ES2140699T5 - Acondicionador de liquido de lavado para revestimientos de conversion de fosfatos. - Google Patents
Acondicionador de liquido de lavado para revestimientos de conversion de fosfatos.Info
- Publication number
- ES2140699T5 ES2140699T5 ES95929595T ES95929595T ES2140699T5 ES 2140699 T5 ES2140699 T5 ES 2140699T5 ES 95929595 T ES95929595 T ES 95929595T ES 95929595 T ES95929595 T ES 95929595T ES 2140699 T5 ES2140699 T5 ES 2140699T5
- Authority
- ES
- Spain
- Prior art keywords
- weight
- composition
- phosphate
- percent
- titanium
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
Links
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
- C23C22/00—Chemical surface treatment of metallic material by reaction of the surface with a reactive liquid, leaving reaction products of surface material in the coating, e.g. conversion coatings, passivation of metals
- C23C22/78—Pretreatment of the material to be coated
- C23C22/80—Pretreatment of the material to be coated with solutions containing titanium or zirconium compounds
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Chemical Treatment Of Metals (AREA)
Abstract
LA PRESENTE INVENCION SE RELACIONA CON UNA COMPOSICION DE FOSFATO MEJORADA, QUE CONTIENE TITANIO, Y UN PROCEDIMIENTO DE PREPARACION DE UNA COMPOSICION DE FOSFATO QUE CONTIENE TITANIO. LA COMPOSICION, EN FORMA DE DISPERSION ACUOSA DILUIDA, ES UTIL COMO UNA ACONDICIONADOR DE ACLARADO PARA ACTIVAR SUPERFICIES METALICAS FERROSAS, DE ZINC Y ALUMINIO, ANTES DE LA APLICACION DE REVESTIMIENTOS DE CONVERSION DE FOSFATO. EL ACONDICIONADOR DE ACLARADO FORMA BAÑOS ESTABLES, Y PUEDE UTILIZARSE PARA ACTIVAR SUPERFICIES METALICAS DURANTE PERIODOS DE TIEMPO PROLONGADOS.
Description
Acondicionador de líquido de lavado para
revestimiento de conversión de fosfatos.
Esta invención se relaciona con acondicionadores
de lavado que son utilizados para tratar substratos metálicos antes
de la aplicación de revestimientos de conversión de fosfatos y con
un método de preparación de los acondicionadores de lavado.
Los revestimientos de conversión de fosfatos son
bien conocidos para el tratamiento de superficies metálicas,
particularmente metales ferrosos, de zinc y de aluminio y sus
aleaciones. Cuando son aplicados, estos revestimientos de fosfatos
forman una película de fosfatos, primariamente de fosfato de zinc o
fosfato de hierro, que proporciona resistencia a la corrosión y
aumenta la adhesión de los revestimientos posteriormente aplicados.
Se puede conseguir un completo cubrimiento metálico y, en último
lugar, mejores propiedades de revestimiento de fosfatos con
cristales de fosfato, caracterizados por una estructura cristalina
fina y densamente empaquetada. Por otra parte, los cristales de
fosfato grandes y laxamente empaquetados dan lugar a un inadecuado
cubrimiento, que produce capas defectuosas de revestimiento de
fosfato.
Para conseguir la estructura cristalina deseada,
el metal es normalmente acondicionado o activado antes de aplicar el
revestimiento de fosfatos. La activación es realizada por contacto
de la superficie metálica con una dispersión acuosa diluida de un
así llamado acondicionador de lavado o activador. Estos
acondicionadores de lavado o activadores son también comúnmente
conocidos en la técnica como agentes activadores, agentes
nucleantes, refinadores de cristal o refinadores de grano. Para los
fines de esta descripción, se emplearán los términos acondicionador
de lavado o activador.
Los acondicionadores de lavado son dispersiones
acuosas que contienen sales de Jernstedt, tales como las descritas
en las Patentes EE.UU. Nº 2.310.239 y 2.456.947. Las sales de
Jernstedt son sales coloidales de fosfato disódico y un metal
multivalente, tal como titanio, zirconio, plomo y estaño. Las sales
de fosfato de titanio (IV) son típicamente preferidas por razones
económicas y ambientales.
El acondicionador de lavado es típicamente
aplicado a la superficie metálica sumergiendo el metal en un baño
del acondicionador de lavado o pulverizando el acondicionador de
lavado sobre la superficie metálica. Se cree que el acondicionador
de lavado crea sitios de nucleación, de tal modo que, cuando se
aplica el revestimiento de conversión de fosfatos, se forman
cristales finos y densamente empaquetados.
La preparación del complejo de la sal de fosfato
de titanio puede ser conseguida de varias formas en diversas
condiciones. En general, se hace reaccionar un compuesto de titanio
con ácido fosfórico en presencia de hidróxido de sodio, una sal de
fosfato de sodio o una combinación de sales de fosfato de sodio, a
una temperatura de entre 65ºC y 100ºC. La sal es normalmente
recuperada como sólido y se transfiere al sitio de aplicación en
esta forma.
Un inconveniente de tener el complejo de la sal
de fosfato de titanio en forma sólida es que debe ser puesto en
medio acuoso en el sitio de aplicación. Esto se consigue
normalmente haciendo una suspensión acuosa concentrada que es
entonces diluida con agua adicional o es dosificada directamente en
un tanque de inmersión que contiene una solución o dispersión
acuosa diluida de la sal y que se está usando para acondicionar
superficies metálicas. Desafortunadamente, las suspensiones acuosas
concentradas basadas en las sales de fosfato de sodio no son
particularmente estables y tienen tendencia a sedimentarse y a
perder su actividad y taponar las bombas asociadas al equipo de
dosificación. Estas suspensiones requieren típicamente una
preparación diaria y una constante agitación para asegurar la
actividad del acondicionador de lavado y para evitar que el
material sólido tapone las conducciones de las bombas de
dosificación. Sería, por lo tanto, deseable formular un
acondicionador de lavado del tipo de sal de Jernstedt que
solucionara los problemas asociados a las sales de Jernstedt
recuperadas en forma sólida como se ha citado anteriormente.
