BRPI1010386A2 - composição de revestimento para substratos metálicos, substrato metálico revestido e método de proteger um substrato metálico de corrosão - Google Patents

Abstract

composição de revestimento para substratos metálicos, substrato metálico revestido e método de proteger um sub strato metálico de corrosão. é descrito um método para prover um revestimento de proteção anti-corrosão para um substrato de metal que usa uma composição de revestimento compreendendo uma resina e uma molécula de ligação em ponte polifuncional para ambos se ligar a resina e para quelar a resina polimérica ligada diretamente ao substrato de metal. uma categoria de moléculas de ligação em ponte polifuncional inclui pelo menos uma função amina para se ligar a uma resina e pelo menos uma função carboxilato, tiol, silano, fenolato, acetoacetonato, imina, fosfato, ou fosfonato para se quelar a um substrato de metal. e teorizado que a função amina pode ligar determinadas cadeias pendentes em resinas de revestimento através de uma reação de adição de michael enquanto as funções carboxilato, tiol, silano, fenolato, acetoacetonato, imina, fosfato, ou fosfonato se quelam ao substrato de metal. estas moléculas de ligação em ponte polifuncional provêem uma ligação orgânica da resina para os substratos de metal.

Description

“COMPOSIÇÃO DE REVESTIMENTO PARA SUBSTRATOS

METÁLICOS, SUBSTRATO METÁLICO REVESTIDO E MÉTODO DE PROTEGER UM SUBSTRATO METÁLICO DE CORROSÃO” PEDIDOS RELACIONADOS NENHUM.

ESPECIFICAÇÃO COM RELAÇÃO A PESQUISA PATROCINADA

PELO GOVERNO

NENHUMA

CAMPO TÉCNICO

Esta invenção se refere geralmente a ligação de revestimentos orgânicos a substratos, e, mais particularmente, a ligação de resinas de revestimentos orgânicos a substratos metálicos através de moléculas de ligação em ponte polifuncional para prover propriedades melhoradas tal como resistência a corrosão e ligação a substratos metálicos.

FUNDAMENTO DA INVENÇÃO

Resinas de revestimento têm sido usadas há muitos anos para revestir substratos metálicos. As resinas de revestimento são projetadas para prover resistência à corrosão, para prover propriedades mecânicas para o substrato, para produzir as características físicas do substrato, ou para mudar a aparência do substrato. Tipicamente as resinas de revestimento são polímeros orgânicos e os substratos são metálicos. Frequentemente moléculas de reticulação são usadas para reticular cadeias de polímeros na resina desse modo efetuando a sua interação com o substrato. Algumas vezes compostos inorgânicos são usados no processo de revestimento para aumentar as interações entre a resina de revestimento e o substrato. Tipicamente os tratamentos compreendem um pré-tratamento com uma solução de fosfato seguido por um revestimento de conversão de cromato. Além disso, estes tratamentos típicos exigem também muitas condições acídicas. Existe atualmente um desejo de substituir o fosfato e o cromato dos compostos inorgânicos devido à preocupação a cerca de seu impacto ambiental. Além disso, é desejável aumentar a ligação de resinas de revestimento a substratos especialmente usando compostos orgânicos. Finalmente, é desejável desenvolver moléculas de ligação em ponte polifuncional que são capazes de se ligar a resina e ao substrato em um pH neutro ou alcalino.

SUMÁRIO DA INVENÇÃO

Em termos gerais, esta invenção prove processos de reação e moléculas de ligação em ponte polifuncional que permitem que as moléculas de ligação em ponte polifuncional se liguem a resina e se quelem diretamente a substratos metálicos. A presente invenção elimina a necessidade do pré- tratamento do substrato de metal com fosfatos ou outros pré-tratamentos. Em uma forma de realização acredita-se que o processo de ligação da resina para a molécula de ligação em ponte ocorre através de um processo de conjugação Michael pra formar um produto de adição de Michael. A molécula de ligação em ponte também inclui pelo menos um grupo quelante para a quelar no substrato de metal. Grupos quelantes típicos utilizáveis em todas as formas de realização da presente invenção incluem carboxilatos, tióis, silanos, fenolatos, acetoacetonatos, iminas, fosfatos, e fosfonatos. Grupos funcionais que podem participar na conjugação de Michael Functional incluem na resina β- dicetonas, tais como são encontradas no metacrilato de acetoacetóxietila, com grupos funcionais na molécula de ligação em ponte incluindo aminas primárias, aldeídos, tióis, isocianatos, melamina, e alquenos pobres em elétrons. Em outra forma de realização, uma enamina é formada quando o grupo β-dicetona na resina reage com uma amina secundária na molécula de ligação em ponte para formar a enamina, em vez de por uma conjugação Michael. Em outra forma de realização a reação entre a resina e a molécula de ligação em ponte envolve formação de hidrazona usando grupos funcionais da resina que são acrilamidas, tal como dicetona acrilamida, e um grupo funcional de molécula de ligação em ponte que é uma hidrazida. Em outra forma de realização a reação entre a molécula de ligação em ponte e a resina envolve aminação redutiva. Nesta reação a resina tem um grupo amina primário ou secundário e a molécula de ligação em ponte tem um grupo funcional aldeído. Esta reação podería exigir o uso de um agente de redução para tomar a reação irreversível. Na forma de realização final a reação entre a resina e a molécula de ligação em ponte ocorre através da formação de amida.

