BR112014001986B1

BR112014001986B1 - pigmentos revestidos com liga de alumínio e revestimentos resistentes à corrosão

Info

Publication number: BR112014001986B1
Application number: BR112014001986-0A
Authority: BR
Inventors: Craig A. Matzdorf; William Nickerson
Original assignee: The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy
Priority date: 2011-07-27
Filing date: 2012-06-01
Publication date: 2021-06-08
Also published as: EP3211044A1; EP2736982A1; CA2842937A1; AU2018208744A1; CA2842937C; AU2012287504B2; WO2013015880A1; AU2012287504A1; US8277688B2; BR112014001986A2; EP2736982A4; EP4219635A3; DK2736982T3; AU2020202175A1; ES2635012T3; EP2736982B1; EP4219635A2; US20120187350A1; PL2736982T3; AU2016253650A1

Abstract

PIGMENTOS REVESTIDOS COM LIGA DE ALUMÍNIO E REVESTIMENTOS RESISTENTES À CORROSÃO. Esta invenção refere-se a pó-pigmentos de liga de alumínio galvânicos revestidos com um óxido semicondutor inibidor de corrosão, e ao processo para a preparação do referido pó-pigmentos revestidos em combinação com aglutinantes de formação de filme para o revestimento de substratos metálicos, para inibir a corrosão. O pópigmentos de liga de alumínio revestidos são eletricamente ativos e evitam a corrosão de metais que são mais catódicos (eletropositivos) do que os pigmentos de liga de aluminio.

Description

Declaração do interesse do governo

[0001] A invenção descrita aqui poderá ser fabricada e utilizada pelo Governo dos EUA para fins governamentais sem o pagamento de quaisquer royalties sobre a mesma ou em decorrente da mesma.

[0002] Esta solicitação é uma continuação parcial da solicitação seriada pendente simultânea de número 13/010830, depositada em 21 de janeiro de 2011 (Navy Case PAX-53).

Campo da invenção

[0003] Esta o invenção refere-se a pó-pigmentos de liga de alumínio galvânico revestidos com uma quantidade efetiva de semicondutor em combinação com um aglutinante de formação de filme para aplicação em substratos metálicos. A combinação do pó-pigmentos revestidos do aglutinante polimérico de formação de filme com compostos iônicos inibidores de corrosão resulta em uma composição de revestimento eletricamente ativa que produz uma proteção catódica em substratos metálicos.

[0004] Varias superfície e especialmente superfícies metálicas requerem a proteção de revestimentos, especialmente quando as superfícies são expostas a ambientes corrosivos. As superfícies metálicas de aeronaves, por exemplo, são expostas a água do mar e requerem proteção contra corrosão. Especificamente, aeronaves, como por exemplo, as aeronaves da Marinha, são expostas a uma aspersão pela água do mar além de gases que formam ácidos, tais como dióxido de enxofre, dióxido de carbono, etc.

[0005] Além disso, além das aeronaves, várias máquinas e equipamentos em ambientes industriais, onde são utilizados combustíveis fósseis, necessitam proteção contra corrosão. É, portanto importante que o revestimento seja resistente à corrosão, a vários produtos químicos, ao tempo, e ao mesmo tempo seja flexível e tenha uma boa adesão à superfície metálica.

Antecedentes

[0006] São conhecidos vários pigmentos metálicos que produzem uma barreira eletroquimica, elétrica, térmica, e outras propriedades em composições que são utilizadas para a proteção de materiais tais como metais, contra corrosão, mantendo a condutividade elétrica, formando uma proteção dos equipamentos contra campos eletromagnéticos, sejam resistentes a temperaturas elevadas, e que forneçam proteção contra umidade. São utilizados prata, ouro e outros pigmentos de metal nobre por causa das suas propriedades de condutividade elétrica e de condutividade térmica. São utilizados zinco e magnésio por causa das suas propriedades eletroquímicas. O alumínio é usado por causa das suas propriedades de barreira térmica e química. Uma desvantagem muito importante dos metais nobres é o seu forte potencial catódico. Quando utilizados em produtos para o controle elétrico e térmico, os metais nobres podem se ligar com materiais anódicos, tais como as ligas de alumínio usadas em equipamentos elétricos.

[0007] Algumas desvantagens dos pigmentos de zinco incluem a baixa condutividade elétrica e a baixa condutividade térmica em comparação com os metais nobres, assim como a sua resistência relativamente pobre a cloretos e outros materiais corrosivos. Uma desvantagem dos pigmentos de magnésio é o seu potencial anódico relativamente alto em comparação com outros metais. Além disso, o magnésio forma espontaneamente um óxido protetor exposto ao ar, fazendo com que ele seja menos efetivo do que o zinco para a proteção de sacrifício em aço e outros materiais catódicos

[0008] Os pós ou "pigmentos" metálicos galvanicamente ativos têm sido adicionados a revestimentos ou tintas durante pelo menos 60 anos. Estes pigmentos se destinam a fornecer proteção galvânica ou eletromagnética ao material revestido, para polarizar o metal até um potencial de operação que não permite a ocorrência de corrosão. Os revestimentos contendo pigmentos com base em zinco ou magnésio são os mais comuns. O zinco, tipicamente é utilizado para a proteção de aço. A patente americana de número 3.615.730 apresenta tintas básicas para tintas ricas em zinco com base em sílica inorgânica que aglutinam e suportam o pó de zinco e mantêm o mesmo intacto no substrato. As tintas básicas ricas em zinco com base em resinas epóxi orgânicas e de poliuretana são disponíveis comercialmente e são especificadas pela "DoD in MIL-DTL-24441 Formula 159, MIL-P-21035, e A-A-5975”. Uma desvantagem importante é que as tintas básicas galvânicas com base em zinco ou de revestimentos protetores não têm um bom desempenho em ambientes de cloretos ácidos corrosivos, levando à corrosão prematura e quebra do hidrogênio de ligas de aço de alta resistência. Outro problema é que o zinco é catódico no alumínio e nas suas ligas e, portanto, em várias condições ambientais, não produzem uma proteção galvânica.

[0009] Outra classe de revestimentos contendo metais é baseada em pó de magnésio. A Marinha americana investigou o mérito de tintas básicas epóxi ricas em magnésio e documentou os resultados do desempenho destes revestimentos sobre ligas de alumínio na "NADC-MA-7063", "Investigation of Metallic Pigments as Corrosion Preventives in Aircraft Primers " A.Stander, 5 de outubro de 1970. Estes revestimentos não foram adotados pela marinha porque eles não tiveram um desempenho tão bom quanto as tintas básicas epóxi cromadas qualificadas pela MIL-P-23377 e utilizadas naquele tempo em aeronaves, especialmente em testes de aspersão de sal de SO2, conforme definido pela ASTM G85.

[0010] As tintas básicas ricas em magnésio desenvolvidas pela “North Dakota State University" e documentadas nas solicitações de patente americanas US 2007/0128351 e US 2009/0155598 Al, que são disponíveis comercialmente pela Akso Nobel apresentam limitações de desempenho semelhantes. Independentemente do que foi feito nestes revestimentos, o potencial de operação do magnésio permanece muito elevado (negativo) comparado com alumínio, levando a taxas de auto-corrosão maiores e eficiências menores. Estes revestimentos também apresentam mecanismos de falha não usuais que não são bem entendidos.

[0011] A patente americana de número 5.336.303 apresenta tintas eletroquimicamente ativos com base em magnésio, ligas de magnésio e ligas de cálcio, as quais têm um alto potencial de operação (negativo) para a proteção de substratos de aço. Estes revestimentos fornecem proteção, mas também apresentam altas taxas de auto-corrosão, baixas eficiências e desempenho pobre em ambientes de cloretos altamente ácidos como aqueles vistos nas aeronaves, navios, e instalações da Marinha.