La presente invención proporciona un
acondicionador de lavado del tipo de sal de Jernstedt inicialmente
preparado en forma de una dispersión acuosa concentrada que tiene
una excelente estabilidad, en el sentido de que no requiere
agitación, mantiene su actividad y no tapona las bombas de
dosificación. La composición de acondicionador de lavado contiene un
fosfato de sodio, un fosfato de potasio y titanio, en donde el
titanio está presente como sal compleja con fosfato de sodio o con
fosfato de potasio o con ambos. El contenido en sodio medido como
metal sodio es de un 6 a un 14 por cien en peso en base al peso de
los sólidos de la composición; el contenido en potasio medido como
metal potasio es de un 20 a un 40 por cien en peso en base al peso
de los sólidos de la composición; la razón de peso de sodio a
potasio medidos como metales es de 0,25 a 0,5:1; el contenido en
fósforo medido como metal fósforo es de un 16 a un 22 por cien en
peso en base al peso de los sólidos de la composición, y el
contenido en titanio medido como metal titanio es de un 0,1 a un
0,6 por cien en peso en base al peso de los sólidos de la
composición, y donde el contenido de sólidos de la composición
acuosa concentrada es al menos de un 40 por ciento en peso de la
composición acuosa concentrada.
La composición de acondicionador de lavado puede
ser formulada como dispersión acuosa concentrada con un contenido
en sólidos de al menos un 40 por cien en peso en base al peso de la
dispersión acuosa concentrada. Además, la presente invención
proporciona un procedimiento para la preparación de una composición
de fosfatos que contiene titanio descrita anteriormente que consiste
en:(a) mezclar en un medio acuoso un fosfato de sodio con un
compuesto que contiene titanio y calentar dicha mezcla a una
temperatura de 65ºC a 95ºC para formar un producto. El producto (a)
es entonces combinado con un fosfato de potasio en cantidades de 20
a 40 por ciento en peso para formar una dispersión acuosa
concentrada de una composición de fosfato conteniendo titanio con
sales complejas de fosfato de titanio, donde el titanio está
presente en cantidades de 0,05 a 2,5 por ciento en peso, donde el
agua está presente en cantidades de 30 a 60 por ciento en peso,
donde el contenido de sólidos es de al menos 40 por ciento en peso,
y donde los porcentajes en peso están basados sobre el peso total de
los ingredientes que se utilizan en la producción de la composición
de fosfato de titanio.
La composición de fosfatos que contiene titanio
de la presente invención consiste en un fosfato de sodio, un
fosfato de potasio y titanio, en donde el titanio está presente
como sal compleja en combinación con fosfato de sodio o fosfato de
potasio o con ambos.
Los fosfatos de sodio adecuados útiles en la
práctica de la presente invención pueden ser representados por la
fórmula general:
Na_{m}H_{3-m}PO_{4},
\ Na_{p}H_{n+2-p}P_{n}O_{3n+1} \ y \
(NaPO_{3})_{q},
donde m es 1, 2 ó 3; n es 2, 3 ó 4; p es 1, 2...
n+2, y q es un número entero de 2 a 20. Como ejemplos se incluyen:
fosfato mono-, di- o trisódico, trifosfato pentasódico (también
conocido como tripolifosfato de sodio), difosfato tetrasódico o
combinaciones de los
mismos.
Los fosfatos de potasio útiles en la práctica de
la presente invención pueden ser representados por la fórmula
general:
K_{m}H_{3-m}PO_{4},
\ K_{p}H_{n+2-p}P_{n}O_{3n+1} \ y \
(KPO_{3})_{q},
donde m es 1, 2 ó 3; n es 2, 3 ó 4; p es 1, 2...
n+2, y q es un número entero de 2 a 20. Como ejemplos se incluyen:
fosfato mono-, di- o tripotásico, trifosfato pentapotásico (también
conocido como tripolifosfato de potasio), ortofosfato dipotásico,
pirofosfato tetrapotásico o combinaciones de los
mismos.
Se puede utilizar una variedad de compuestos o
sales de titanio (IV) como fuente de titanio en la composición de
fosfatos que contiene titanio, siempre que el anión de la sal no
interfiera con el posterior pretratamiento con fosfatos. Se pueden
utilizar haluros de titanio, óxidos de titanio, sulfatos de titanio
y oxalatos de titanio. Aunque la selección de la fuente de titanio
no está limitada, se prefieren los haluros de titanio,
concretamente el fluoruro de potasio y titanio.
Las cantidades típicas de sodio, potasio, titanio
y fósforo usadas en la práctica de la invención pueden ser
determinadas por espectroscopía de absorción atómica y se expresan
como metal sodio, potasio, titanio y fósforo, respectivamente.
Estas mediciones, normalmente dadas en porcentaje, se basan en
referencias standard conocidas y curvas de calibración. La
composición reivindicada contiene de un 6 a un 14 por ciento de
sodio, de un 20 a un 40 por ciento de potasio, de un 0,1 a un 0,6
por ciento de titanio y de un 16 a un 22 por ciento de fósforo,
estando basado el porcentaje de metal en el peso de los sólidos de
la composición. La razón de peso de sodio a potasio medidos como
metales es de 0,25 a 0,5:1. Las razones de sodio a potasio dentro de
este rango dan lugar a la solubilidad más alta de las sales de
fosfato resultantes.
La composición de fosfatos que contiene titanio
está preferiblemente en forma líquida. La composición líquida está
en forma de una dispersión acuosa concentrada, que normalmente
tiene un contenido en sólidos de al menos un 40 por ciento en peso
en base al peso de la dispersión acuosa concentrada. El contenido
en sólidos preferido es de entre un 40 y un 60 por ciento en base al
peso de la dispersión acuosa concentrada. La dispersión acuosa
concentrada puede ser fácilmente diluida con agua para formar una
dispersión acuosa diluida para tratamiento de superficies
metálicas. El contenido en sólidos de la dispersión acuosa diluida
es típicamente de entre un 0,05 y un 2 por ciento en peso, en base
al peso de la dispersión acuosa diluida. Una ventaja de la
dispersión acuosa concentrada sobre los activadores sólidos es que
las dispersiones acuosas concentradas son considerablemente más
fáciles de diluir con agua para conseguir el contenido en sólidos
deseado en la dispersión acuosa diluida. Además, las dispersiones
acuosas concentradas pueden ser dosificadas directamente en un
tanque de baño mediante bombas, eliminando la necesidad de preparar
una suspensión acuosa y de agitar constantemente la suspensión
(antes de la introducción en el tanque del baño), como es el caso de
los acondicionadores sólidos de lavado.