Nesta forma de realização a resina tem um grupo funcional amina ou carboxilato e a molécula de ligação em ponte tem o outro de ou um grupo de fimção carboxilato ou amina.

Estes e outros aspectos e vantagens desta invenção se tomaram mais aparentes para os versados na arte a partir da descrição detalhada de uma forma de realização preferida. Os desenhos que acompanham a descrição detalhada são descritos abaixo.

DESCRIÇÃO RESUMIDA DOS DESENHOS A figura 1 é uma representação esquemática de uma reação de adição Michael que pode ocorrer em uma forma de realização entre uma cadeia pendente de um metacrilato de acetoacetóxietila em um polímero de resina (P) e uma molécula de ligação em ponte projetada de acordo com a presente invenção.

DESCRIÇÃO DETALHADA DE UMA FORMA DE REALIZAÇÃO

PREFERIDA A presente invenção é dirigida ao uso de moléculas de ligação em ponte polifuncional orgânicas para auxiliar na ligação de resinas de revestimento a substratos metálicos. No passado compostos de reticulação têm sido usados para reticular cadeias de polímeros de resinas de revestimento juntas. Um exemplo típico de tal reticulador que liga cadeias de polímeros juntas é o composto hexametilenodiamina. As funções amina em cada extremidade de hexametilenodiamina podem reagir com grupos funcionais em cadeias pendentes, por exemplo, a partir a incorporação de metacrilato de acetoacetóxietila (AAEM) dentro do polímero, na resina de polímero. Tipicamente um composto inorgânico é em seguida usado para ajudar a ligar ou quelar a resina de revestimento reticulada ao substrato metálico. Seria vantajoso substituir estes compostos inorgânicos que dão aumentada preocupação ambiental através de seu uso. Além disso, seria vantajoso criar um método para criar ligações entre a resina de revestimento e os substratos metálicos que contam com compostos orgânicos.

Como descrito acima existe uma série de reações potenciais que podem ser usadas para ligar uma molécula de ligação em ponte polifuncional a grupos de resina funcional. As reações potenciais incluem conjugação de Michael, formação de enamina, formação de hidrazona, aminação redutiva, e formação de amida. Abaixo estão exemplos específicos de uso de moléculas de ligação em ponte polifuncional em uma conjugação Michael em conjunção com grupos quelantes carboxilato e tiol na molécula de ligação em ponte para se quelar ao substrato de metal. A presente invenção é dirigida ao tratamento de substratos de metal simples significando que o substrato de metal não foi pré-tratado com quaisquer soluções de fosfato de metal, enxágues contendo cromo, ou quaisquer outros tratamentos de passivismo. Substratos de metal que se beneficiam com o processo da presente invenção incluem aço, aço enrolado a quente, aço enrolado a frio, aço inoxidável, alumínio, aço revestido com metal de zinco e aço revestido com ligas de zinco tais como aço eletro galvanizado, galvalume®, galvanneal, e aço galvanizado por imersão a quente, e misturas destes substratos.

Preferivelmente, a superfície de metal foi limpa e desengordurada antes do tratamento de acordo com a presente invenção. A limpeza de superfícies de metal é bem conhecida na arte e pode incluir limpadores medianamente ou fortemente alcalinos. Exemplos de dois limpadores alcalinos incluem Parco® Cleaner ZX-1 e Parco® Cleaner 315 ambos disponíveis na Henkel Surface Technologies. Seguinte a limpeza a superfície é preferivelmente enxaguada com água antes do tratamento de acordo com a presente invenção.