[0012] Revestimentos com pós de alumínio têm sido utilizados por mais de 100 anos. Estes revestimentos são barreiras excelentes em relação ao meio ambiente e fornecem uma boa estabilidade e proteção térmica. Várias pontes, tanques e outras estruturas de aço têm sido pintadas com revestimentos com pigmentos de alumínio ao longo dos anos com muito sucesso. Estes revestimentos, no entanto, não produzem uma proteção galvânica eletroquímica da superfície metálica na qual eles são revestidos* porque o pó ou flocos de alumínio são cobertos com óxido de alumínio, o qual inibe a ação eletroquímica. Estes usos e desvantagens são bem documentados em "Aluminum Paint and Powder by J.D.Edwards and R.l. Wray, 3rd Edition, 1955.

[0013] Os ânodos de magnésio, zinco e alumínio atualmente são usados na forma bruta para a proteção de metais contra corrosão. No entanto, para serem efetivos, os ânodos necessitam estar em contato elétrico com o objeto que eles protegem, quando imersos em água ou um eletrólito. Existe uma literatura extensa que descreve os prós e contras de cada material de anodo. Os ânodos de alumínio são os preferidos, porque eles são mais baratos e apresentam a eficiência mais alta dos três metais.

[0014] A Tabela 1 mostra o efeito elétrico e a eficiência de custo destes três materiais, com base no peso. Com relação a preços recentes de mercado para cada metal e à sua eficiência em custo relativa o alumínio é claramente superior a zinco e magnésio e, portanto é preferido com base no custo, peso e longevidade.

[0015] Tabela 1: Comparação das propriedades elétricas de magnésio, zinco e alumínio (from Reding, J.T. Newport, J.J.: The Influence of Alloying Elements on Aluminum Anodes in Sea Water. Materials Protection, Vol 5. December 1966, pages 15-19), Tabela 1- Propriedades e custos de magnésio, alumínio, e zinco Mg Al Zn

[0016] Antes da década de 70 os ânodos de alumínio não eram utilizados pelas mesmas razões apresentadas aqui em pós e flocos de alumínio. O material bruto era passivado rapidamente, fazendo com que o a ânodos ser tornasse inativo e incapaz de proteger o objeto metálico pretendido O desenvolvimento de ligas de alumínio ativadas começou no meio da década de 60. A propriedade intelectual é documentada nas patentes americanas de número 3.379.636; 3.281.239; 3.393.138 pela Dow Chemical e a patente americana número 3.240.688 da Okin Mathesin. Todas estas ligas eram especiais porque pela primeira vez as ligas de alumínio em bruto mostraram permanecer ativas e proteger galvanicamente o metal. Infelizmente, nenhuma delas foi bem sucedida comercialmente porque elas todas apresentavam baixas eficiências, fazendo com que elas fossem menos econômicas do que os ânodos de zinco. Durante a década de 70, a Dow desenvolveu uma liga de anodo de alumínio que não é passivada e apresenta eficiências altas, próximas de 90% da teórica.

[0017] Alem de ser altamente eficiente em relação ao valor teórico, está liga foi projetada para ter um potencial de operação de -1,05 volts em comparação com o eletrodo de referência de Ag/AgCI. Isto é quase o mesmo que o zinco e é ótimo para a proteção de estruturas de alumínio e aço. As ligas de alumínio usadas em aeronaves, veículos terrestres e anfíbios, e outras aplicações DoD comuns e comerciais têm potenciais de operação que variam de cerca de -0,800 a -0,700 volts e ligas de aço têm potenciais de operação em torno de -0,650 volts. A diferença de operação em potencial entre o anodo de alumínio e os materiais para os quais ele é projetado para proteger, é, portanto em torno de 200 - 300 milivolts para alumínio e 350 milivolts para aço. Esta diferença é suficiente para fornecer proteção, mas não tão grande que evite que o anodo apresente auto-corrosão, como o alumínio. Esta liga de anodo tem sido investigada para uso como um revestimento bruto de concreto que envolve barras de aço e é aplicado através de processos de aspersão por chama.

[0018] Esta invenção refere-se a um processo para o revestimento de pó- pigmentos de liga de alumínio que são eletroquimicamente ativos. Uma característica nova adicional é a habilidade do processo de revestimento para a transformação das partículas de alumínio standard eletricamente inativas, que tipicamente são isolantes devido ao fato do revestimento de óxido de alumínio formado sobre os mesmos no meio ambiente natural, em partículas de alumínio eletricamente ativas. Ele também inclui o método para uso destes pigmentos revestidos em um revestimento que se destina a inibir a corrosão de substratos metálicos. A experiência mostra que um revestimento efetivo de inibição de corrosão semicondutor pode ser produzido sobre os pós- pigmentos de liga de alumínio, o que inibe a auto-corrosão das partículas, mas não degrada as propriedades de inibição da corrosão das partículas no revestimento. São aqui discutidos exemplos do processo para fazer estes revestimentos e o método de utilização destes pigmentos protegidos contra corrosão em um revestimento de inibição de corrosão.

[0019] É, portanto um objetivo desta invenção incorporar pós- pigmentos eletroquimicamente ativos em um aglutinante para fornecer proteção catódica a substratos metálicos sem a necessidade de um suprimento externo de energia.

[0020] Um outro objetivo é fornecer proteção catódica para substratos metálicos através do revestimento do substrato com um revestimento de anodo de sacrifício que mantém o potencial eletroquimico dos substratos negativo para evitar a sua corrosão.

Resumo da invenção

[0021] Em geral, esta invenção é direcionada para pós-pigmentos de liga de alumínio galvânica preparados em uma atmosfera escolhida do grupo que consiste de oxigênio, gás inerte de nitrogênio, por exemplo, argônio e nitrogênio-hidrogênio, que apresentam um tamanho de partícula que varia de cerca de 2 a 100 microns; os referidos pós-pigmentos de liga de alumínio possuem a fórmula alumínio-X-Y onde X é um elemento escolhido do grupo que consiste de zinco, cádmio, magnésio, bário e manganês, e Y é um elemento escolhido do grupo que consiste de índio, gálio, estanho e bismuto. Os pós-pigmentos de liga de alumínio são revestidos com uma quantidade efetiva de um inibidor de corrosão semicondutor. Em um exemplo, o inibidor de corrosão semicondutor poderá ser proveniente de uma solução aquosa ácida que consiste essencialmente de cerca de 0,01 a 22 partes por peso de composto de cromo trivalente, de cerca de 0,01 a 12 partes por peso de hexafluor zirfconato, cerca de 0,01 a 12 partes por peso pelo menos de um fluorcarbono escolhido do grupo que consiste de tetrafluorboratos, hexafluorsilicatos, e hexafluortitanatos.

[0022] Em outro exemplo, o inibidor de corrosão semicondutor poderá ser derivado de uma solução aquosa ácida que consiste essencialmente de cerca de 0,01 a 22 partes por peso de um composto de cromo trivalente, cerca de 0,01 a 12 partes por peso de hexafluorzirconato, cerca de 0,01 a 12 partes por peso pelo menos de um fluorcarbono escolhido do grupo que consiste de tetrafluorboratos, hexafluorsilicatos e hexafluortitanatos e cerca de 0,01 a 12 partes por peso pelo menos de um composto de zinco divalente.

[0023] Em outro exemplo, o inibidor de corrosão semicondutor poderá ser derivado de uma solução aquosa ácida que consiste essencialmente de cerca de 0,01 a 22 partes por peso de um composto de cromo trivalente, de cerca de 0,01 a 12 partes por peso de hexafluorzirconato, 0,01 a 12 partes por peso pelo menos de um fluorcarbono escolhido do grupo que consiste de tetrafluorboratos, hexafluorsilicatos e hexafluortitanatos, cerca de 0,00 a 12 partes por peso pelo menos de um composto de zinco divalente e cerca de 0,01 a 5 partes por peso de inibidor de corrosão orgânico solúvel em água.