\newpage
Como componentes eventuales adicionales que
pueden ser útiles en la presente invención se incluyen ácidos
difosfónicos, carbonatos o hidróxidos de metales alcalinos y/o
agentes espesantes. Los ácidos difosfónicos que pueden ser
utilizados pueden ser descritos por la siguiente estructura:
X---
\melm{\delm{\para}{PO _{3} (M _{2} ) _{2} }}{C}{\uelm{\para}{PO _{3} (M _{1} ) _{2} }}---R
donde R es un grupo fenilo que está sin
substituir o para-substituido por un halógeno,
amino, hidroxi o un grupo alquilo C_{1} a C_{4} o grupo alquilo
saturado o mono- o poliinsaturado de cadena lineal, ramificada o
cíclica de 1 a 10 átomos de carbono; X es hidrógeno, hidroxi,
halógeno o amino, y M_{1} y M_{2} representan cada uno
independientemente hidrógeno o un ión alcalino/metálico. Cuando se
usa, el ácido hidroxietildifosfónico está presente típicamente en
cantidades de entre un 0,1 y un 5 por cien en peso en base al peso
de los sólidos de la composición de fosfatos que contiene titanio.
Estos ácidos difosfónicos inmovilizan las sales de las aguas duras
(es decir, que tienen un efecto ablandador del agua), lo que
aumenta la longevidad del baño de acondicionador de lavado evitando
la aglomeración de las sales suspendidas complejas de titanio y
fosfato.
Se pueden usar carbonatos de metales alcalinos
y/o hidróxidos de metales alcalinos, tales como potasio y sodio,
para ajustar el pH del baño al rango deseado y aumentar la
solubilidad de las sales de fosfato de sodio, aumentando de este
modo la vida del baño. Estos carbonatos o hidróxidos de metales
alcalinos son típicamente añadidos en cantidades de un 0,2 a un 10
por ciento en peso en base al peso de los sólidos de la composición
de fosfatos que contiene titanio.
Se pueden usar agentes espesantes, tales como
xantanos, polisacáridos y policarboxilatos, para evitar que los
sólidos dispersos sedimenten y para ayudar al mantenimiento de la
estabilidad del agua dura. Se prefieren agentes espesantes
acrílicos de policarboxilato, tales como los descritos en la Patente
EE.UU. Nº 4.859.358. El agente espesante acrílico de
policarboxilato está presente en cantidades de desde un 0,05 hasta
un 1 por ciento en peso en base al peso de los sólidos de la
composición de fosfatos que contiene titanio. Un ejemplo de un
agente espesante acrílico de policarboxilato preferido es Carbopol,
de B.F. Goodrich.
La composición de fosfatos que contiene titanio
es típicamente preparada mezclando en un medio acuoso un fosfato de
sodio con un compuesto de titanio y calentando dicha mezcla para
conseguir una temperatura de entre aproximadamente 65ºC y
aproximadamente 95ºC para formar una premezcla. La premezcla es
preparada, en general, añadiendo trifosfato pentasódico a agua, que
es calentada para conseguir una temperatura de entre
aproximadamente 65ºC y aproximadamente 95ºC. El compuesto de
titanio es entonces añadido y agitado. Después de una mezcla
concienzuda, se añade el ortofosfato disódico y se mezcla bien
durante aproximadamente 5 a 15 minutos, al tiempo que se mantiene la
temperatura. Esta premezcla formará una sal de complejo de titanio
y fosfato de tipo pasta.
Son fosfatos de sodio adecuados útiles en la
preparación de la premezcla aquéllos que han sido descritos
anteriormente. Se prefieren el ortofosfato disódico y el
ortofosfato disódico en combinación con trifosfato pentasódico. El
uso de ortofosfato disódico en combinación con trifosfato
pentasódico es el más preferido. La fuente de titanio en la
premezcla puede ser sulfato de titanio, fluoruro de potasio y
titanio, dióxido de titanio u otros compuestos de titanio tales
como los mencionados anteriormente. El fluoruro de potasio y titanio
es la fuente de titanio preferida.
La premezcla es entonces típicamente combinada
con un fosfato de potasio para formar una dispersión acuosa
concentrada de una composición de fosfatos que contiene titanio. La
pasta de la premezcla puede ser añadida al fosfato de potasio en
caliente o después de un período de enfriamiento. Habría que hacer
notar que el fosfato de potasio puede ser también añadido a la
premezcla. El fosfato de potasio puede ser uno o una combinación de
los fosfatos de potasio descritos anteriormente. En general, se
prefiere utilizar ortofosfato dipotásico o una combinación de
ortofosfato dipotásico y trifosfato pentapotásico. El pirofosfato
tetrapotásico es adicionalmente preferido cuando se activan
substratos de aluminio.