Exemplo 1 Resina de Revestimento Orgânica Fina Uma resina de revestimento orgânica fina foi preparada como descrito abaixo. A resina incluía como monômeros: metacrilato de acetoacetoxietila (AAEM), metacrilato de n-butila, estireno, metacrilato de metila, acrilato de 2-ethilhexila, e ADD APT PolySurf HP que é uma mistura de éster de mono e di-fosfato metacrilado. Outras fontes de monômeros contendo fosfato que poderíam ser usadas incluem Ebecryl 168 da Radcure Corporation. A distribuição total de monômero na resina foi como se segue: 20,00% de AAEM, 12,50% de metacrilato de n-butila, 15,00% de estireno, 27,50% de metacrilato de metila, 20,00% de acrilato de 2-etilhexila, e 5,00% de ADD APT PolySurf HP. A reação de polimerização da resina foi realizada com N2 com agitação e um ponto alvo de aquecimento de 70 °C. A carga inicial do reator era 241,01 gramas de água deionizada (Dl), e 2,62 gramas de lauril sulfato de amônio (Rhodapon L-22 EP). A segunda carga do reator era 2,39 gramas de sulfato ferroso 0,5% FeS047H20 (3 ppm). As duas co- alimentações iniciadoras eram 1,62 gramas de H0CH2S02Na em 23,38 gramas de água Dl e 2,31 gramas de hidroperóxido de terc-butila em 22,69 gramas água Dl. A co-alimentação de monômero era 114,41 gramas de água Dl, 1,00 gramas de tensoativo (Tergitol 15-S-20 um etoxilado secundário de álcool), 2,62 gramas de sulfato de lauril amônia (Rhodapon L-22 EP), 6,.18 gramas de AAEM, 43,05 gramas de metacrilato de n-butila, 51,39 gramas de estireno, 94,70 gramas de metacrilato de metila, 69,58 gramas de acrilato de 2-etilhexila, e 17,05 gramas de ADD APT PolySurf HP. A carga neutralizadora era 6,52 gramas de hidróxido de amônio a 28% em 1,48 gramas de água DL O processo começou com a adição da carga inicial do reator para o vaso de reação com agitação por for 30 minutos. Em seguida 25 gramas de co-alimentação de monômero foram adicionados para o vaso de reação como uma semente junto com 4 mililitros de cada co-alimentação de iniciador e a segunda carga do reator. Em seguida a co-alimentação de monômero foi alimentada dentro do vaso de reação durante um período de 3 horas e as co-alimentações iniciadoras foram alimentadas dentro do vaso de reação durante um período de 4 horas. Depois da adição final das co- alimentações iniciadoras a reação foi realizada por 40 minutos adicionais e em seguida o resfriamento para 38 °C foi iniciado. Depois de 1 hora e 45 minutos de resfriamento a carga neutralizadora foi adicionada ao vaso de reação. Estabilizadores adicionais de tensoativos que poderíam ser usados no lugar de Tergitol 15-S-20, que é um etoxilado de álcool secundário, são outros estabilizadores não iônicos tendo um equilíbrio hidrofílico lipofílico de 15 a 18. Exemplos destes estabilizadores incluem: outros etoxilados de álcool secundário tal como Tergitol 15-S-15; misturas de etoxilados tal como Abex 2515; poliglicol éter de alquila tal como Emulsogen LCN 118 ou 258; etoxilado de álcool graxo de sebo tal como Genapol T 200 e T 250; etoxilados de álcool de isotridecila tal como Genapol X 158 e X 250; etoxilados de álcool de tridecila tal como Rhodasurf BC-840; e etoxilados de álcool de oleíla tal como Rhoadsurf ON-877.

Usando a resina de revestimento criada no exemplo 1 uma série de oito composições de revestimento foi preparada como definido abaixo na Tabela 1 em que para cada das oito formulas a porcentagem em peso de cada componente é dada. Cada composição de revestimento tinha uma molécula diferente de ligação potencial adicionada. A primeira molécula usada é a bem conhecida molécula de reticulação de polímero para polímero hexametilenodiamina, que tem duas funções amina primária reativas em suas extremidades. As próximas três moléculas são também reticuladores de polímero para polímero e contém somente funções amina em suas extremidades. As quatro moléculas finais incluem todas pelo menos uma função amina primária e uma função carboxilato ou uma função carboxilato e uma função tiol. Estas quatro são referidas como moléculas de ligação em ponte polifiincional na presente invenção porque se acredita que elas serão capazes de ambos, se ligar a grupos funcionais na resina e se quelar com os substratos de metal desse modo provendo uma ponte entre a composição de revestimento e o substrato metálico. O ácido 11-aminoundecanóico tem uma função amina primária em uma extremidade e uma carboxilato em outra. A lisina inclui duas funções amina primária e uma função carboxilato. A cisteína tem uma função amina primária, um grupo funcional tiol e uma função carboxilato. A cisteína inclui em cada extremidade uma função amina primária e uma função carboxilato com uma ligação de dissulfeto no centro.

