base de résine époxy ou polyuréthane ou encore à base de brai de houille ou de pétrole. The hulls of ships are currently protected by coatings based on epoxy resin or polyurethane or still based on pitch of coal or petroleum.
Ces revêtements comprennent une couche extérieure dite anti-salissures, généralement en polychlorure de vinyle qui renferme des composés métalliques ou organométalliques capables de libérer progressivement dans l'eau par diffusion à travers les pores de la couche, et du fait de l'usure de cette couche, des ions toxiques vis-à-vis des mollusques et des algues. On évite ainsi que ces mollusques et ces algues se fixent sur la coque des navires en dégradant le revêtement de protection et surtout en créant à la surface de ce revêtement des aspérités qui augmentent considérablement le coefficient de frottement de la coque vis-à-vis de l'eau, ce qui absorbe une grande partie de la puissance des navires. These coatings include an outer so-called anti-fouling layer, generally made of polyvinyl chloride which contains metallic or organometallic compounds capable of gradually releasing into water by diffusion through the pores of the layer, and due to the wear of this layer. layer, ions toxic to molluscs and algae. This prevents these molluscs and algae from attaching to the hull of ships by degrading the protective coating and above all by creating roughness on the surface of this coating which considerably increases the coefficient of friction of the hull vis-à-vis water, which absorbs much of the power from ships.
Les composes métalliques ou organo-métalliques introduits dans la couche extérieure anti-salissures, peuvent être de l'oxyde de cuivre ou d'étain ou encore un composé organo-étain. The metallic or organometallic compounds introduced into the outer anti-fouling layer can be copper or tin oxide or an organotin compound.
L'expérience montre toutefois que les revêtements précités s'usent relativement rapidement, de sorte qu'il est nécessaire en général de reconstituer la couche extérieure anti-salissures tous les deux à trois ans. However, experience shows that the aforementioned coatings wear out relatively quickly, so that it is generally necessary to reconstitute the outer anti-fouling layer every two to three years.
La réfection de cette couche entratne suivant les navires une immobilisation de7ptusieurs semaines, ce qui a des conséquences économiques tres importantes. La détérioration rapide de la couche extérieure du revêtement est en partie causée par les vibrations auxquelles est soumise la coque du navire, ainsi qu'à 7 ' rosion notamment sous l'action des vagues. The repair of this layer entails, following the ships, immobilization for several weeks, which has very significant economic consequences. The rapid deterioration of the outer layer of the coating is partly caused by the vibrations to which the hull of the ship is subjected, as well as to erosion, in particular under the action of the waves.
Ces fissures favorisent à la fois la corrosion électrochimique de la coque et l'usure mécanique du revêtement du fait de l'augmentation corrélative du coefficient de frottement de ce revêtement, par rapport à l'eau de mer. These cracks promote both electrochemical corrosion of the shell and mechanical wear of the coating due to the corresponding increase in the coefficient of friction of this coating, compared to seawater.
Le but de la présente invention est de remédier aux inconvénients des revêtements de protection précités. The object of the present invention is to remedy the drawbacks of the aforementioned protective coatings.
Le revêtement de protection visé par l'invention comprend une couche de base en matière synthétique et une couche extérieure anti-salissures renfermant des composés libérant progressivement dans l'eau de mer des ions toxiques vis-à-vis des mollusques et des algues. The protective coating targeted by the invention comprises a base layer of synthetic material and an outer anti-fouling layer containing compounds progressively releasing in seawater toxic ions vis-à-vis molluscs and algae.
Suivant l'invention, ce revêtement est caractérisé en ce que la couche de base en matière synthétique est constituée par un élastomère de synthèse à base de polyéthylène chloro-sulfoné. According to the invention, this coating is characterized in that the synthetic base layer consists of a synthetic elastomer based on chloro-sulfonated polyethylene.