Típicamente, el fosfato de sodio está presente en
cantidades de un 10 a un 30 por ciento en peso, el fosfato de
potasio está presente en cantidades de un 20 a un 40 por ciento en
peso, el titanio está presente en cantidades de un 0,05 a un 2,5
por ciento en peso y el agua está presente en cantidades de un 30 a
un 60 por ciento en peso, estando basado el porcentaje en peso en
el peso total de los componentes utilizados al hacer la composición
de fosfatos que contiene titanio. Normalmente, el fosfato de sodio
es ortofosfato disódico en combinación con trifosfato pentasódico y
el ortofosfato disódico está presente en cantidades de un 10 a un 25
por ciento en peso y el trifosfato pentasódico está presente en
cantidades de un 1 a un 10 por ciento en peso, estando basado el
porcentaje en peso en el peso total de los componentes utilizados al
hacer la composición de fosfatos que contiene titanio. El fosfato de
potasio es preferiblemente ortofosfato dipotásico en combinación
con trifosfato pentapotásico y el ortofosfato dipotásico está
típicamente presente en cantidades de un 5 a un 20 por ciento en
peso y el trifosfato pentapotásico está presente en cantidades de
un 10 a un 25 por ciento en peso, estando basado el porcentaje en
peso en el peso total de los componentes usados al hacer la
composición de fosfatos que contiene titanio. En el caso en que se
utilice adicionalmente pirofosfato tetrapotásico en la práctica de
la presente invención, éste está presente en cantidades de hasta un
5 por ciento en peso en base al peso total de los componentes
utilizados al hacer la composición de fosfatos que contiene
titanio.
La combinación de sales de fosfato de potasio y
de sodio es considerablemente más soluble en agua que las sales de
potasio solas, que son más solubles que las sales de sodio solas.
El uso de sales de potasio en combinación con sales de sodio
permite la formulación de acondicionadores de lavado que son
dispersiones líquidas, que son más estables y más fáciles de
manejar y emplear que los acondicionadores de lavado sólidos
formulados con sales de sodio. Además, los acondicionadores de
lavado formulados con las sales de potasio requieren menos titanio
para una activación comparable.
La composición de fosfatos que contiene titanio
puede también contener ácidos difosfónicos, un carbonato y/o
hidróxido alcalino y/o un agente espesante, preferiblemente un
acrílico de policarboxilato, tal como los descritos anteriormente.
Estos materiales son normalmente añadidos a la dispersión acuosa
concentrada.
La dispersión acuosa concentrada típicamente
tiene un contenido en sólidos de un 40 a un 60 por ciento en peso y
un pH entre 8,0 y 11,0. El contenido en sólidos y el rango de pH
preferidos son de un 45-55 por ciento y de
8,0-9,5, respectivamente. Antes de su uso como
agente activante, la dispersión acuosa concentrada es
posteriormente diluida con agua hasta que el contenido en sólidos
de la dispersión acuosa diluida es de entre un 0,05 y un 2 por
ciento en peso. Esto puede ser conseguido por dilución con agua
fresca o dosificando en un baño de inmersión de acondicionador de
lavado que se esté usando para tratar superficies metálicas.
Los substratos metálicos contactados por la
dispersión acuosa diluida o por el acondicionador de lavado son
metal zinc, ferroso o aluminio y sus aleaciones. Un procedimiento
típico de tratamiento incluiría la limpieza del substrato metálico
por un medio mecánico o químico, tal como abrasión de la superficie
o limpieza de la superficie con limpiadores comerciales
alcalinos/cáusticos. El procedimiento de limpieza va entonces
seguido normalmente por un lavado con agua antes de poner en
contacto al substrato con el acondicionador de lavado diluido.
El acondicionador de lavado puede ser aplicado al
substrato por técnicas de pulverización, revestimiento con rodillo
o inmersión. La solución de acondicionador de lavado es
típicamente aplicada a una temperatura de entre 20ºC y 50º. Después
de que la superficie metálica ha sido activada, la superficie es
sometida a pretratamiento con fosfatos. La etapa de fosfatización
puede ser llevada a cabo por aplicación mediante pulverización o
inmersión de la superficie metálica activada en un baño de fosfato
ácido que contiene zinc y otros metales divalentes conocidos en la
técnica, a una temperatura típicamente de entre 35ºC y 75ºC y
durante 1 a 3 minutos. Después de la fosfatización, el substrato es
eventualmente post-lavado con una solución que
contiene cromo o que no contiene cromo, lavado con agua y
eventualmente secado. La pintura es entonces típicamente aplicada
tal como, por ejemplo, mediante electrodeposición o mediante
técnicas convencionales de pulverización o de revestimiento con
rodillos.
Los acondicionadores de lavado útiles en la
práctica de la presente invención tienen ventajas sobre los
actualmente usados en el mercado, ya que son suministrados en forma
de una dispersión líquida concentrada que puede ser dosificada a
través de bombas directamente en un tanque de baño de
acondicionador de lavado diluido. Estos acondicionadores de lavado
líquidos concentrados son estables durante al menos tres meses, a
diferencia de los acondicionadores de lavado sólidos, que requieren
una etapa de preparación de la dispersión diaria y una constante
agitación para mantener la integridad de la dispersión antes de
dosificar en el tanque. Además, el acondicionador de lavado líquido
concentrado permanece activo durante largos períodos de tiempo
incluso a niveles elevados de concentración de sólidos totales
dispersos.
La presente invención es además ilustrada
mediante los siguientes ejemplos no limitativos. Todas las partes y
cantidades son en peso, a menos que se indique de otro modo.
Los siguientes ejemplos muestran la preparación
de las composiciones de fosfatos que contienen titanio de la
presente invención y su evaluación como acondicionadores de lavado
líquidos. Las superficies metálicas limpias fueron activadas con los
acondicionadores de lavado, sometidas a pretratamiento con fosfatos
y evaluadas en cuanto a resistencia a la corrosión y a adhesión.
A un recipiente de acero inoxidable,
suficientemente grande como para mantener 567,8 l (150 galones) de
líquido, se añadieron 49,5 kg (110 libras) de agua del grifo a
54-60ºC (130-140ºF). Con agitación
vigorosa, se añadieron 18,14 kg (40 libras) de tripolifosfato de
sodio y 4,54 kg (10 libras) de fluoruro de potasio y titanio. Al
cabo de aproximadamente 3 minutos de mezcla, se añadieron 87,6 kg
(193 libras) de fosfato disódico al recipiente de mezcla. Una
reacción exotérmica dio lugar a una elevación de temperatura hasta
aproximadamente 77ºC (170ºF). La consistencia de la mezcla cambió de
fluida a una premezcla de pasta espesa.