As duas composições de revestimento de controle usadas estão disponíveis comercialmente e compreendem ou Passerite 3000 (P3000B) ou Granocoat 342 (G342). As composições de revestimento de controle foram aplicadas usando as instruções do fabricante. As composições de revestimento preparadas 1-8 foram em seguida revestidas sobre uma série de substratos metálicos para testar a resistência à corrosão em pulverizador de teste com sal neutro (NSS) usando ASTM BI 17. O componente Bacote 20® é uma fonte de carbonato de zirconil amônio e está disponível na MEI em Flemington New Jersey. De acordo com a bibliografia da MEI, Bacote 20® é uma solução alcalina clara de carbonato de zircônio amônio estabilizado contendo polímeros aniônicos de zircônio hidroxilado. Ela provê aproximadamente 20% peso/peso de Zr02.

Todas as composições de revestimento tinham um pH de 6 a 11. Os painéis de teste foram revestidos com as formulas da Tabela 1 em um processo no local a seco como conhecido pelos versados na arte. Os revestimentos foram aplicados em um peso de revestimento de aproximadamente 200 miligramas por pés quadrados (200 miligramas por 929,03 centímetros quadrados) para cada painel e em seguida foram secos a uma temperatura pico de metal de 210° F (99° C).

Os painéis revestidos foram em seguida testados para resistência a corrosão usando NSS de acordo com ASTM BI 17. Para cada ponto de tempo diversas de cada condição foram examinadas e a porcentagem da superfície total corroída foi determinada e medida. Além dos painéis de teste, painéis de controle foram colocados para cada substrato usando as composições de revestimento de controle de ou Passerite 3000B (P3000B) uma composição de revestimento acrílica de cromo ou Granocoat 342 (G342) uma composição de revestimento não contendo cromo. Os resultados para os painéis de controle são dados na Tabela 5 abaixo. Os resultados para os painéis U.S. Steel Corporation (USS) Galvalume® revestidos com as fórmulas 1—8 são dados abaixo na Tabela 2. Os painéis Galvalume® são folhas de aço cobertas em um revestimento de liga de alumínio-zinco 55% como conhecido na arte. Os resultados demonstram que entre os reticuladores de polímero das formulas 1-4 a hexametilenodiamina e o 1,5 diamino-2- metilpentano funcionaram melhor no teste de corrosão do que a aminoetilpiperazina e a dietilenotriamina. No final de 816 horas as fórmulas 1 e 2 eram tão boas quanto as fórmulas 3 ou 4. Todas as moléculas de ligação em ponte polifuncional nas formulas 5-8 tiveram um desempenho pelo menos tão bom quanto à hexametilenodiamina depois de 456 e além. De fato, as moléculas de ligação em ponte polifimcional tiveram um desempenho melhor que a hexametilenodiamina depois de 816 horas de teste. Os aminoácidos polifuncionais também pareceram ter um desempenho melhor do que o ácido 11-aminoundecanóico em 456 horas e além. Comparado com os resultados do controle usando P3000B ou G342, todas as moléculas de ligação em ponte polifuncional das formulas 5-8 tiveram um desempenho muito melhor do que G342, que mostrou 36,7% de corrosão em 336 horas e 100% em 504 horas.

Os resultados com as moléculas de ligação em ponte polifuncional da presente invenção foram quase tão bons quanto os da composição acrílica de cromo P3000B depois de cerca de 456 horas para os aminoácidos e moléculas de ligação em ponte polifuncional de cisteína. Os melhores resultados no total pareceram ser alcançados com cisteína como a molécula de ligação em ponte polifuncional. Os resultados demonstraram a utilidade das moléculas de ligação em ponte polifuncional da presente invenção servindo para aumentar a proteção anti-corrosiva provida pela resina para substratos USS Galvalume®.