[0024] Em outro exemplo, o inibidor de corrosão semicondutor poderá ser derivado de uma solução aquosa ácida que consiste essencialmente de cerca de 0,01 a 22 partes por peso de um composto de cromo trivalente, cerca de 0,01 a 12 partes por peso de hexafluorzirconato, cerca de 0,00 a 12 partes por peso pelo menos de um composto de zinco divalente, quantidades efetivas pelo menos de um composto estabilizante escolhido do grupo que consiste de compostos poliidroxi, compostos carboxilicos e misturas de compostos poliidroxi e carboxilicos, e cerca de 0,00 a 5 partes por peso de inibidor de corrosão orgânico solúvel em água.

[0025] Para fins desta solicitação, sempre que uma faixa de um componente especificado aqui for de 0,00 até alguma quantidade, este componente é opcional.

[0026] Os pigmentos-pó de liga de alumínio revestidos em um aglutinante são projetados para fornecerem proteção eletroquímica ao alumínio, aço e outros substratos metálicos nos quais eles são aplicados e são capazes de suportarem o meio ambiente severo de operação de aeronaves, navios e instalações da Marinha. Descrição dos desenhos

[0027] Figura 1: Tinta básica epóxi com pigmentos de alumínio ativo depois de uma exposição de 1000 horas a uma aspersão de sal ASTM B117. O substrato é uma liga de alumínio 2024-T3.

[0028] Figura 2: Painel de teste da direita da figura 1 com a tinta básica removida através de removedor de tinta químico.

[0029] Figura 3: Revestimentos de uretana sobre 2024-T3 depois de 500 horas de aspersão com sal neutro ASTM B117: Pigmento de alumínio ativo não revestido, nenhum inibidor (1), e pigmento de alumínio ativo não revestido com inibidor de argila talcita (m), pigmento de alumínio ativo revestido, nenhum inibidor (r).

[0030] Figura 4: Revestimentos de uretana sobre 7075-T6 depois de 500 horas de aspersão com sal neutro ASTM B117: Pigmento de alumínio ativo não revestido, nenhum inibidor (I), pigmento de alumínio ativo com inibidor de argila talcita (m), pigmento de alumínio ativo revestido, nenhum inibidor (r).

[0031] Figura 5: Revestimentos de uretana sobre7075-T6 depois de 336 horas de aspersão com sal neutro ASTM B117: pigmento de alumínio puro 99,99% não revestido, nenhum inibidor (I), pigmento de alumínio puro 99,99% revestido, nenhum inibidor (m), pigmento de alumínio ativo revestido, nenhum inibidor (r).

[0032] Figura 6: Revestimentos de uretana sobre 2024-T3 depois de 336 horas de aspersão com sal neutro ASTM B117: pigmento de alumínio ativo revestido (conforme o exemplo I), nenhum inibidor (l), pigmento de alumínio ativo revestido (conforme o exemplo 3), nenhum inibidor (m), pigmento de alumínio ativo revestido (conforme o exemplo 4), nenhum inibidor (r).

[0033] Figura 7: Revestimentos de uretana sobre 2024-T3 depois de 336 horas de aspersão com sal neutro ASTM B117: pigmento de alumínio ativo revestido (conforme o exemplo 5), nenhum inibidor (I) e revestido (conforme o exemplo 5 com inibidor de argila de calcita a 2, 5% (r).

[0034] Figura 8: Revestimentos de epóxi sobre 2024-T3 depois de 1000 horas de aspersão com sal neutro ASTM B117: com pigmento de liga de alumínio ativo não revestido (esquerda no topo) e revestimento de epóxi removido (direita no topo); com pigmento de alumínio ativo não revestido, pigmento azul e TiO2 (esquerda, no fundo) e revestimento epóxi removido (direita, no fundo)

[0035] Figura 9: Revestimentos de poliuretana revestidos no topo da figura 8 sobre alumínio 2024-T3 depois de 1000 horas de aspersão com sal ASTM B117. O revestimento com pigmento azul está no lado direito.

[0036] Figura 10: Revestimento epóxi pigmentado azul com liga de alumínio ativo sobre alumínio 2024-T3 depois de 2000 horas de aspersão com sal "SO2 " ASTM G85 Anexo 4. Para comparação, é mostrada ao lado uma tinta básica de cromo hexavalente com alto teor de sólidos, depois de somente 500 horas de exposição à aspersão com sal SO2.

Descrição detalhada

[0037] Esta invenção refere-se a pigmentos-pó de liga de alumínio inibidores de corrosão e composições para o revestimento de substratos metálicos que incluem, por exemplo, alumínio, ligas de alumínio, ferro e vários outros metais ferrosos, tais como aço.

[0038] As composições de revestimento eletroquimicamente resistentes ã corrosão desta invenção para aplicação em substratos metálicos consistem essencialmente, em partes por peso, de cerca de 5 a 80 partes de um aglutinante de formação de filme, cerca de 0,1 a 10 partes, e de preferência, 1,0 - 5,0 ou 2,0 a 4,0 partes pelo menos de um inibidor de corrosão iônico, cerca de 0,0 a 5,0 partes, e de preferência, 0,1 a 1,5 partes pelo menos de um agente umidificante ou tensoativo e cerca de 0,0 o a 5,0 partes de solvente, como água ou um solvente orgânico, e cerca de 20 o a 80 partes de um pigmento em pó de liga de alumínio galvânica preparada em uma atmosfera escolhida do grupo que consiste de oxigênio, nitrogênio/gás inerte e nitrogênio- hidrogênio, e tem um tamanho de partícula que varia de cerca de 2 a 100 microns; o referido pigmento em pó de liga de alumínio revestido com uma quantidade efetiva de inibidor de corrosão tem a fórmula aluminio-X-Y, onde X é um elemento escolhido do grupo que consiste de zinco, cádmio, magnésio, bário, e manganês, e Y é um elemento escolhido do grupo que consiste de índio, gálio, estanho e bismuto.

[0039] Mais especificamente, o pigmento em pó de liga de alumínio galvânica no revestimento foi preparado em uma atmosfera escolhida do grupo que consiste de oxigênio, nitrogênio/argônio ou nitrogênio-hidrogênio, e tem um tamanho de partícula que varia de cerca de 10 a 100 microns; os referidos pigmentos em pó de liga de alumínio tendo a fórmula aluminio-X-Y, onde X é um elemento escolhido do grupo que consiste de zinco, cádmio, magnésio, bário e manganês, e Y é um elemento escolhido do grupo que consiste de índio, gálio, estanho e bismuto.

[0040] O pigmento em pó de liga de alumínio é revestido com quantidades efetivas de um semicondutor derivado de uma solução aquosa ácida tendo um pH que varia de cerca de 2,5 a 5,5, e consiste essencialmente de, em partes por peso, cerca de 0,01 a 22 partes por peso de um composto de cromo trivalente, cerca de 0,01 a 12 partes por peso de um hexafluorzirconato, cerca de 0,01 a 12 partes por peso pelo menos de um fluorcarbono escolhido do grupo que consiste de tetrafluorboratos, hexafluorsilicatos, e hexafluortitanatos.

[0041] Outra solução aquosa ácida efetiva consiste essencialmente de cerca de 0,01 a 22 partes por peso de um composto de cromo trivalente, cerca de 0,01 a 12 partes por peso de um hexafluorzirconato, cerca de 0,01 a 12 partes por peso pelo menos de um fluorcarbono escolhido do grupo que consiste de tetrafluorboratos, hexa- fluorsilicatos, e hexafluortitanatos e cerca de 0,01 a 12 partes por peso de pelo menos um composto de zinco divalente.

[0042] Outra solução aquosa ácida efetiva consiste essencialmente de cerca de 0,01 a 22 partes por peso de um composto de cromo trivalente, cerca de 0,01 a 12 partes por peso de hexafluorzirconatos, 0,01 a 12 partes por peso pelo menos de um fluorcarbono escolhido do grupo que consiste de tetrafluorboratos, hexafluorsilicatos, e hexafluortitanatos, cerca de 0,00 a 12 partes por peso pelo menos de um composto de zinco divalente, e cerca de 0,01 a 5 partes por peso de um inibidor de corrosão orgânico solúvel em água.