Al Ejemplo A se añadieron en el siguiente orden,
con una mezcla de alta cizalla: 164,65 kg (363 libras) de agua del
grifo, 95,25 kg (210 libras) de tripolifosfato de potasio, 176 kg
(388 libras) de fosfato dipotásico (50%), 6,35 kg (14 libras) de
HEDP (eventual), 16,33 kg (36 libras) de carbonato de potasio
(eventual) y 6,35 kg (14 libras) de polifosfato tetrapotásico (60%)
(eventual). Se continuó con la mezcla de alta cizalla hasta que se
obtuvo una dispersión homogénea espesa y se tamizaron 1,59 kg (3,5
libras) de Carbopol 676 lentamente. Se continuó con la mezcla de
alta cizalla hasta que se produjo una dispersión espesada y
uniforme, que tenía un contenido en sólidos de aproximadamente un
51% en peso. Se evaluó el acondicionador de lavado líquido como se
describe a continuación.
Con fines comparativos, se suspendió un
acondicionador de lavado sólido que contenía sólo sales de fosfato
de sodio (sin sales de fosfato de potasio) y sales de titanio
disponible de PPG Industries, Inc. (CHEMFIL Division) como RINSE
CONDITIONER en agua y se evaluó como se describe a continuación.
Se suspende un acondicionador de lavado sólido en
agua en un tanque de mantenimiento para formar una suspensión que
tiene un contenido en sólidos de aproximadamente 118 gramos por
litro (aproximadamente 1 libra por galón). La suspensión requiere
una agitación constante para mantener los sólidos dispersos. La
suspensión es entonces bombeada desde el tanque de mantenimiento al
baño de procesado a través de una bomba de dosificación. Un
inconveniente de esta aproximación es que, si la agitación es
interrumpida durante incluso un breve período de tiempo, el
acondicionador de lavado disperso sedimenta y produce un
taponamiento de la bomba de dosificación.
El acondicionador de lavado líquido de la
presente invención elimina la necesidad de producir una dispersión
en un tanque de mantenimiento, que requeriría una constante
agitación. El acondicionador de lavado líquido, que se dispersa
fácilmente, es dosificado directamente en un baño de procesado desde
el tambor suministrado. Además, el acondicionador de lavado líquido
no produce polvo, que puede ocasionar problemas de defectos en la
pintura si la línea de pretratamiento está próxima a la línea de
pintura.
El rendimiento del acondicionador de lavado
líquido fue comparado con el acondicionador de lavado sólido a
concentraciones equivalentes. Utilizando la secuencia de fosfato de
zinc standard descrita a continuación, se comparó la actividad de
los dos productos.
- 1.
- Limpieza alcalina con CHEMKLEEN 165. de PPG Industries, Inc. (CHEMFIL Division).
- 2.
- Lavado con agua templada.
- 3.
- Activación con RINSE CONDITIONER o Acondicionador de Lavado Líquido de la presente invención a una concentración de 1 gramo por litro de agua.
- 4.
- Tratamiento con fosfato de zinc con CHEMFOS 700, de PPG Industries, Inc. (CHEMFIL Division).
- 5.
- Lavado con agua fría.
- 6.
- Lavado final con CHEMSEAL 59, de PPG Industries, Inc. (CHEMFIL Division).
- 7.
- Lavado con agua desionizada.
- 8.
- Secado al aire.
Se examinaron paneles metálicos, tratados como se
ha descrito anteriormente, por Microscopía Electrónica de Barrido
en cuanto a la morfología de revestimiento (medida por el tamaño
del cristal en micras) y a la uniformidad (medida por plenitud de
cubrimiento). Los resultados que comparan el acondicionador de
lavado líquido de la presente invención, en comparación con un
acondicionador de lavado sólido, aparecen en la siguiente Tabla
I.
| Morfología del revestimiento medida como | Uniformidad del revestimiento medida como |
| tamaño de los cristales de fosfato de zinc | porcentaje de cubrimiento del substrato por |
| en micras | los cristales de fosfato de zinc |
\newpage
| Substrato | Acondicionador de | Acondicionador de | Acondicionador de | Acondicionador de |
| metálico | lavado líquido | lavado sólido | lavado líquido | lavado sólido |
| Acero laminado en frío | 1-3 | 1-3 | 100 | 100 |
| Acero electrogalvanizado | 2-4 | 2-5 | 100 | 100 |
| Aluminio (6111) | 1-4 | 1-4 | 100 | 100 |
Por los datos de la Tabla I anterior, puede verse
que el acondicionador de lavado líquido de la presente invención
proporciona resultados equivalentes al acondicionador de lavado
sólido de la técnica anterior sin el inconveniente asociado al
acondicionador de lavado sólido.
Claims (34)
1. Un procedimiento para preparar una composición
de fosfatos que contiene titanio que consiste en:
- a. Mezclar en un medio acuoso un fosfato de sodio en cantidades de un 10 a un 30 por ciento en peso con un compuesto de titanio y calentar dicha mezcla para conseguir una temperatura de entre 65ºC y 95ºC, seguido de
- b. combinar (a) con un fosfato de potasio en cantidades de un 20 a un 40 por ciento en peso para formar una dispersión acuosa concentrada de una composición de fosfatos que contiene titanio con sales complejas de fosfato de titanio, donde el titanio está presente en cantidades de un 0,05 a un 2,5 por ciento en peso, donde el agua está presente en cantidades de un 30 a un 60 por ciento en peso, donde el contenido en sólidos es de al menos un 40 por ciento en peso y donde los porcentajes en peso están basados en el peso total de los componentes que son utilizados al hacer la composición de titanio y fosfatos.
2. El procedimiento de la reivindicación 1, donde
el fosfato de sodio corresponde a la fórmula general:
Na_{m}H_{3-m}PO_{4},
\ Na_{p}H_{n+2-p}P_{n}O_{3n+1} \ y \
(NaPO_{3})_{q},
donde m es 1, 2 ó 3; n es 2, 3 ó 4; p es 1,
2...n+2, y q es un número entero de 2 a
20.
3. El procedimiento de la reivindicación 1, donde
el fosfato de sodio es seleccionado entre el grupo consistente en
Na_{2}HPO_{4} y Na_{2}HPO_{4} en combinación con
Na_{5}P_{3}O_{10}.