As composições de revestimento de acordo com a presente invenção não contêm cromo e não exigem a fosfatação da superfície de metal antes da aplicação. Elas podem ser aplicadas diretamente no metal simples e proveem significante proteção contra corrosão que é quase tão boa quanto a da acrílica cromo P3000.

Os resultados para os painéis Steelscape Galvalume® revestidos com as fórmulas 1—8 são dados abaixo na Tabela 3. Os resultados demonstraram que nenhum dos revestimentos teve um bom desempenho em Steelscape Galvalume® como em USS Galvalume®. Todas as moléculas de ligação em ponte polifuncional de acordo com a presente invenção das fórmulas 5-8 tiveram um desempenho muito melhor do que do que os reticuladores nas fórmulas 3 ou 4. As moléculas de ligação em ponte polifuncional da presente invenção nas fórmulas 5, 6, e 8 tiveram um desempenho tão bom quanto o dos reticuladores das fórmulas 1 ou 2. A molécula de ligação em ponte polifuncional da presente invenção na fórmula 7, cisteína, teve um desempenho melhor no total de todas as fórmulas testadas. De fato a cisteína foi quase tão boa quanto ο P3000B depois de 816 horas de teste. Todas as fórmulas, exceto para a 3 e 4, foram melhores do que G342. Os resultados demonstram a utilidade das moléculas de ligação em ponte polifuncional da presente invenção servindo para aumentar a proteção anti-corrossiva provida pela resina para substratos Steelscape Galvalume®.

Os resultados para os painéis nacionais galvanizados por imersão a quente (HDG) ACT HDG APR 31893 são dados abaixo na Tabela 4. Os resultados demonstram que nem os reticuladores das fórmulas 1-4 nem as moléculas de ligação em ponte polifuncional nas fórmulas 5-8 da presente invenção foram tão efetivos em prevenir a corrosão neste substrato quanto elas foram aos substratos Galvalume® acima. O mesmo é verdade para as composições de controle P3000B e G342, elas também não tiveram um desempenho tão bom. Novamente o melhor desempenho foi alcançado pela molécula de ligação em ponte polifuncional cisteína na fórmula 7. A molécula de ligação em ponte polifuncional cistina da fórmula 8 foi a segunda mais efetiva, mas em tomo de 168 horas houve cerca de 40% de corrosão mesmo com esta molécula de ligação em ponte polifuncional. Antes de 168 horas as moléculas de ligação em ponte polifuncional das fórmulas 5 e 6 eram melhores do que as moléculas de reticulação das fórmulas 1-4, mas em tomo de 168 horas elas mostraram uma quantidade similar de corrosão. Os resultados demonstraram novamente que as moléculas de ligação em ponte polifimcional da presente invenção funcionaram pelo menos tão bem quanto as moléculas de reticulação conhecidas. Além disso, a molécula de ligação em ponte polifimcional cisteína é superior as outras moléculas de ligação em ponte polifimcional testadas e muito superior as moléculas de reticulação das fórmulas 1-4.

Os painéis de controle para cada substrato foram revestidos com Passerite 3000 (P3000B) ou Granocoat 342 (G342). Os resultados do teste são providos abaixo na Tabela 5. É teorizado que a funcionalidade aumentada provida pelas moléculas de ligação em ponte polifimcional descrita acima pode ter ocorrido em parte através de uma adição de Michael em que a função amina da molécula de ligação em ponte polifimcional se liga a uma cadeia AAEM pendente como mostrado esquematicamente na Figura 1. Como mostrado na figura à cadeia AAEM, que é pendente a partir da estrutura dorsal do polímero representada por (P) na figura, é encontrada nas formas ceto e enol. A forma enol pode reagir com a amina primária através da perda de água para r ligar a molécula de ligação em ponte polifuncional para a AAEM da resina. E adicionalmente teorizado que a função carboxilato das moléculas de ligação em ponte polifuncional dos exemplos 5-8 pode estar provendo quelação para os substratos de metal. No caso das moléculas de ligação em ponte polifuncional cistina e cisteína as funções tiol provêem locais quelantes adicionais para quelar o substrato de metal. Outros grupos quelantes utilizáveis que podem ser incluídos nas moléculas de ligação em ponte utilizáveis na presente invenção incluem silanos, fenolatos, acetoacetonato, imina, fosfato, e fosfonatos que poderíam estar incluídos em uma molécula de ligação em ponte polifuncional projetadas de acordo com a invenção.