[0043] Outra solução aquosa ácida efetiva consiste essencialmente de cerca de 0,01 a 22 partes por peso de um composto de cromo trivalente, cerca de 0,01 a 12 partes por peso de hexafluorzirconatos, cerca de 0,00 a 12 partes por peso pelo menos de um composto de zinco divalente, quantidades efetivas pelo menos de um composto estabilizante escolhido do grupo que consiste de compostos poliidroxi, compostos carboxilicos e misturas de compostos poliidroxi e carboxilicos, e cerca de 0,00 a 5 partes por peso de inibidor de corrosão orgânico solúvel em água.

[0044] A liga de alumínio foi obtida na forma bruta na Galvotec Inc., um fornecedor qualificado para MIL-A-24799. O Ames National Laboratory processou um lote inicial desta liga bruta de alumínio em pós esféricos usando o processo de atomização dos mesmos. A liga de metal de alumínio bruta pode ser processada em uma atmosfera de oxigênio, nitrogênio/gás inerte ou nitrogênio/hidrogênio (N2/H2), para a obtenção de pigmentos em pó de liga de alumínio esféricos. Os pós de alumínio recebidos da Ames foram peneirados em três faixas de tamanho de pó: < 20 microns, 20 a 45 microns, e 45 a 100 microns. Foram preparados exemplos com os pós de < 20 microns, porque a espessura dos revestimentos iniciais de interesse para as aeronaves navais tinham aproximadamente 25 microns ou um milésimo de espessura em polegada.

[0045] Um segundo lote de material bruto, com aproximadamente 800 libras, foi processado pela Valimet, Stockton, CA, em pós esféricos com tamanho médio de partícula de 7 microns usando atomização a gás em uma atmosfera de nitrogênio. O pó de 7 microns é o preferido porque tem três a quatro vezes menos espessura do que a média da camada básica usada em aeronaves e produzirá revestimentos de alta qualidade sem superfícies irregulares devido às partículas tendo espessura maior do que a espessura da camada básica.

[0046] O pigmento com diâmetro menor tem também uma área de superfície maior do que a de partículas de 20 + microns tipicamente disponíveis. A área superficial maior, teoricamente é mais vantajosa para a proteção contra corrosão porque é disponibilizada uma área maior do pigmento para a proteção da superfície visada de alumínio, aço, etc.

[0047] O inibidor de corrosão iônico adicionado na composição de revestimento é escolhido do grupo que consiste de (Hybricor 204), uma argila de hidro-talcita inorgânica, benzimidazola, benzotiazola, benzoaxola, difeniltriazola, benzotriazola e tolilazola. Quantidades efetivas de solvente para o revestimento, por exemplo, água ou um solvente orgânico de até cerca de 50%, por exemplo, cerca de 10 - 25% em peso do revestimento úmido.

[0048] O aglutinante para a composição de revestimento é escolhido do grupo que consiste de poliacrilatos, poliuretanas, poliimidas, polímeros derivados de epoxis, polímeros derivados de isocianatos, e os pré-polímeros ou monômeros não curados dos referidos polímeros.

[0049] O aglutinante de formação de filme também pode ser escolhido do grupo que consiste de polímeros inorgânicos derivados de silanos, siloxanos e silicones.

[0050] Descobriu-se que o pigmento em pó de liga de alumínio específico (Al-X- Y) era superior no revestimento, porque em teoria, um metal que é menos nobre do que o outro no qual ele está em contato, por exemplo, alumínio sobre aço, pode funcionar como um inibidor de corrosão quando adicionado a um revestimento como partículas de pigmentos ou pó. No entanto, as partículas de alumínio, em um revestimento ou não, possuem um filme de óxido de formação natural sobre a sua superfície o qual atua como isolante eletricamente e evita que o alumínio faça a proteção destes materiais contra corrosão. Além disso, o potencial de circuito aberto de partículas de alumínio não combinadas é essencialmente o mesmo que o substrato de liga de alumínio e o aço que eles se destinam a proteger. Como tal, não existe nenhuma força gerada (voltagem) que produzam a proteção galvânica. Assim sendo, descobriu-se que era necessário adicionar-se elementos muito pequenos de liga ao alumínio e que as ligas de alumínio para a produção da liga anódica inibem a formação de óxido de alumínio sobre a superfície das partículas. As partículas de alumínio desta natureza têm um potencial de operação próprio, permanecendo eletricamente ativas e são capazes de evitar a corrosão de metais que são mais catódicos (eletro-positivos) do que as partículas. Para fins desta invenção, a liga de alumínio Al-X-Y foi produzida em pigmentos em pó. É possível uma melhoria adicional na proteção contra a corrosão de um substrato metálico através do revestimento do pigmento em pó com um óxido de inibição de corrosão semicondutor em escala nanométrica. Este revestimento fornece as propriedades elétricas necessárias no pigmento, reduz a auto-corrosão do pigmento em pó agindo como uma barreira para o meio ambiente, e melhora a adesão de partícula a outros materiais, incluindo resinas usadas para a produção de revestimentos protetores. É possível uma melhoria ainda maior na proteção contra a corrosão de um substrato metálico, através da adição de um inibidor de corrosão iônico como triazola ou a argila talcita, o que também ajuda a inibir a auto-corrosão dos pigmentos de liga de alumínio ativos e amplia a proteção contra corrosão do metal que está sendo protegido. Os pigmentos em pó de Al-X-Y inibem a corrosão neles próprios, mas são ainda mais efetivos quando revestidos com um óxido inibidor de corrosão semicondutor e são combinados em um revestimento com um inibidor de corrosão adicional iônico, Para fins desta invenção, este inibidor inclui argila talcita, benzimidazola, benzotiazola, benzoxazola, difeniltriazola, benzotriazola e toliltriazola.

[0051] Os exemplo seguintes ilustram as composições de revestimento ricas em alumínio (Al-X-Y) desta invenção. Os exemplos apresentam um processo para o revestimento de pigmentos de liga de alumínio que são eletroquimicamente ativos, assim como partículas de alumínio standard que tipicamente são ativadas eletroquimicamente devido ao revestimento com óxido de alumínio que é formado sobre os mesmos no ambiente natural. Os exemplos também incluem o método de utilização destes pigmentos em um revestimento para inibir a corrosão de substratos metálicos. Os exemplos mostram ainda que uma quantidade efetiva de um revestimento de inibição de corrosão semicondutor pode ser produzido sobre o alumínio ou o pigmento de liga de alumínio o qual inibe a auto-corrosão do pigmento, mas não degrada as propriedade de inibição de corrosão do pigmento em um revestimento. O processo para produzir estes revestimentos e o método de utilização destes pigmentos revestidos em um revestimento de inibição de corrosão são mostrados nos exemplos.

[0052] Especificamente, os pigmentos com base em ligas de alumínio ativo, tais como AI-5%Zn-0,015ln fornecem uma proteção contra a corrosão em substratos de alumínio como o 2024 -T3 e o 7075-T6, mas algumas vezes são tendentes a "auto- corrosão", o que leva ao consumo do pigmento na sua própria reação com espécies corrosivas e não á proteção de sacrifício contra corrosão do substrato. A auto- corrosão não degrada a superfície que deve ser protegida, mas faz com que o revestimento no qual o pigmento é adicionado seja manchada, listrada e apresente produtos de corrosão brancos de óxido de alumínio e hidróxido de alumínio.

[0053] A figura 1 mostra revestimentos onde ocorre a auto-corrosão. A figura 2 mostra o substrato de alumínio depois que o revestimento foi removido com o removedor de tinta químico. A degradação, claramente estava no revestimento e não no substrato. Estes produtos de corrosão não são desejáveis em revestimentos que serão utilizados sobre objetos onde a limpeza e a aparência visual são importantes. Assim sendo, é requerido um método ou processo para inibir ou reduzir a auto- corrosão do pigmento de liga de alumínio ativo, que não interfira com o desempenho de sacrifício contra a corrosão do pigmento de liga de alumínio ativo.