4. El procedimiento de la reivindicación 1, donde
el compuesto de titanio es un fluoruro de titanio y potasio.
5. El procedimiento de la reivindicación 1, donde
dicho fosfato de potasio corresponde a la fórmula general:
K_{m}H_{3-m}PO_{4},
\ K_{p}H_{n+2-p}P_{n}O_{3n+1} \ y \
(KPO_{3})_{q},
donde m es 1, 2 ó 3; n es 2, 3 ó 4; p es 1,
2...n+2, y q es un número entero de 2 a
20.
6. El procedimiento de la reivindicación 1, donde
el fosfato de potasio es seleccionado entre el grupo consistente en
K_{2}HPO_{4} y K_{2}HPO_{4} en combinación con
K_{5}P_{3}O_{10}.
7. El procedimiento de la reivindicación 6, donde
el fosfato de potasio es K_{2}HPO_{4} en combinación con
K_{5}P_{3}O_{10} y K_{4}P_{2}O_{7}.
8. El procedimiento de la reivindicación 3, donde
el fosfato de sodio es Na_{2}HPO_{4} en combinación con
Na_{5}P_{3}O_{10} y el Na_{2}HPO_{4} está presente en
cantidades de un 10 a un 25 por ciento en peso y el
Na_{5}P_{3}O_{10} está presente en cantidades de un 1 a un 10
por ciento en peso, en base al peso total de los componentes usados
al hacer la composición de fosfatos que contiene titanio.
9. El procedimiento de la reivindicación 6, donde
el fosfato de potasio es K_{2}HPO_{4} en combinación con
K_{5}P_{3}O_{10}, donde el K_{2}HPO_{4} está presente en
cantidades de un 5 a un 20 por ciento en peso y el
K_{5}P_{3}O_{10} está presente en cantidades de un 10 a un 25
por ciento en peso, estando basado el porcentaje en peso en el peso
total de los componentes utilizados al hacer la composición de
fosfatos que contiene titanio.
10. El procedimiento de la reivindicación 7,
donde el K_{4}P_{2}O_{7} está presente en cantidades de hasta
un 5 por ciento en peso en base al peso total de los componentes
usados al hacer la composición de fosfatos que contiene
titanio.
11. El procedimiento de la reivindicación 1,
donde se añade un ácido difosfónico a la composición de fosfatos
que contiene titanio.
12. El procedimiento de la reivindicación 11,
donde el ácido difosfónico es de la siguiente fórmula
estructural:
X---
\melm{\delm{\para}{PO _{3} (M _{2} ) _{2} }}{C}{\uelm{\para}{PO _{3} (M _{1} ) _{2} }}---Rdonde R es un grupo fenilo no substituido o
para-substituido por un halógeno, amino, hidroxi o
un grupo alquilo C_{1} a C_{4}, o un grupo alquilo saturado o
mono- o poliinsaturado de cadena lineal, ramificado o cíclico de 1 a
10 átomos de carbono; X es hidrógeno, hidroxi, halógeno o amino, y
M_{1} y M_{2} y representan cada uno independientemente
hidrógeno y/o un ión metálico
alcalino.
13. El procedimiento de la reivindicación 11,
donde el ácido difosfónico es añadido en cantidades de un 0,1 a un
5 por ciento en peso en base al peso de los sólidos de la
composición de fosfatos que contiene titanio.
14. El procedimiento de la reivindicación 1,
donde se añade un carbonato de metal alcalino o hidróxido de metal
alcalino a la composición de fosfatos que contiene titanio.
15. El procedimiento de la reivindicación 14,
donde el carbonato o hidróxido de metal alcalino es carbonato o
hidróxido de potasio.
16. El procedimiento de la reivindicación 14,
donde el carbonato o hidróxido de metal alcalino es carbonato o
hidróxido de sodio.
17. El procedimiento de la reivindicación 14,
donde el carbonato de metal alcalino o hidróxido de metal alcalino
es añadido en cantidades de un 0,2 a un 10 por ciento en peso en
base al peso de los sólidos de la composición de fosfatos que
contiene titanio.
18. El procedimiento de la reivindicación 1,
donde se añade un agente espesante acrílico de policarboxilato a la
composición de fosfatos que contiene titanio.
19. El procedimiento de la reivindicación 18,
donde el agente espesante acrílico de policarboxilato es añadido en
cantidades de desde un 0,05 hasta un 1 por ciento en peso en base
al peso de los sólidos de la composición de fosfatos que contiene
titanio.
20. El procedimiento de la reivindicación 1,
donde la composición de fosfatos que contiene titanio es una
dispersión acuosa concentrada que tiene un contenido en sólidos de
un 40 a un 60 por ciento en peso, en base al peso de la dispersión
acuosa concentrada.
21. El procedimiento de la reivindicación 1,
donde la dispersión acuosa concentrada tiene un pH de 8,0 a 11.
22. Una composición acuosa concentrada que,
cuando está en solución acuosa, es capaz de activar superficies
metálicas ferrosas, de zinc o de aluminio antes de la aplicación de
revestimientos protectores de fosfato, que consiste en un fosfato de
sodio, un fosfato de potasio y titanio, donde el titanio está
presente como sal compleja con el fosfato de sodio o el fosfato de
potasio o ambos y la cantidad de sodio medido como metal sodio es de
un 6 a un 14 por ciento en peso, en base al peso de los sólidos de
la composición; la cantidad de potasio medido como metal potasio es
de un 20 a un 40 por ciento en peso, en base al peso de los sólidos
de la composición; la razón de peso de sodio a potasio medidos como
metales es de 0,25 a 0,5:1; la cantidad de fósforo medido como
metal fósforo es de un 16 a un 22 por ciento en peso, en base al
peso de los sólidos de la composición, y el contenido en titanio
medido como metal titanio es de un 0,1 a un 0,6 por ciento en peso,
en base al peso de los sólidos de la composición, y donde el
contenido en sólidos de la composición acuosa concentrada es de al
menos un 40 por ciento en peso en base al peso de la composición
acuosa concentrada.