Cette couche d1elasbo'mèsc à base de polyéthylène chloro-sulfoné, présente d'une part la propriété d'être remarquablement étanche fis-à-vis de l'eau de mer et
celle d'autre part, et surtout/ d'amortir très efficacement
et chocs les vibrations/s'exerçant sur l'objet immergé en mer, ce qui limite considérablement la formation de fissures dans la couche extérieure anti-salissure; Ainsi, la durée de vie de cette couche extérieure anti-salissures est considérablement augmentée. De plus, l'absence de fissures dans cette couche, permet de maintenir à des valeurs faibles le coefficient de frottement de cette couche par rapport à l'eau de mer.This layer of mattress based on chloro-sulfonated polyethylene, on the one hand has the property of being remarkably tight vis-à-vis seawater and
that on the other hand, and above all / to amortize very effectively
and shock / vibration exerted on the object submerged at sea, which considerably limits the formation of cracks in the outer anti-fouling layer; Thus, the service life of this anti-fouling outer layer is considerably increased. In addition, the absence of cracks in this layer makes it possible to maintain the coefficient of friction of this layer with respect to seawater at low values.
Selon une version préférée de l'invention, la couche extérieure anti-salissures est à base de matière synthétique adhérant au polyéthylène chloro-sulfoné, cette matière étant en outre chargée de fleur de soufre
Il a été constaté de façon surprenante que la fleur de soufre permettait de réduire considérablement le coefficient de frottement de cette couche par rapport à l'eau de mer.According to a preferred version of the invention, the anti-fouling outer layer is based on synthetic material adhering to chloro-sulfonated polyethylene, this material also being loaded with sulfur flowers
It was surprisingly found that the flower of sulfur made it possible to considerably reduce the coefficient of friction of this layer compared to sea water.
D'autres particularités et avantages de l'inven- tion apparaîtront encore dans la description ci-après. Other features and advantages of the invention will become apparent in the description below.
La figure annexée est une vue en coupe transversale du revêtement conforme à l'invention appliqué sur la surface métallique 1 d'un objet immergé en eau de mer telle que la coque d'un navire. The appended figure is a cross-sectional view of the coating according to the invention applied to the metal surface 1 of an object immersed in sea water such as the hull of a ship.
Ce revêtement comprend principalement une couche 2 en élastomère à base de polyéthylène chlorosulfoné et une couche extérieure anti-salissure 3 à base d'une matière synthétique telle que le chlorure de polyvinyl adhérant bien à l'élastomère de la couche 2. This coating mainly comprises a layer 2 of elastomer based on chlorosulfonated polyethylene and an outer anti-fouling layer 3 based on a synthetic material such as polyvinyl chloride which adheres well to the elastomer of layer 2.
Le polyéthylène chloro-sulfoné renferme environ ,5% en poids de soufre et environ 27% en poids de chlore. Chlorosulfonated polyethylene contains about, 5% by weight of sulfur and about 27% by weight of chlorine.
Cet élastomère répond sensiblement à la formule développée suivante:
Cet élastomère commercialisé sous la marque
HYPALON présente une résistance remarquable à la corrosion par l'eau de mer et possède une excellente résilience, une grande élasticité et une très bonne résistance à ltabrasion. This elastomer marketed under the brand
HYPALON has remarkable resistance to corrosion by seawater and has excellent resilience, high elasticity and very good abrasion resistance.
Cet élastomère est de préférence additionné de maléate-tribasique de plomb pour favoriser une réticulation correcte et de pigments renforçant tels que l'oxyde de titane et le kaolin. This elastomer is preferably supplemented with lead maleate-tribasic to promote correct crosslinking and reinforcing pigments such as titanium oxide and kaolin.
La couche extérieure 3 à base de chlorure de polyvinylerenferme entre 70 et 80% en poids de composés tes que l'oxyde de cuivre capables de libérer progressivement dans 11 eau de mer des ions toxiques vis-à-vis des mollusques et des algues. The outer layer 3 based on polyvinyl chloride contains between 70 and 80% by weight of compounds such as copper oxide capable of gradually liberating in sea water ions toxic to molluscs and algae.
La couche à base de polyéthylène chloro-sulfoné 2 est appliquée sur une couche d'accrochage 4 à base d'aloprène (caoutchouc chloré) pigmenté de particules d'aluminium. Cette couche d'accrochage 4 est elle-même déposée sur une couche primaire inhibitrice 5 de zinc appliquée sur la surface métallique 1, préalablement décapée de la coque du navire. The layer based on chlorosulfonated polyethylene 2 is applied to a bonding layer 4 based on aloprene (chlorinated rubber) pigmented with aluminum particles. This bonding layer 4 is itself deposited on a primary inhibiting layer 5 of zinc applied to the metal surface 1, previously stripped from the ship's hull.