Exemplo 1

[0054] Composição e processo para a aplicação de um revestimento de inibição de corrosão semicondutor para ativar pigmentos de liga de alumínio. Em 1 litro de água destilada, adicionar 3,0 g de sulfato de cromo básico, 4,0 g de hexafluorzirconato de potássio, e 0,12 g de tetrafluorborato de potássio. Agitar a solução até serem dissolvidos todos os produtos químicos e deixar em repouso durante sete dias antes do uso para permitir que o polímero inorgânico de sulfato de cromo forme um complexo com os sais de fluoreto e entre em equilíbrio. Diluir esta solução a 40% em volume com água destilada.

[0055] Foram adicionadas aproximadamente 100 g de AI-5%Zn-0,015ln em partículas a um frasco de 1 litro. As partículas processadas tinham 40 a 100 microns de diâmetro e eram esféricas. Adicionar ao frasco aproximadamente 500 ml de solução de polímero inorgânico nas condições ambientes e agitar ou mexer durante aproximadamente 5 minutos. O pó tende a ser decantado rapidamente na solução, e assim sendo é necessária uma agitação constante. Depois de 5 minutos, decantar a solução de polímero inorgânico

[0056] O pó úmido foi adicionado lentamente a um funil grande Buchner com papel de filtro. Depois de ser adicionada a suspensão úmida, foi aplicado vácuo. O pó foi lavado aproximadamente três vezes com água destilada para a remoção de solução de polímero inorgânico não reagida. Depois da lavagem, a torta de pó e o papel de filtro a foram removidos e colocados em um grande vidro de relógio e deixados secar bem nas condições ambientes durante a noite. De manhã, o pó revestido foi secado para ser manipulado e colocado em um recipiente de vidro e foi selado.

Exemplo 2

[0057] Composição e processo para a aplicação de um revestimento de inibição de corrosão semicondutor em pigmentos de alumínio 99,99% puros. Foi seguido um processo idêntico ao exemplo 1, exceto que as partículas revestidas eram glóbulos de alumínio 99,99% puros com 10a 20 microns de diâmetro.

Exemplo 3

[0058] Uma segunda composição e um processo para a aplicação de um revestimento de inibição de corrosão semicondutor em pigmentos de liga de alumínio ativo. Foi executado um processo idêntico ao exemplo 1, exceto que os pigmentos de liga de alumínio ativos tinham um diâmetro de 10 a 20 microns e foram adicionadas 2,0 g por litro de sulfato de zinco na solução de polímero inorgânico depois da reação durante 7 dias depois da diluição a 40% em volume.

Exemplo 4

[0059] Uma terceira composição e processo para a aplicação de um revestimento inibidor de corrosão semicondutor para a ativação de pigmentos de liga de alumínio

[0060] Foi seguido um processo idêntico ao exemplo 1, exceto que os pigmentos de liga de alumínio ativos tinham um diâmetro de 10 a 20 microns e foram adicionadas 2,0 g por litro de sulfato de zinco e 1,0 g por litro de glicerol na solução de polímero inorgânico depois da reação durante sete dias e depois da diluição a 40% em volume.

Exemplo 5

[0061] Uma quarta composição e processo para a aplicação de um revestimento inibidor de corrosão semicondutor para ativar pigmentos de alumínio. Foi executado um processo idêntico ao exemplo 1, exceto que os pigmentos de alumínio ativo tinham um diâmetro de 10 a 20 microns.

Exemplo 6

[0062] Método para misturar e aplicar um revestimento com pigmentos de liga de alumínio ativo revestidos, em comparação com um revestimento com pigmentos de liga de alumínio ativo não revestidos e pigmentos de liga de alumínio não revestidos com um inibidor de corrosão iônico.

[0063] Os pigmentos revestidos preparados no exemplo 1 foram adicionados a uma resina de uretana curada úmida (Desmodur E-28) com uma carga de aproximadamente 72% em peso de pigmento/resina. O revestimento liquido foi feito por aspersão em painéis de teste de liga de alumínio de 2024-T3 e 7075-T6 e deixados curar durante 24h. Depois da cura, os revestimentos foram aplicados no metal básico e colocados em gabinetes de teste por aspersão acelerada de sal de acordo com o ASTM B117 e o ASTM G85, anexo 4. Os painéis foram mantidos em suportes plásticos a 15 ° na vertical.

[0064] Ao mesmo tempo, foram preparados revestimentos com o mesmo sistema de resina e carga pigmento/resina com partículas de liga de alumínio ativo não revestidas (diâmetro de 41 a 100 microns) com uma quantidade adicional de 2,5% em peso de argila talcita ou inibidor de corrosão iônico. Como resultado, foram colocados lado a lado os revestimentos de pigmentos de alumínio ativo não revestidos, pigmentos de alumínio revestidos e pigmentos de alumínio não revestidos, e pigmentos de alumínio não revestidos com um inibidor de corrosão adicional.

[0065] As figuras 3 e 4 mostram os três revestimentos, depois de 500 horas de exposição a uma aspersão de sal de acordo com o ASTM B117. Fica claro que é conseguida uma grande redução da auto-corrosão nos revestimento dos pigmentos de alumínio ativo. Para o 7075 -T6, o desempenho é quase tão bom quanto o revestimento com um inibidor de corrosão iônico adicionado.

Exemplo 7

[0066] Método para mistura e aplicar um revestimento com pigmentos de liga de alumínio ativo (exemplo 5) comparado com um revestimento com pigmentos de alumínio 99,99% puros revestidos (exemplo 2) e pigmentos de alumínio 99,99% puros não revestidos.

[0067] Os pigmentos revestidos preparados no exemplo 2 e no exemplo 5 e os pigmentos de alumínio a 99,99% não revestidos de 10 a 20 microns foram adicionados individualmente a um aglutinante de resina de uretana curada úmida (Desmodur E-28) com aproximadamente 72% em peso de carga de pigmento/resina. Os revestimentos líquidos foram aplicados por aspersão em painéis de teste de liga de alumínio de 2024-T3 e 7075-T6 deixados curar durante 24h. Depois da cura, os revestimentos foram aplicados no metal básico e colocados em gabinetes de teste sob aspersão de sal acelerada de acordo com o ASTM B117 e o ASTM G85. Os painéis foram mantidos em suportes plásticos a 15 ° na vertical.

[0068] A figura 5 mostra o desempenho de revestimentos em painéis de alumínio de 7075-T6 depois de 336 horas sob aspersão de sal de acordo com o ASTM B117. O revestimento de controle de pigmento de alumínio 99,99% puro não revestido está na esquerda, o revestimento de pigmento de alumínio a 99,99% puro revestido está no meio, e o revestimento de pigmento de liga de alumínio ativo revestido está no lado direito. Comparando-se os painéis da esquerda e do meio, fica evidente que é melhorada a resistência à corrosão através do revestimento com pigmentos de liga de alumínio 99,99% puro. O processo de revestimento em melhorou as propriedades de inibição de corrosão de pigmentos de alumínio puro e pode produzir alumínio puro e ligas de alumínio standard que formam naturalmente os materiais possíveis de revestimento de óxido de alumínio isolante para uso como pigmento de inibição de corrosão. Os pigmentos de alumínio ativo revestidos tiveram um desempenho melhor do que os pigmentos de alumínio 99,99% puro, conforme pode ser visto por comparação dos painéis da esquerda e do meio com o painel da direita. Este exemplo mostra as melhorias, etapa por etapa, feitas através do revestimento de um pigmento e então o uso da liga de alumínio ativo, sem a adição de nenhum inibidor ou outros produtos químicos.

[0069] Figura 5: Revestimentos de uretana sobre o 7075-T6 depois de 336 horas de aspersão por sal neutro de acordo com o ASTM B117: pigmento de alumínio 99,99% puro não revestido, nenhum inibidor (1), pigmento de alumínio 99,99% puro revestido (m), pigmento de alumínio ativo revestido, nenhum inibidor (r).