23. La composición de la reivindicación 22 en
forma líquida.
24. La composición de la reivindicación 22, donde
el contenido en sólidos es de un 40 a un 60 por ciento en peso.
25. Uso de la composición de la reivindicación
23, para formar una dispersión acuosa diluida con un contenido en
sólidos de un 0,05 a un 2 por ciento en peso en base al peso de la
dispersión acuosa diluida.
26. La composición de la reivindicación 23, que
además consiste en un ácido difosfónico.
27. La composición de la reivindicación 26, donde
el ácido difosfónico es de la siguiente fórmula estructural:
X---
\melm{\delm{\para}{PO _{3} (M _{2} ) _{2} }}{C}{\uelm{\para}{PO _{3} (M _{1} ) _{2} }}---Rdonde R es un grupo fenilo no substituido o
para-substituido por un halógeno, amino, hidroxi o
un grupo alquilo C_{1} a C_{4} o un grupo alquilo saturado o
mono- o poliinsaturado de cadena lineal, ramificado o cíclico de 1 a
10 átomos de carbono; X es hidrógeno, hidroxi, halógeno o amino, y
M_{1} y M_{2} representan cada uno independientemente hidrógeno
y/o un ión metálico
alcalino.
\newpage
28. La composición de la reivindicación 22, que
adicionalmente contiene un carbonato de metal alcalino o un
hidróxido de metal alcalino.
29. La composición de la reivindicación 27, donde
el carbonato o hidróxido de metal alcalino es carbonato o hidróxido
de potasio.
30. La composición de la reivindicación 27, donde
el carbonato o hidróxido de metal alcalino es carbonato o hidróxido
de sodio.
31. La composición de la reivindicación 22, que
adicionalmente contiene un agente espesante acrílico de
policarboxilato.
32. La composición de la reivindicación 26, donde
el ácido difosfónico está presente en cantidades de un 0,1 a un 5
por ciento en peso en base al peso de los sólidos de la
composición.
33. La composición de la reivindicación 28, donde
el carbonato de metal alcalino o el hidróxido de metal alcalino
está presente en cantidades de un 0,2 a un 10 por ciento en peso en
base al peso de los sólidos de la composición.
34. La composición de la reivindicación 31, donde
el agente espesante acrílico de policarboxilato está presente en
cantidades de un 0,05 a un 1 por ciento en peso en base al peso de
los sólidos de la composición.
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US304049 | 1994-09-12 | ||
| US08/304,049 US5494504A (en) | 1994-09-12 | 1994-09-12 | Liquid rinse conditioner for phosphate conversion coatings |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| ES2140699T3 ES2140699T3 (es) | 2000-03-01 |
| ES2140699T5 true ES2140699T5 (es) | 2004-05-16 |
Family
ID=23174834
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| ES95929595T Expired - Lifetime ES2140699T5 (es) | 1994-09-12 | 1995-08-16 | Acondicionador de liquido de lavado para revestimientos de conversion de fosfatos. |
Country Status (8)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5494504A (es) |
| EP (1) | EP0782635B2 (es) |
| CA (1) | CA2198933C (es) |
| DE (1) | DE69513036T3 (es) |
| ES (1) | ES2140699T5 (es) |
| MX (1) | MX9701829A (es) |
| PT (1) | PT782635E (es) |
| WO (1) | WO1996008588A1 (es) |
Families Citing this family (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3072757B2 (ja) * | 1996-01-10 | 2000-08-07 | 日本ペイント株式会社 | 高耐久性表面調整剤 |
| JP3451337B2 (ja) * | 1998-07-21 | 2003-09-29 | 日本パーカライジング株式会社 | 金属のりん酸塩被膜化成処理前の表面調整用処理液及び表面調整方法 |
| JP3545974B2 (ja) * | 1999-08-16 | 2004-07-21 | 日本パーカライジング株式会社 | 金属材料のりん酸塩化成処理方法 |
| US6723178B1 (en) | 1999-08-16 | 2004-04-20 | Henkel Corporation | Process for forming a phosphate conversion coating on metal |
| DE10010758A1 (de) * | 2000-03-04 | 2001-09-06 | Henkel Kgaa | Korrosionsschutzverfahren für Metalloberflächen |
| US20080283152A1 (en) * | 2007-05-17 | 2008-11-20 | Jeffrey Allen Greene | Rinse conditioner bath for treating a substrate and associated method |
| KR101021084B1 (ko) | 2008-09-08 | 2011-03-14 | 주식회사 성진케미칼 | 액상 표면 조정제 |
| JP6826114B2 (ja) * | 2015-11-04 | 2021-02-03 | イリノイ トゥール ワークス インコーポレイティド | 腐食防止剤及び水質調整剤 |
Family Cites Families (19)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| IT429344A (es) * | 1941-10-25 | 1900-01-01 | ||
| US2456947A (en) * | 1944-12-21 | 1948-12-21 | Westinghouse Electric Corp | Corrosion resistant coating for metal surfaces |
| US2516008A (en) * | 1948-06-19 | 1950-07-18 | Westinghouse Electric Corp | Composition and process for treating metal surfaces |
| US2874081A (en) * | 1956-08-02 | 1959-02-17 | Parker Rust Proof Co | Pretreatment solution for phosphate coating, method of preparing the same and process of treating metal surfaces |
| US4105581A (en) * | 1977-02-18 | 1978-08-08 | Drew Chemical Corporation | Corrosion inhibitor |
| US4152176A (en) * | 1978-08-07 | 1979-05-01 | R. O. Hull & Company, Inc. | Method of preparing titanium-containing phosphate conditioner for metal surfaces |
| DE3236247A1 (de) * | 1982-09-30 | 1984-04-12 | Metallgesellschaft Ag, 6000 Frankfurt | Verfahren zur oberflaechenbehandlung von aluminium |
| JPS6039170A (ja) * | 1983-08-10 | 1985-02-28 | Toyota Motor Corp | リン酸塩皮膜化成処理前の鋼板表面調整方法及び表面調整用水溶液 |