Acredita-se que uma forma de realização bem sucedida das moléculas de ligação em ponte polifuncional são aquelas que têm uma função amina para ligar as cadeias pendentes de resinas incorporando AAEM ou outro monômero tendo funções similares na cadeia pendente e um grupo quelante como descrito acima para se quelar aos substratos metálicos.

Exemplos incluem aminoácidos, cistina e outras moléculas de ligação em ponte polifuncional com pelo menos uma função amina e pelo menos uma carboxilato ou função tiol. Exemplos da última classe incluem ácido 11- aminoundecanóico e poderíam incluirmoléculas de ligação em ponte polifuncional como ele com cadeias de carbono mais curtas ou mais longas entre a função amina e carboxilato. A ligação entre o grupo de ligação da resina e o grupo quelante de metal na molécula de ligação em ponte polifuncional podería incluir também cadeias ramificadas, estruturas de anel, estruturas aromáticas e outras ligações.

Outros exemplos de moléculas de ligação em ponte polifuncional e processos de reação para ligá-las a resina de acordo com a presente invenção incluem formação de hidrazona entre os grupos de resina de acrilamida provida por, por exemplo, por grupos diacetona acrilamida e hidrazida na molécula de ligação em ponte polifuncional. Em outra forma de realização a reação é uma aminação redutiva usando aminas primárias ou secundárias na resina e grupos aldeído na molécula de ligação em ponte polifuncional na presença de um agente de redução. Em outra forma de realização a reação é formação de amida usando grupos amina ou ácido carboxílico na resina e os outros de grupos ácido carboxílico ou amina na molécula de ligação em ponte polifuncional. Em outra forma de realização, a reação é formação de enamina usando grupos β-dicetona na resina e aminas secundárias na molécula de ligação em ponte. Em todas estas formas de realização o grupo de ligação em ponte polifiincional podería incluir também pelo menos um grupo quelante de metal tal como um carboxilato, um tiol, um silano, um fenolato, um acetoacetonato, uma imina, um fosfato, ou um fosfonato. A molécula de ligação em ponte polifuncional pode incluir também grupos múltiplos capazes de participar na ligação para a resina, quelação para o metal, ou ambos. Acredita-se que os melhores resultados de proteção contra corrosão poderão ser obtidos quando a relação molar das moléculas de ligação em ponte polifuncional para grupos de resina reativos está na faixa de 0,5:1 a 1,5:1, mais preferivelmente de 0,5:1 a 1,25:1, e mais preferivelmente de 0,5:1 a 1:1. A composição de revestimento de acordo com a presente invenção preferivelmente tem um pH de cerca de 6 a 11 e mais preferivelmente de 8 a 10. As composições de revestimento descritas acima compreendem carbonato de zirconil amônio como uma fonte de ZrC>2 e também inclui V2O5 além da molécula de ligação em ponte polifuncional e resina. Preferivelmente, a composição de revestimento de acordo com a presente invenção inclui de 1 a 7% em peso de pelo menos um elemento do grupo IVB da Tabela Periódica, mais preferivelmente de 2 a 5% em peso e mais preferivelmente de 3 a 5% m peso com base no peso total. Estes grupos de elementos de metal de transição IVB são zircônio, titânio, e háfiiio.

Preferivelmente, a composição de revestimento inclui também pelo menos um metal de transição do grupo VB da Tabela Periódica presente em uma quantidade de 0,20 a 2,00% em peso e mais preferivelmente de 0,40% a 1,00% em peso com base no peso total. Estes grupos de elementos VB incluem vanádio, nióbio, e tântalo. A composição de revestimento é um revestimento de conversão a seco no local e é também livre de cromo desse modo não tem os problemas ambientais associados com revestimentos à base de cromo. A composição é muito versátil porque ela pode acomodar a adição de uma ampla variedade de resinas de revestimento orgânicas que podem ser adicionadas diretamente a composição de revestimento desse modo eüminando processos de revestimento de múltiplas etapas. O revestimento preferivelmente inclui também pelo menos um agente de redução para o V2O5 tal como cisteína, Sn2+, ácido ascórbico, ou ácido tiosucínico quando V2O5 é usado. Opcionalmente, a pessoa podería começar inicialmente com V*4 de sulfato de vanadila ou acetoacetonato de vanadila. Opcionalmente, o revestimento pode incluir também auxiliares de processamento como ceras que auxiliam na formabilidade dos substratos revestidos.