Exemplo 8

[0070] O método para misturar e aplicar revestimentos com pigmentos de liga de alumínio ativo, com três revestimentos diferentes, (comparação do desempenho dos pigmentos feitos nos exemplos 1, 3 e 4 em revestimentos de polímero de uretana).

[0071] Os pigmentos revestidos preparados nos exemplos 1, 3 e 4 foram adicionados individualmente a uma resina de uretana curada úmida (Desmodur E- 28) com uma carga de aproximadamente 72% em peso de pigmento/resina. Os revestimentos líquidos foram aplicados por aspersão em painéis de teste de ligas de alumínio de 2024-T3 e 7075-T6 deixados curar durante 24h. Depois da cura, os revestimentos foram aplicados no metal básico e colocados em gabinetes de teste sob aspersão salgada acelerada de acordo com o ASTM B117 e o ASTM G85 anexo

4. Os painéis foram mantidos em suportes plásticos a 15 ° na vertical.

[0072] A figura 6 mostra o desempenho de revestimentos em painéis de alumínio 2024-T3 depois de 336 horas sob aspersão de sal de acordo com o ASTM B117. O pigmento de liga de alumínio ativo revestido de acordo com o exemplo 1 está na esquerda, o pigmento de liga de alumínio revestido de acordo com o exemplo 3 está no meio, e a liga de alumínio revestido de acordo com o exemplo 4 está no lado direito. Na comparação dos três painéis, fica evidente que os revestimentos aplicados pelas três composições diferentes são todos efetivos. Foi documentado desempenho relativo semelhante depois de 2000 horas de exposição e todos eles são melhores do que o revestimento feito a partir do pigmento de alumínio ativo não revestido, conforme descrito no exemplo 6.

[0073] Figura 6: Revestimentos de uretana sobre 2024-T3 depois de 336 horas de aspersão de sal neutro de acordo com o ASTM B117: pigmento de alumínio ativo revestido (de acordo com o exemplo 1), nenhum inibidor (1), pigmento de alumínio ativo revestido (de acordo com exemplo 3), nenhum inibidor (m), pigmento de alumínio ativo revestido (de acordo com o exemplo 4), nenhum inibidor (r).

Exemplo 9

[0074] Método para misturar e aplicar revestimentos com pigmentos de alumínio ativo revestido preparados no exemplo 5, com e sem inibidor de corrosão iônico adicional adicionado no revestimento.

[0075] As partículas revestidas preparadas no exemplo 5 foram adicionadas a uma resina de uretana curada úmida (Desmodur E-28) com aproximadamente 72% em peso/carga de pigmento/resina. Foi feito um segundo revestimento da mesma forma, exceto que também foram adicionados 2, 5% em peso de inibidor de argila calcita. Os revestimentos líquidos foram aplicados por aspersão em painéis de teste de liga de alumínio de 2024-T3 e 7075-T6 e deixados curar durante 24h. Depois da cura, os revestimentos foram aplicados na base metálica e colocados em gabinetes de teste de nebulização salgada acelerada de acordo com o ASTM B117 e ASTM G85. Os painéis foram mantidos em suportes plásticos a 15 0 da vertical.

[0076] A figura 7 mostra o desempenho dos revestimentos sobre painéis de alumínio 2024 -T3 depois de 336 horas sob nebulização salgada de acordo com o ASTM B117. O revestimento com o pigmento de liga de alumínio ativo revestido de acordo com o exemplo 5 está na esquerda e o revestimento com o pigmento de liga de alumínio ativo revestido de acordo com o exemplo 5 com o inibidor de corrosão iônico adicional está na direita. Conforme mostrado na figura 7, a adição do inibidor melhora o desempenho do revestimento, eliminando completamente a auto- corrosão.

[0077] Figura 7: Revestimentos de uretana sobre 2024-T3 depois de 336 horas de nebulização salgada neutra de acordo com o ASTM B117: pigmento de alumínio ativo (de acordo com exemplo 5) revestido, nenhum inibidor (1) e pigmento de alumínio ativo revestido (de acordo com o exemplo 5) com 2, 5% de inibidor de argila de talcita (r).

Exemplo 10

[0078] Método para misturar e aplicar revestimentos com partículas de alumínio ativo não revestidas com inibidor de corrosão adicional em um sistema de resina * epóxi de dois componentes.

[0079] Partículas não revestidas com diâmetro de 10 a 20 microns de AI-5%Zn- 0,015ln foram adicionadas em um sistema de resina epóxi de dois componentes (Araldite GZ 571 T-75) com carga de aproximadamente 89% em peso de pigmento/resina. Foi preparado um segundo revestimento da mesma forma, exceto que foi também adicionado Nubicoat HWR (um pigmento azul) e dióxido de titânio a 9,72 e 4,86% em peso, respectivamente. Ambos os revestimentos receberam um inibidor de corrosão de argila talcita com aproximadamente 2, 5% a em peso. Os revestimentos líquidos foram aplicados por nebulização em painéis de teste de liga de alumínio de 2024 -T3 e 7075-T6 e deixados curar durante 24h nas condições do meio ambiente e então curadas forçadamente durante 24h a 150 0 F (65°C). Depois Ída cura os revestimentos foram aplicados na base metálica e colocados em gabinetes de teste de atmosfera salgada acelerada de acordo com o ASTM B117 e ASTM G85. Os painéis foram mantidos em suportes plásticos a 15 ° da vertical.

[0080] A figura 8 mostra o desempenho dos revestimentos sobre painéis de alumínio 2024-T3 depois de 1000 horas em atmosfera salgada de acordo com o ASTM B117. O painel no topo a esquerda é o revestimento epóxi com o pigmento de liga ativo por si próprio, mostrando auto-corrosão tipica. O painel no topo a direita é o mesmo painel depois da lavagem química do revestimento, não mostrando nenhum dano na liga de substrato. O painel no topo a esquerda é o revestimento epóxi com pigmento de liga ativo, pigmento azul e dióxido de titânio. A adição destes materiais reduz a auto-corrosão do revestimento e não reduz as características de inibição de corrosão do pigmento de alumínio ativo, conforme mostrado pelo painel no lado inferior a direita, que teve o revestimento removido.

[0081] A figura 9 mostra estes dois revestimentos com poliuretana de dois componentes aplicada no topo dos mesmos, típico de sistemas de revestimento protetor. Depois de 1000 horas no ASTM B117, não existe nenhuma corrosão em qualquer painel, demonstrando as excelentes propriedades de inibição de corrosão dos revestimentos referidos. O revestimento com pigmento azul está no lado direito.

[0082] A figura 10 mostra o revestimento com pigmento azul sobre o alumínio 2024 -T3 depois de 2000 horas em atmosfera salgada de "SO2" de acordo com o ASTM G85, anexo 4. Este é um teste extremamente agressivo, tipicamente cinco vezes mais agressivo do que aquele da atmosfera salgada de acordo com o ASTM B117. Conforme é mostrado, não existe nenhuma corrosão sobre o painel. Este é um desempenho admirável e muito melhor do que as camadas básicas com alto teor de sólidos do Estado da Arte usados atualmente em sistemas de armas aeroespaciais, que são mostrados a seguir para comparação, depois de somente 500 horas em atmosfera salgada de SO2 sobre alumínio 2024-T3. Estas camadas básicas são baseadas em cromo hexavalente, um carcinogeno, e visadas em todo o mundo para eliminação. A referida camada básica não tem cromo hexavalente. O teste foi interrompido no revestimento azul a 2500 horas, sem nenhuma presença de corrosão.