| FR2572422B1 (fr) * | 1984-10-31 | 1993-03-05 | Produits Ind Cie Fse | Bain d'activation et d'affinage perfectionne pour procede de phosphatation au zinc et concentre correspondant |
| DE3731049A1 (de) * | 1987-09-16 | 1989-03-30 | Henkel Kgaa | Verfahren zur herstellung von aktivierenden titanphosphaten fuer die zinkphosphatierung |
| DE3731089A1 (de) * | 1987-09-16 | 1989-03-30 | Henkel Kgaa | Mittel und verfahren zur aktivierung von metalloberflaechen vor einer zinkphosphatierung |
| DE3814287A1 (de) * | 1988-04-28 | 1989-11-09 | Henkel Kgaa | Polymere titanphosphate, verfahren zu ihrer herstellung und ihre verwendung zur aktivierung von metalloberflaechen vor einer zinkphosphatierung |
| US4859358A (en) * | 1988-06-09 | 1989-08-22 | The Procter & Gamble Company | Liquid automatic dishwashing compositions containing metal salts of hydroxy fatty acids providing silver protection |
| US5026423A (en) * | 1989-02-22 | 1991-06-25 | Monsanto Chemical Company | Compositions and process for metal treatment |
| US5112395A (en) * | 1989-02-22 | 1992-05-12 | Monsanto Company | Compositions and process for metal treatment |
| DE4012796A1 (de) * | 1990-04-21 | 1991-10-24 | Metallgesellschaft Ag | Verfahren zur herstellung von aktivierungsmitteln fuer die zinkphosphatierung |
| DE4012795A1 (de) * | 1990-04-21 | 1991-10-24 | Metallgesellschaft Ag | Aktivierungsmittel fuer die phosphatierung |
| FR2686622B1 (fr) * | 1992-01-29 | 1995-02-24 | Francais Prod Ind Cfpi | Concentre pour bain d'activation et d'affinage et bain obtenu a partir de ce concentre. |
| US5326408A (en) * | 1993-06-15 | 1994-07-05 | Henkel Corporation | Rapidly dissolving and storage stable titanium phosphate containing activating composition |
-
1994
- 1994-09-12 US US08/304,049 patent/US5494504A/en not_active Expired - Lifetime
-
1995
- 1995-08-16 EP EP95929595A patent/EP0782635B2/en not_active Expired - Lifetime
- 1995-08-16 DE DE69513036T patent/DE69513036T3/de not_active Expired - Lifetime
- 1995-08-16 MX MX9701829A patent/MX9701829A/es unknown
- 1995-08-16 WO PCT/US1995/010487 patent/WO1996008588A1/en active IP Right Grant
- 1995-08-16 PT PT95929595T patent/PT782635E/pt unknown
- 1995-08-16 CA CA002198933A patent/CA2198933C/en not_active Expired - Fee Related
- 1995-08-16 ES ES95929595T patent/ES2140699T5/es not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| DE69513036T2 (de) | 2000-04-13 |
| DE69513036T3 (de) | 2004-04-22 |
| PT782635E (pt) | 2000-04-28 |
| WO1996008588A1 (en) | 1996-03-21 |
| CA2198933A1 (en) | 1996-03-21 |
| US5494504A (en) | 1996-02-27 |
| DE69513036D1 (de) | 1999-12-02 |
| ES2140699T3 (es) | 2000-03-01 |
| EP0782635A1 (en) | 1997-07-09 |
| EP0782635B1 (en) | 1999-10-27 |
| CA2198933C (en) | 2001-01-16 |
| MX9701829A (es) | 1997-06-28 |
| EP0782635B2 (en) | 2003-08-27 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| ES2561465T3 (es) | Disolución concentrada para preparar un acondicionador de superficies | |
| US3864139A (en) | Pretreatment compositions and use thereof in treating metal surfaces | |
| JP2806531B2 (ja) | 鉄又は鉄合金材料の表面処理用リン酸亜鉛系水溶液及び処理方法 | |
| ES2673644T3 (es) | Método para recubrimiento de superficies metálicas con un agente de activación antes de la fosfatación | |
| ES2286889T3 (es) | Acondicionamiento de superficies metalicas antes de la fosfatacion de las mismas. | |
| US5160551A (en) | Activator for use in phosphating processes | |
| ES2140699T5 (es) | Acondicionador de liquido de lavado para revestimientos de conversion de fosfatos. | |
| US3741747A (en) | Highly alkaline titanated cleaner | |
| ES2231827T3 (es) | Composiciones para revestimiento de conversion en fosfato de zinc y procedimiento correspondiente. | |
| US10767265B2 (en) | Inorganic phosphate corrosion resistant coatings | |
| US2490062A (en) | Cleaning and activating compositions and use thereof in producing protective phosphate coatings on metal surfaces | |
| US4149909A (en) | Iron phosphate accelerator | |
| JP2014522889A5 (es) | ||
| US4678519A (en) | Method of zinc phosphatization, activation and refining bath used in said method and corresponding concentrate | |
| US2474412A (en) | Soapless-germicidally active detergent | |
| US5326408A (en) | Rapidly dissolving and storage stable titanium phosphate containing activating composition | |
| EP0056675B1 (en) | Pretreatment composition for phosphatising ferrous metals, and method of preparing the same | |
| US2739883A (en) | Process of etching aluminum | |
| US2155045A (en) | Inhibited detergent composition | |
| KR20010012658A (ko) | 리듐 및 바나듐 함유 시일링 조성물 및 이것을 사용한시일링방법 | |
| JP2790145B2 (ja) | 金属処理の組成物及び方法 | |
| CA2088342C (en) | Concentrate for activating and refining bath and bath obtained from this concentrate | |
| Grant et al. | Inhibition by glycosaminoglycans of CaCO3 (calcite) crystallization. | |
| EP0310587B1 (en) | Compositions and process for metal treatment | |
| PL154991B1 (pl) | Środek do chemicznego zmiękczania wody w grzewczych układach cyrkulacyjnych |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| FG2A | Definitive protection |
Ref document number: 782635 Country of ref document: ES |