On va maintenant exposer un exemple détaillé de mise en oeuvre du revêtement conforme à l'invention. We will now set out a detailed example of implementation of the coating according to the invention.
Après avoir décapé la surface 1 de la coque du navire, on dépose sur celle-ci une couche 5 de zinc pur d'épaisseur comprise entre 30 et 60 microns et de préférence égale à 50 microns. On recouvre la couche 5 per une couche d'accrochage 4 à base d'aloprène d'épaisseur comprise entre 25 et 40 microns et de préférence égale à 30 microns. After having stripped the surface 1 of the ship's hull, a layer 5 of pure zinc with a thickness of between 30 and 60 microns and preferably equal to 50 microns is deposited thereon. The layer 5 is covered with a bonding layer 4 based on aloprene with a thickness of between 25 and 40 microns and preferably equal to 30 microns.
On applique sur cette couche 4, la couche 2 à base de polyéthylène chloro-sulfoné suivant une épaisseur comprise entre 200 et 400 microns et de préférence égale à 300 microns. Is applied to this layer 4, the layer 2 based on chloro-sulfonated polyethylene with a thickness between 200 and 400 microns and preferably equal to 300 microns.
Cette couche 2 est obtenue à partir du mélange des constituants solideset liquides suivants:
- constituants solides: polyéthylène chloro-sulfoné: 200 parties en poids, maléate-tribasique de plomb: 80 parties en poids, oxyde de titane: 100 parties en poids kaolin: 80 parties en poids.This layer 2 is obtained from the mixture of the following solid and liquid constituents:
- solid constituents: chloro-sulfonated polyethylene: 200 parts by weight, maleate-tribasic lead: 80 parts by weight, titanium oxide: 100 parts by weight kaolin: 80 parts by weight.
- constituants liquides: toluène: 240 parties en poids, xylène: 240 parties en poids, butanol: 63 parties en poids. - liquid constituents: toluene: 240 parts by weight, xylene: 240 parts by weight, butanol: 63 parts by weight.
Pour améliorer la cohésion du mélange, on ajoute en outre les composés suivants:
- Aérosil: 17,5 parties en poids
- ALoprène: 30 parties en poids.To improve the cohesion of the mixture, the following compounds are also added:
- Aerosil: 17.5 parts by weight
- ALoprene: 30 parts by weight.
Pour permettre une meilleure réticulation de l'élastomère, on ajoute au mélange précité, au moment de I'emploi, à raison de quelques pourcents en poids, un accélérateur de vulcanisation comprenant de la di-orthotoluyl-guanidine et de la staybelite (résine). To allow better crosslinking of the elastomer, a vulcanization accelerator comprising di-orthotoluyl-guanidine and staybelite (resin) is added to the aforementioned mixture, at the rate of a few percent by weight, at the time of use. .
La couche d'élastomère 2 est appliquée en plusieurs sous-couches successives de 100 microns d'épaisseur, chaque sous-couche étant laissée à sécher pendant
1à 2 jours.The elastomer layer 2 is applied in several successive sub-layers of 100 microns thick, each sub-layer being left to dry for
1 to 2 days.
La couche d'élastomère 2 est ensuite enduite d'une couche 3 à base de polychlorure de vinyle renfermant 70 à 80% en poids d'oxyde de cuivre et 3 à 10% en poids de fleur de soufre. The elastomer layer 2 is then coated with a layer 3 based on polyvinyl chloride containing 70 to 80% by weight of copper oxide and 3 to 10% by weight of sulfur flower.
Les effets techniques du revêtement ainsi obtenu sont les suivants:
La couche inhibitrice de zinc 5 permet de protéger efficacement la coque du navire contre les effets de la corrosion électrochimique. Les pigments d'aluminium (métal voisin du zinc dans l'échelle des potentiels électrochimiques) de la couche 4 à base d'allo- prène permettentd'évter tout risque de corrosion par effet de pile entre ces pigments et le zinc de la couche 5.The technical effects of the coating thus obtained are as follows:
The zinc inhibitor layer 5 effectively protects the hull of the ship against the effects of electrochemical corrosion. The aluminum pigments (metal close to zinc in the scale of electrochemical potentials) of layer 4 based on alloprene allow to avoid any risk of corrosion by battery effect between these pigments and the zinc of layer 5 .