[0083] Os exemplos mostram que os revestimentos feitos com uma combinação de pó-pigmento e adição de um inibidor de corrosão iônico produz as melhores composições de revestimento. Estes revestimentos protegem efetivamente as ligas de substrato de alumínio, 2024-T3 e 7075-T6, em ambientes múltiplos de teste, em atmosfera salgada, de acordo com o ASTM B117 e o ASTM G85, anexo 4. A composição de pó-pigmento de liga de alumínio revestido com o inibidor de corrosão iônico adicional é efetiva independentemente do tamanho do pigmento, de 2 a 100 microns, ou sistema aglutinante, por exemplo, aglutinantes de uretana ou epóxi A solução de polímero inorgânico deposita um revestimento de óxido de zircônio inibidor de corrosão semicondutor sobre os pigmentos de liga de alumínio, independentemente do tipo de liga, e reduz ou elimina a auto-corrosão do pigmento quando os referidos pigmentos de liga de alumínio são adicionados em um sistema aglutinante, aplicados em substratos de alumínio e expostos à atmosfera salgada corrosiva.

[0084] Exemplos específicos de ligas de alumínio usadas para a preparação de revestimentos foram obtidos da Galvotec, Inc. que tem a seguinte análise química: MÍI-DTL-24779A

[0085] A composição química da liga de alumínio útil para preparação das composições de revestimento desta invenção é mostrada na tabela A Tabela A composição química

[0086] Os aglutinantes poliméricos inorgânicos e orgânicos usados para a preparação das composições de revestimento de pó- pigmento de liga de alumínio variam de cerca de 5 a 80 partes, e de preferência, 30 a 50 partes por peso dos revestimentos curados.

[0087] Os aglutinantes de formação de filme usados na preparação dos revestimentos de liga de alumínio da invenção incluem polímeros derivados de epóxis, isocianatos, acrílicos, e os polímeros não curados ou precursores destes polímeros incluindo as poliimidas e os precursores, i.e., os ácidos poliâmicos. Estes polímeros de imida são bem conhecidos e incluem os precursores de poliimida derivados de dianidridos aromáticos, poliaminas e terminações monofuncionais reticuladas reativas. Os dianidridos preferidos incluem piromeliticdianidrido (PMDA); benzofenona dianidrido tetracarboxilico; (hexafluorisopropilideno)-bis(anidrido ftalico) (HFDA); dianidrido bifeniltetracarboxilico (BPDA); e dianidrido benzofenona tetracarboxilico. Várias aminas aromáticas polifuncionais, incluindo diaminas, triaminas e tetraminas e misturas das mesmas podem ser usadas para a preparação dos precursores ou polímeros de poliimida. Outros polímeros conhecidos incluem polimeros de resinas epóxi ou epóxis ou os precursores, e polímeros derivados de isocianatos. Para fins desta invenção, o termo "precursores epóxi" inclui compostos epóxi ou epóxis tendo um ou mais grupos oxiranos, i.e., um átomo de oxigênio ligado em átomos de carbono vizinhos. Vários precursores de epóxis especialmente adequados para fins desta invenção são precursores que são líquidos na temperatura ambiente. Especificamente, os precursores epóxi incluem compostos que podem ser caracterizados como compostos alifáticos saturados ou insaturados, cicloalifáticos, aromáticos ou heterocíclicos. Os precursores epóxi curáveis poderão ser preparados em vários solventes, incluindo solventes orgânicos que se liberam do revestimento por evaporação durante a etapa de cura. Estes solventes são bem conhecidos e incluem, por exemplo, ésteres, tais como acetato de butila, acetato de etila, acetatos de etileno glicol monoetil éter ( acetato de Cellosolve)), acetato de metil Cellosolve, e os éter álcoois.

[0088] Um aglutinante preferido para os revestimentos de aluminio-X-Y é constituído por poliuretanas derivadas de isocianatos, e mais especialmente, as poliuretanas alifáticas derivadas da reação de polióis e isocianatos alifáticos multifuncionais. O poliol, de preferência, é utilizado em um solvente orgânico, por exemplo, tolueno, xileno, n-butil acetato, metil etil cetona, etc. O número de hidroxilas do poliol, e o teor de isocianato (NCO) ou os pesos equivalentes de isocianato e poliol são determinados para obter-se a poliuretana desejada. Os polióis e isocianatos preferidos são reagidos em quantidades aproximadamente estequiométricas de forma que a relação entre NCO e a hidroxila varia de cerca de 0,85 a 1,6 equivalentes de NCO para 1,0 equivalentes de OH. Compostos específicos usados na preparação destes aglutinantes incluem, por exemplo, isocianatos, tais como: difenilmetano-4,4'-diisocianato, tolueno-2,4-diisocianato, tetrametileno diisocianato, decametileno diisocianato, etileno diisocianato, propileno- 1,2- diisocianato, e semelhantes. Póliisocianatos preferidos incluem hexametileno diisocianato e metileno-bis-(4-cicloexíl isocianato), por exemplo, DESMODUR -N. Através da seleção dos polióis apropriados e através do ajuste da relação entre NCO e OH, podem ser controladas as propriedades físicas e a eficiência do filme, tais como a resistência do filme, a flexibilidade, a resistência química, a resistência a solvente, etc, ao longo de uma larga faixa.

[0089] Exemplos e de outros aglutinantes incluem os poliacrilatos, tais como polialquil acrilatos, polimetacrilatos, polimetil metacrilato, polibutil metacrilato, polietil metacrilato, polipropil metacrilato, e combinações dos mesmos. Também são incluídos aglutinantes como os revestimentos em emulsão de látex acrílicos solúveis em água.

[0090] Aglutinantes inorgânicos que podem ser usados na invenção atual incluem aqueles descritos em "E L Smith ed., Generic Coating Types: An Introduction to Industrial Maintenance Coating Materials, Pittsburgh." Esta publicação de tecnologia é incorporada como referência. Por exemplo, as composições de revestimento preparadas com aglutinantes inorgânicos que têm uma estrutura de SiO2 modificada podem ser derivadas de silicatos, silanos, siloxanos ou silicones.

[0091] Os revestimentos podem ser aplicados no substrato na forma de uma suspensão ou solução em um solvente adequado como água, como acontece em revestimentos de látex ou combinação de solventes. A aplicação pode ser feita, como exemplo, por qualquer técnica, tais como nebulização, escovamento, rolagem, mergulho, imersão, para obter-se uma espessura de revestimento adequada, que varia até cerca de 10 (dez) mils.

[0092] É conhecida uma variedade de solventes orgânicos que podem ser usados para fins desta invenção na preparação de revestimentos orgânicos. Os solventes preferidos sâo solventes substancialmente não polares ou oleofílicos. Este solventes incluem hidrocarbonetos aromáticos ou alifáticos. Solventes aromáticos incluem benzeno, tolueno, xilenos, nafta, e frações da destilação de petróleo. Solventes de hidrocarbonetos alifáticos incluem hexano, cicloexano, heptanos, octanos, e hidrocarbonetos lineares e ramificados semelhantes, e misturas dos mesmos, geralmente tendo 4-16 átomos de carbono, sendo incluídas frações alifáticas da destilação de petróleo, incluindo espíritos minerais e várias misturas destes solventes em qualquer proporção. Os sistemas aquosos incluem as resinas acrílicas bem conhecidas para uso em revestimentos de látex.

[0093] Agentes de umidificação utilizados para a aplicação dos revestimentos na superfície metálica sâo adicionados nos revestimentos em quantidades que variam de cerca de 0,0 - 5,0 partes por peso, e de preferência, em quantidades que variam de cerca de 0,1 a 2,0 partes. Estes agentes de umidificação, de preferência, incluem os glicóis de peso menor, tais como etileno ou propileno glicóis, os álcoois alifáticos, alcoxi álcoois, éteres, éter álcoois, glicol éteres, e combinações dos mesmos.