Os revestimentos preparados de acordo com a presente invenção são projetados para serem aplicados diretamente a substratos de metal simples sem a necessidade de qualquer fosfato ou outros pré- tratamentos que não limpeza. Eles podem ser aplicados com qualquer peso de revestimento desejado pela situação, preferivelmente eles são aplicados com um peso de revestimento de 150 a 400 miligramas por pés quadrados (150 a 400 miligramas por 929.03 centímetros quadrados), mais preferivelmente com de 175 a 300 miligramas por pés quadrados (175 a 300 miligramas por 929.03 centímetros quadrados) e mais preferivelmente de 175 a 250 miligramas por pés quadrados (175 a 250 miligramas por 929.03 centímetros quadrados). Os revestimentos podem ser aplicados por qualquer método conhecido na arte incluindo banho de imersão, pulverização, aplicação com rolo, ou qualquer outro método. Os revestimentos da presente invenção são revestimentos secos no local como conhecido na arte e são secos em uma temperatura pico de metal de 110 a 350° F (43 a 177° C), mais preferivelmente de 180 a 350° F (82 to 177° C), mais preferivelmente para uma PMT de 200 a 325° F (93 a 163° C). A invenção acima tem sido descrita de acordo com os padrões legais relevantes, desse modo a descrição é exemplar em vez de limitante por natureza. Variações e modificações para as formas de realização descritas podem se tomar aparentes para os versados na arte e estão dentro do escopo a invenção. Consequentemente, o escopo de proteção legal fornecido por esta invenção pode ser determinado somente pelo estudo das reivindicações seguintes.

Claims (16)

1. Composição de revestimento para substratos metálicos caracterizada pelo fato de que compreende: produtos da reação de uma resina polimérica tendo uma pluralidade de primeiros grupos funcionais com uma pluralidade de moléculas de ligação em ponte polifuncional cada tendo pelo menos um segundo grupo funcional e um terceiro grupo funcional; em que pelo menos uma porção dos referidos segundos grupos funcionais tenham reagido com pelo menos uma porção dos referidos primeiros grupos funcionais para formar um de um produto de adição de Michael, uma enamina, uma hidrazona, um produto de aminação redutiva, ou uma amida desse modo ligando pelo menos uma porção das referidas moléculas de ligação em ponte polifuncional a referida resina; o referido terceiro funcional selecionado dentre o grupo consistindo de uma função carboxilato, uma função tiol, uma função silano, uma função fenolato, uma função acetoacetonato, uma função imina, uma função fosfato, uma função fosfonato e mistura dos mesmos, em que o referido terceiro grupo funcional pode se quelar a um substrato de metal; e pelo menos um de um grupo de elemento IVB da Tabela Periódica e um grupo de elemento VB da Tabela Periódica.

2. Composição de revestimento de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que a referida composição de revestimento tem um pH de 6 a 11.

3. Composição de revestimento de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que o referido primeiro grupo funcional é uma função beta-dicetona e o referido segundo grupo funcional é selecionado dentre o grupo consistindo de uma amina primária, um aldeído, um tiol, um isocianato, e uma melamina e em que pelo menos uma porção dos referidos segundos grupos funcionais tenha reagido com pelo menos uma porção dos referidos primeiros grupos funcionais para formar um produto de adição de Michael para ligar pelo menos uma porção das referidas moléculas de ligação em ponte polifuncional a referida resina.

4. Composição de revestimento de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que o referido primeiro grupo funcional é uma função beta-dicetona e o referido segundo grupo funcional é uma amina secundária em que pelo menos uma função dos referidos segundos grupos funcionais tenha reagido com pelo menos uma porção dos referidos segundos grupos funcionais para formar uma enamina para ligar pelo menos uma porção das referidas moléculas de ligação em ponte polifuncional a referida resina.

5. Composição de revestimento de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que o primeiro grupo funcional é uma função acrilamida e o referido segundo grupo funcional é uma função hidrazida e em que pelo menos uma porção dos referidos segundos grupos funcionais tenha reagido com pelo menos uma porção dos referidos primeiros grupos funcionais para formar uma hidrazona para ligar pelo menos uma porção das referidas moléculas de ligação em ponte polifuncional a referida resina.

6. Composição de revestimento de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que o referido primeiro grupo funcional é um de uma função de amina primária ou uma amina secundária e o referido segundo grupo funcional é uma função aldeído e em que pelo menos uma porção dos referidos segundos grupos funcionais tenha reagido com pelo menos uma porção dos referidos primeiros grupos funcionais através de uma aminação redutiva para ligar pelo menos uma porção das referidas moléculas de ligação em ponte polifuncional a referida resina.

