ES2205314T3 - Composicion de recubrimiento no cromica anticorrosiva y metodo de tratamiento anticorrosion. - Google Patents
Composicion de recubrimiento no cromica anticorrosiva y metodo de tratamiento anticorrosion.Info
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Abstract
LA PRESENTE INVENCION SE REFIERE A UNA COMPOSICION DE REVESTIMIENTO ANTICORROSIVA SIN CROMO Y ECONOMICA Y A UN METODO DE TRATAMIENTO CONTRA LA CORROSION, CON LOS QUE SE CONSIGUE UNA ANTICORROSION SUPERIOR EN COMPARACION A LAS COMPOSICIONES ANTICORROSIVAS QUE CONTIENEN CROMO CONVENCIONALES. LA COMPOSICION DE REVESTIMIENTO ANTICORROSIVA DE LA INVENCION COMPRENDE DE 0,2 A 50 G DE UN COMPUESTO QUE CONTIENE UN GRUPO TIOCARBONILO Y DE 0,1 A 5 G DE IONES DE FOSFATO EN UN LITRO DE UNA COMPOSICION EN BASE A LA CANTIDAD TOTAL DE RESINA ACUOSA Y AGUA Y COMPRENDE ADEMAS DE 10 A 500 G DE SILICE DISPERSIBLE EN AGUA. EL METODO DE TRATAMIENTO CONTRA LA CORROSION DE LA INVENCION CONSISTE EN REVESTIR UN ACERO REVESTIDO TIPO ZINC O UN ACERO NO REVESTIDO CON LA COMPOSICION DE REVESTIMIENTO ANTICORROSIVA.
Description
Composición de recubrimiento no crómica
anticorrosiva y método de tratamiento anticorrosión.
La invención se refiere a una composición no
crómica de tratamiento de superficies y a un método de tratamiento
de superficies para un material metálico, particularmente láminas
de metal galvanizado, y proporciona una composición anticorrosiva
para conferir una anticorrosión adecuada al material metálico.
En una atmósfera que contiene sales tal como agua
de mar o en una atmósfera de alta humedad, el metal galvanizado en
láminas y las aleaciones de metal galvanizado en láminas generan
óxido blanco en la superficie cuya apariencia se deteriora,
reduciendo de esta forma por ejemplo su capacidad para prevenir la
oxidación en superficies de hierro como sustratos.
Convencionalmente, se han usado composiciones
cromadas anticorrosión para prevenir el óxido blanco, por ejemplo,
la Solicitud de Patente Japonesa KOKAI No. 131370/1991 describe una
composición de un tratamiento con resina que tiene un compuesto de
cromo dispersable en agua y sílice dispersable en agua contenidos
en una dispersión de un copolímero de
olefina-\alpha, \beta-ácido carboxílico
etilénicamente insaturado.
Sin embargo, incluso la composición del
tratamiento con resina que contiene cromo, no es necesariamente
adecuada en la resistencia a la corrosión y el óxido blanco aparece
tras un largo tiempo de exposición a la solución salina o a una
atmósfera de alta temperatura y alta humedad. La demanda de
composiciones para tratamientos no crómicos anticorrosivos se ha
incrementado en los últimos años.
Se ha encontrado que los iones sulfuro reaccionan
con cinc para formar una película estable de ZnS y las
composiciones de tratamientos no crómicos anticorrosivos que
contienen sulfuros y azufre se han descrito en la Solicitud de
Patente Japonesa KOKAI Nos. 239776/1996 y 67834/1996.
Sin embargo, algunos sulfuros tienen un olor
peculiar y su manipulación no es necesariamente fácil.
Además, también se proponen composiciones de
tratamientos anticorrosivos que contienen azufre, inodoras, y
compuestos no tóxicos de triazina tiol. Por ejemplo, la Solicitud
de Patente Japonesa KOKAI No. 31737/1978
("Water-Soluble Anticorrosive Paint") describe
una pintura soluble en agua anticorrosiva a la cual se añaden
derivados de ditiol-S-triazina.
Adicionalmente, la Solicitud de Patente Japonesa
KOKAI No. 223062/1986 ("Reactive Emulsion with Metal")
describe un reactivo de emulsión con metal obtenido mezclando un
compuesto que contiene un grupo tiocarbonilo con un compuesto
orgánico poco soluble en agua o insoluble en agua.
Sin embargo, el objeto de la pintura soluble en
agua anticorrosiva descrita anteriormente en la Solicitud de
Patente Japonesa KOKAI No. 31737/1978 reside en la anticorrosión
del acero dulce, cobre, latón y cables de cobre, y particularmente
la pintura se prepara de tal forma que puede adherirse fácilmente
a un material cuyo sustrato es cobre o latón. En consecuencia, era
insuficiente como composición anticorrosiva para superficies
metálicas tales como cinc, etc.
Adicionalmente, la emulsión del reactivo anterior
descrita en la Solicitud de Patente Japonesa KOKAI No.