[0094] A viscosidade ou a espessura do revestimento podem ser ajustados para o método especifico de aplicação através da adição de água para revestimentos de látex ou solventes orgânicos inertes para revestimentos orgânicos. A superfície metálica revestida poderá ser secada através de exposição no ar ou tratamento em forno. Se a composição de revestimento tem a viscosidade correta, o revestimento ou filme podem ser aplicados diretamente na superfície metálica e o tratamento em forno poderá não ser necessário. A espessura do filme pode não ser crítica, no entanto, uma quantidade efetiva suficiente para formar um revestimento de até cerca de 0,004 polegadas ou mais por pé quadrado para revestimentos de estruturas de aeronaves ou outros membros estruturais poderá ser suficiente para fornecer proteção adequada contra corrosão. Os revestimentos de inibição de corrosão são aplicados sobre substratos metálicos e sobre o pó-pigmentos de liga de alumínio com uma espessura que varia de cerca de 0,001 a 0,003 polegadas, por exemplo, até 10 mils. O revestimento poderá ser aplicado por vários métodos, incluindo a nebulização, rolagem, ou escovamento sobre a superfície, dependendo da viscosidade. A viscosidade do revestimento para a aplicação específica poderá ser obtida ajustando-se o teor do solvente dentro das faixas especificadas através da r escolha de reagentes específicos usados para formar o aglutinante polimérico.

[0095] Embora esta invenção tenha sido descrita através de vários exemplos específicos é claro que para uma pessoa adestrada na arte existem outras variações e modificações que podem ser feitas sem se afastarem do espírito e do escopo da invenção, conforme especificamente apresentado nas reivindicações anexas.

Claims

1. Pó-pigmento de liga de alumínio galvânico, caracterizado pelo fato de ser preparado em uma atmosfera escolhida do grupo que consiste em oxigênio, nitrogênio/gás inerte e nitrogênio-hidrogênio, e tendo um tamanho de partícula que varia de 2 a 100 mícrons; o referido pó-pigmento de liga de alumínio tendo a fórmula alumínio-X-Y onde X é um elemento escolhido do grupo que consiste em zinco, cádmio, magnésio, bário e manganês, e Y é um elemento escolhido do grupo que consiste em índio, gálio, estanho, e bismuto; o referido pó-pigmento de liga de alumínio revestido com uma quantidade efetiva de revestimento de inibição de corrosão semicondutor derivado de uma solução aquosa ácida que consiste essencialmente, em partes em peso, de 0,01 a 22 partes de um composto de cromo trivalente, de 0,01 a 12 partes de hexafluorzirconato, de 0,01 a 12 partes de pelo menos um composto escolhido do grupo que consiste em tetrafluorboratos, hexafluorsilicatos e hexafluortitanatos.

2. Pigmento-pó de liga de alumínio de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que consiste ainda em 0,00 a 12 partes de pelo menos um composto de zinco divalente, e/ou de 0,00 a 5 partes em peso peso de inibidor de corrosão orgânico solúvel em água.

3. Pigmento-pó de liga de alumínio de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracterizado pelo fato de que X é zinco e Y é índio.

4. Pigmento-pó de liga de alumínio de acordo com a reivindicação 3, caracterizado pelo fato de que o composto de zinco divalente é sulfato de zinco; e/ou o referido pigmento tem um tamanho de partícula que varia de 20 a 40 microns; e/ou o fluormetalato no referido revestimento de inibição de corrosão semicondutor é um tetrafluorborato alcalino metálico; e/ou o hexafluorzirconato ser um hexafluorzirconato alcalino metálico.

5. Pigmento-pó de liga de alumínio de acordo com a reivindicação 4, caracterizado pelo fato de que o referido pigmento é preparado em uma atmosfera de nitrogênio- hidrogênio; e/ou o referido pigmento é preparado em uma atmosfera de oxigênio; e/ou o referido pigmento é revestido com uma solução aquosa tendo um pH que varia de 2,5 a 5,5.

6. Composição eletroquimicamente resistente à corrosão, caracterizada pelo fato de que é para a aplicação em substratos metálicos, consistindo essencialmente em, em partes por peso, de 5 a 80 partes de um aglutinante; de 20 a 80 partes de um pó-pigmento de liga de alumínio galvânico preparado em uma atmosfera escolhida do grupo que consiste em oxigênio, nitrogênio-gás inerte e nitrogênio-hidrogênio, e tem um tamanho de partícula que varia de 2 a 100 mícrons; o referido pó-pigmento de liga de alumínio revestido com uma quantidade efetiva de um inibidor de corrosão, e tem a fórmula alumínio-X-Y, onde X é um elemento escolhido do grupo que consiste em zinco, cádmio, magnésio, bário, manganês, e Y é um elemento escolhido do grupo que consiste em índio, gálio, estanho e bismuto.

7. Composição resistente a corrosão de acordo com a reivindicação 6, caracterizada pelo fato que consiste adicionalmente em: 0,0 a 10 partes de pelo menos um inibidor de corrosão iônico; e/ou 0,0 a 5,0 partes de pelo menos de um agente de umidificação ou tensoativo.

8. Composição resistente a corrosão de acordo com a reivindicação 6 ou 7, caracterizada pelo fato de que o aglutinante é um aglutinante formador de filme.

9. Composição resistente a corrosão de acordo com qualquer uma das reivindicações 6 a 8, caracterizada pelo fato de que o pó-pigmento de liga de alumínio é revestido com uma quantidade efetiva de um revestimento de inibição de corrosão semicondutor derivado de uma solução aquosa ácida consistindo essencialmente em 0,01 a 22 partes de um composto de cromo trivalente, de 0,01 a 12 partes de um hexafluorzirconato, de 0,01 a 12 partes de pelo menos um fluorcarbono escolhido do grupo que consiste em tetrafluorboratos, hexafluorsilicatos, e hexafluortitanatos.

10. Composição resistente a corrosão de acordo com a reivindicação 9, caracterizada pelo fato de que consiste adicionalmente em: 0,00 a 12 partes de pelo menos um composto de zinco divalente, e/ou 0,00 a 5 partes por peso de um inibidor de corrosão orgânico solúvel em água.

11. Composição resistente a corrosão de acordo com a reivindicação 9 ou 10, caracterizada pelo fato de que pelo menos um dos compostos de zinco divalente é sulfato de zinco; e/ou o pH da solução aquosa ácida varia de 2, 5 a 5, 5.

12. Composição resistente a corrosão de acordo com a reivindicação 7, caracterizada pelo fato de que o inibidor de corrosão iônico é escolhido do grupo que consiste em uma argila de talcita inorgânica, benzimidazola, benzotiazola, benzoxazola, difeniltriazola, benzotriazola, e toliltriazola.

13. Composição resistente a corrosão de acordo com a reivindicação 12, caracterizada pelo fato de que os referidos inibidores de corrosão iônicos estão presentes na composição de revestimento de inibição de corrosão semicondutora em quantidades que variam de 1,0 a 10 partes por peso; e/ou o inibidor de corrosão iônico é argila talcita e o pó-pigmento de liga de alumínio tem a fórmula alumínio-zinco-índio.

14. Composição resistente a corrosão de acordo com a reivindicação 6, caracterizada pelo fato de que a relação de uma quantidade efetiva de revestimento de inibição de corrosão semicondutora varia de 10 partes por peso do inibidor a 100 partes por peso do pó-pigmento de liga de alumínio; e/ou a relação de uma quantidade efetiva de revestimento de inibição de corrosão semicondutora varia de 10 partes por peso do inibidor a 100 partes por peso do pó-pigmento de liga de alumínio e a relação de pó- pigmento de alumínio-X- Y varia de 50 a 70 partes e o aglutinante varia de 50 a 30 partes.

15. Composição resistente a corrosão de acordo com a reivindicação 8, caracterizada pelo fato de que o aglutinante de formação de filme é escolhido do grupo que consiste em poliuretanas, poliimidas, poliacrilatos, polímeros derivados de diisocianatos, polímeros derivados de epóxi e os pré-polímeros não curados dos referidos polímeros; o aglutinante de formação de filme é escolhido do grupo que consiste em poliuretanas, poliimidas, poliacrilatos, polímeros derivados de diisocianatos, polímeros derivados de epóxi e os pré-polímeros não curados dos referidos polímeros e o pó-pigmento de liga de alumínio tem a fórmula alumínio-zinco-índio e tem um tamanho de partícula que varia de 20 - 40 mícrons.