7. Composição de revestimento de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que o referido primeiro grupo funcional é um de uma função amina ou carboxilato e o referido segundo grupo funcional é o outro de uma função amina ou carboxilato e em que pelo menos uma porção dos referidos segundos grupos funcionais reage com pelo menos uma porção dos referidos primeiros grupos funcionais através de uma formação de amida para ligar pelo menos uma porção das referidas moléculas de ligação em ponte polifimcional a referida resina.

8. Composição de revestimento de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que o referido segundo grupo funcional é uma amina e em que o terceiro grupo funcional compreende um carboxilato ou tiol.

9. Composição de revestimento de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que o referido terceiro grupo funcional é capaz de se quelar a um substrato de metal selecionado dentre o grupo consistindo de aço, aço enrolado a frio, aço enrolado a quente, aço inoxidável, alumínio, aço revestido com metal de zinco, aço revestido com ligas de zincos, e misturas dos mesmos.

10. Composição de revestimento de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que a composição de revestimento inclui de 1 a 7% em peso com base no peso total da composição de um grupo de elemento IVB compreendendo zircônio, titânio, ou uma mistura dos mesmos.

11. Composição de revestimento de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que a composição de revestimento inclui de 0,2 a 2,0 % em peso com base no peso total da composição de revestimento do grupo de elemento VB de vanádio.

12. Composição de revestimento de acordo com a reivindicação 11, caracterizada pelo fato de que compreende ainda um agente de redução para o vanádio selecionado dentre o grupo consistindo de cisteína, Sn2+, ácido ascórbico, e ácido tiosucínico.

13. Composição de revestimento de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que a referida molécula de ligação em ponte polifuncional compreende cisteína.

14. Composição de revestimento de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que a relação molar de moléculas de ligação em ponte polifuncional para os primeiros grupos funcionais é de 0,5:1 to 1,5:1.

15. Substrato de metal revestido compreendendo um substrato de metal revestido com uma composição de revestimento caracterizada pelo fato de que compreende: produtos da reação de uma resina polimérica tendo uma pluralidade de primeiros grupos funcionais com uma pluralidade de moléculas de ligação em ponte polifuncional cada tendo pelo menos um segundo grupo funcional e um terceiro grupo funcional; em que pelo menos uma porção dos segundos grupos funcionais tenha reagido com pelo menos uma porção dos referidos primeiros grupos funcionais para formar um de um produto de adição de Michael, uma enamina, uma hidrazona, um produto de aminação redutiva, ou uma amida, desse modo ligando pelo menos uma porção das referidas moléculas de ligação em ponte polifuncional a referida resina; e em que o referido terceiro grupo funcional é selecionado dentre o grupo consistindo de uma função carboxilato, uma função tiol, uma função silano, uma função fenolato, uma função acetoacetonato, uma função imina, uma função fosfato, uma função fosfonato e mistura dos mesmos e pode quelar o referido substrato de metal; e pelo menos um de um grupo de elemento IVB da Tabela Periódica e um grupo de elemento VB da Tabela Periódica.

16. Método de proteção de um substrato de metal contra corrosão caracterizado pelo fato de que compreende as etapas seguintes: a) prover um substrato de metal simples; b) prover uma composição de revestimento compreendendo: produtos da reação de uma resina polimérica tendo uma pluralidade de primeiros grupos funcionais com uma pluralidade de moléculas de ligação em ponte polifuncional cada tendo pelo menos um segundo grupo funcional e um terceiro grupo funcional, em que pelo menos uma porção dos segundos grupos funcionais tenha reagido com pelo menos uma porção dos primeiros grupos funcionais para formar um de um produto de adição de Michael, uma enamina, uma hidrazona, um produto de aminação redutiva, ou uma amida, desse modo ligando pelo menos uma porção das referidas moléculas de ligação em ponte polifuncional a resina; e em que o referido terceiro grupo funcional é selecionado dentre o grupo consistindo de uma função carboxilato, uma função tiol, uma função silano, uma função fenolato, uma função acetoacetonato, uma função imina, uma função fosfato, uma função fosfonato e mistura dos mesmos e pode se quelar diretamente ao substrato de metal; e pelo menos um de um grupo de elemento IVB a Tabela Periódica e um grupo de elemento VB da Tabela Periódica; e c) aplicar a composição de revestimento diretamente ao substrato de metal simples e secar o mesmo no local.