223062/
1986 es una emulsión que reacciona que cobre, níquel, estaño, cobalto y aluminio y aleaciones de los mismos, así que también es inadecuada como composición anticorrosiva para superficies metálicas tales como cinc, etc.
1986 es una emulsión que reacciona que cobre, níquel, estaño, cobalto y aluminio y aleaciones de los mismos, así que también es inadecuada como composición anticorrosiva para superficies metálicas tales como cinc, etc.
Se ha estudiado que una composición de
recubrimiento anticorrosiva que contiene triazina tiol que es
eficaz también para la anticorrosión de metal galvanizado en
láminas, y desarrollaron la composición de recubrimiento
anticorrosiva que contiene triazina tiol descrita en la Solicitud de
Patente Japonesa No. 2557/1997. Sin embargo, la triazina tiol es un
compuesto caro, de tal forma que se desea una composición de
tratamiento anticorrosivo más barata.
Las Solicitudes de Patentes Japonesas KOKAI Nos.
71734/1979 y 326584/1991 describen métodos para el tratamiento de
superficies de cinc o aleaciones de cinc con una composición que no
contiene cromo ni triazina tiol. La Solicitud de Patente Japonesa
KOKAI No. 71734/1979 describe un método para tratar una superficie
de cinc o aleaciones de cinc, que comprende tratar la superficie de
cinc o aleaciones de cinc con una solución acuosa que contiene de
0,5 a 100 g/l de un éster de dos a seis ácidos fosfóricos o sales de
los mismos con mio-inositol, 0,5 a 30 g/l (en términos de
contenido de metal) de uno o más miembros seleccionados entre el
grupo compuesto por fluoruros de titanio y fluoruros de zirconio, y
de 1 a 50 g/l de tiourea y/o derivados de la misma. Esta técnica
anterior requiere que los fluoruros de titanio o los fluoruros de
zirconio formen una película pasiva como capa protectora en la
superficie de cinc. La Solicitud de Patente Japonesa KOKAI No.
226584/1991 describe un agente para tratar superficies que es una
solución acuosa con un pH de 5 a 10 que contiene al menos 0,02 g/l
de Ni^{2+} y/o Co^{2+}, amoniaco y uno o más compuestos con
grupos amino primarios. Esta técnica anterior necesita Ni^{2+}
y/o Co^{2+}, porque la adhesión de la capa y la anticorrosión se
consiguen por deposición del cobalto o del níquel. El agente de
tratamiento que contiene iones metálicos descrito anteriormente no
es práctico para tratamiento de agua residual, etc. debido a la
contaminación medioambiental.
El documento
JP-A-55-80475
describe una composición que retira el óxido que contiene ácido
fosfórico, tiourea, éter polioxialquil-fenilo y
polialquilenglicol. La composición se aplica a un artículo con un
pincel o mediante un pulverización. Cuando se aplica a productos de
hierro o acero retira los productos de oxidación de la superficie y
permite el recubrimiento de la superficie sin lavar con agua.
El documento
JP-A-49-3832
describe un producto que elimina el óxido que contiene ácido
fosfórico, tiourea, un agente reductor y polioxietileno alquil
fenil éter. El agente que elimina el óxido se aplica a productos de
hierro o acero para retirar los productos de oxidación del hierro
antes de anodizar o pintar.
El documento SU-967751 describe
una composición fluida para soldar a baja temperatura para usar en
las soldaduras de piezas de maquinaria o partes metálicas. La
composición comprende ácido fosfórico, un agente humectante,
tiourea, poliacrilamida y agua. La composición pretende prevenir la
formación de residuos corrosivos durante la soldadura.
El documento
JP-A-4-381071
describe un recubrimiento resistente a la corrosión que comprende
una resina orgánica soluble en agua o dispersable en agua, un
inhibidor orgánico de corrosión que contiene un átomo de nitrógeno
en una molécula tal como difeniltiocarbazona, partículas de sílice,
polvo lubricante tal como cera sintética, un tensioactivo no
iónico y agua. La composición es adecuada para recubrir materiales
de aluminio.
El propósito de la presente invención es
solucionar los problemas mencionados anteriormente y proporcionar
una composición de recubrimiento anticorrosiva no crómica y barata
con mayor anticorrosión que las composiciones anticorrosivas que
contienen cromo y más eficaz para metales galvanizados en láminas
(en la presente memoria descriptiva el término "galvanizado"
incluye el tratamiento de una superficie metálica con compuestos de
cinc para formar una capa metálica de cinc o una capa metálica de
aleación de cinc en la superficie). Otro objeto de la presente
invención es proporcionar un material metálico no crómico
anticorrosivo con una excelente anticorrosión.