De plus, la couche d'aUDprène 4 permet de réaliser un excellent accrochage de la couche 2 à base de polyéthylène chloro-sulfoné.In addition, the AUDprene layer 4 allows excellent adhesion of the layer 2 based on chloro-sulfonated polyethylene.
Cette couche 2 présente une étanchéité remarquable de sorte qu'elle constitue une barrière infranchissable par l'eau de mer. This layer 2 has a remarkable seal so that it constitutes an impassable barrier by sea water.
De plus, cette couche 2 présente l'énorme avantage d'être très élastique et d'amortir efficacement les vibrations s'exerçant sur la coque du navire, notamment sous l'effet des vagues. Ce pouvoir d'amortissement évite la formation de fissures dans la couche extérieure 3, de sorte que grâce à la couche d'élastomère 2, cette couche extérieure 3 présente une durée de vie qui dépasse 5 ans, ce qui cpnstitue une amélioration considérable par rapport aux réalisations connues. In addition, this layer 2 has the enormous advantage of being very elastic and of effectively damping the vibrations exerted on the hull of the ship, in particular under the effect of the waves. This damping power avoids the formation of cracks in the outer layer 3, so that thanks to the elastomer layer 2, this outer layer 3 has a lifetime which exceeds 5 years, which is a considerable improvement over to known achievements.
Par ailleurs, grâce à la présence de fleur dé soufre dans la couche extérieure 3 anti-salissures, on diminue d'une manière surprenante le coefficient de frottement durevetement par rapport à l'eau de mer, ce qui permet de réaliser un gain substantiel de consommation en carburant pour le navire. Cette reduction du coefficient de frottement de la couche exterieure 3 anti-salissuresréduit encore davantage les possibilités d'adhérence des mollusques ou des algues au revêtement. In addition, thanks to the presence of a sulfur flower in the outer anti-fouling layer 3, the coefficient of friction between the coating and the seawater is surprisingly reduced, which allows a substantial gain of fuel consumption for the ship. This reduction in the coefficient of friction of the outer anti-fouling layer 3 further reduces the possibility of adhesion of molluscs or algae to the coating.
Bien entendu, l'invention n'est pas limitée au; exemples que l'on vient de décrire, et on peut apporter à ceux-ci de nombreuses modifications,sans sortir du cadre de l'invention. Of course, the invention is not limited to; examples that have just been described, and many modifications can be made to them, without departing from the scope of the invention.
Ainsi, le revêtement conforme à l'invention peut être appliqué à tout objet destiné à être immergé en mer, tel que les turbines pour centrales hydroélectri ques, les plate-formes de forage et les canalisations. Thus, the coating according to the invention can be applied to any object intended to be submerged at sea, such as turbines for hydroelectric power plants, drilling platforms and pipelines.
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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| FR8200793A FR2519995A1 (en) | 1982-01-20 | 1982-01-20 | Protecting structures immersed in sea-water e.g. boat hull - by coating with chlorosulphonated polyethylene compsn. and then with toxic ions releasing compsn. |
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4780497A (en) * | 1988-02-12 | 1988-10-25 | The B. F. Goodrich Company | Reduced melt viscosity CPVC blends containing sulfur and various metal carbonate stabilizers |
Citations (3)
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| US3792000A (en) * | 1971-06-09 | 1974-02-12 | Goodyear Tire & Rubber | Antifouling composition and method of preparation |
| FR2207963A1 (en) * | 1972-11-27 | 1974-06-21 | Auboux Jean | Elastomeric anti fouling paint cmpsn. - contg. large amts. of cuprous oxide in soln. |
| GB1565882A (en) * | 1976-04-09 | 1980-04-23 | Rasmussen O | System for protecting a sub-aqueous structures against fouling and corrosion |
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1982
- 1982-01-20 FR FR8200793A patent/FR2519995A1/en active Pending
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