La presente invención se refiere a una
composición de recubrimiento no crómica anticorrosiva que comprende
un compuesto que contiene un grupo tiocarbonilo, un fosfato y una
resina acuosa en agua, donde las cantidades del compuesto que
contiene el grupo tiocarbonilo y del fosfato son 0,2 a 50 g y de
0,1 a 5 g (en términos de iones fosfato) basadas respectivamente en
un litro de cantidad total de resina acuosa y agua.
Preferiblemente, el compuesto que contiene el
grupo tiocarbonilo es una tiourea, una tioamida, un tioaldehído, un
ácido carbotio, y un ácido tiocarbónico.
Preferiblemente, el compuesto que contiene el
grupo tiocarbonilo es una tiourea, una alquil tiourea, una dialquil
tiourea, una aril tiourea, una diariltiourea, tioacetoamida,
tioacetoaldehído o ácido tiobenzoico.
La composición de recubrimiento anticorrosiva
anterior puede comprender además sílice dispersable en agua en la
cantidad de 10 a 500 g por litro de cantidad total de resina acuosa
y agua.
Adicionalmente, la presente invención se refiere
a un método para prevenir la corrosión de una lámina de acero
galvanizado o una lámina de acero no galvanizado, que comprende
recubrir el acero con la composición anticorrosiva de recubrimiento
de la composición de recubrimiento descrita anteriormente.
Preferiblemente, en tal método, el espesor de la
película de la composición de recubrimiento no crómica
anticorrosiva después del secado es de 0,1 \mum o más.
Además, la presente invención se refiere a un
metal tratado con la composición de recubrimiento
anticorrosiva.
Una composición de recubrimiento anticorrosiva
tiene normalmente las siguientes funciones: (1) prevenir la
penetración de un líquido corrosivo; (2) adherir una película
anticorrosiva al sustrato metálico; (3) pasivación de superficies
metálicas mediante iones anticorrosivos, etc; y (4) propiedades de
resistencia al agua, resistencia a ácidos, y resistencia a álcalis
que poseen gracias a la película anticorrosiva. Si alguno de estos
requisitos es inadecuado, no pueden demostrarse las propiedades
anticorrosivas. Los compuestos de cromo convencionales fueron
superiores principalmente en la pasivación en el punto (3). En este
documento, pasivación se refiere al estado del metal o aleación en
el que el metal o aleación permanece inerte aunque esté en una
atmósfera que hace que sea químicamente o electroquímicamente
activo.
De forma similar a los cromatos, los sulfuros se
absorben fácilmente en las superficies metálicas y tienen una
excelente capacidad de oxidación, por lo que pueden usarse para
hacer pasivas las superficies metálicas. En consecuencia, el
compuesto que contiene el grupo tiocarbonilo, es decir un tipo de
sulfuro, tiene el efecto de prevenir la aparición de óxido blanco
en la lámina galvanizada.
Además, cuando el compuesto que contiene el grupo
tiocarbonilo se añade, junto con los iones fosfato, a una
composición de recubrimiento anticorrosiva que contiene una resina
acuosa, puede mejorarse significativamente su efecto anticorrosivo
para dar una composición de recubrimiento anticorrosiva superior a
las composiciones anticorrosivas de resinas convencionales que
contienen cromo. Esto se debe probablemente al efecto sinérgico que
el compuesto que contiene el grupo tiocarbonilo y los iones fosfato
tienen sobre el efecto anticorrosivo. Es decir, (1) se estima que
los iones del grupo tiol del compuesto que contiene el grupo
tiocarbonilo, al aplicar el recubrimiento anticorrosivo, se
absorben en los sitios activos o en las superficies de cinc para
demostrar el efecto anticorrosivo. Originalmente, los átomos de
azufre forman enlaces con el cinc coordinados fácilmente, y los
compuestos con el grupo tiocarbonilo (fórmula I) son aquellos que
tienen simultáneamente uno o más átomos de nitrógeno o átomos de
oxígeno como se muestra en la fórmula (II).
En estos compuestos, los átomos de nitrógeno y
los átomos de oxígeno pueden formar también enlaces coordinados con
el cinc, de tal forma que los compuestos tiocarbonilo que tienen
particularmente estos átomos forman fácilmente de forma simultanea
enlaces quelados en una superficie de cinc. Los compuestos que
contienen el grupo tiocarbonilo no se absorben en sitios inertes
(por ejemplo, superficies de óxido) en las superficies de cinc, sino
que son los iones fosfato los que actúan en tales sitios inertes
para formar fosfato de cinc para formar superficies activas. Se
asume que como los compuestos que contienen el grupo tiocarbonilo
se absorben en las superficies activadas de esta manera, el efecto
anticorrosivo se produce en toda la superficie de cinc. Además, (2)
los compuestos que contienen el grupo tiocarbonilo y los iones
fosfato actúan como promotores para la reticulación de la película
de resina. Se asume que los microporos de la película de resina
pueden reducirse por su acción sinérgica, donde se bloquean
eficazmente agua e iones perjudiciales tales como iones de
cloro.
Sorprendentemente, la propiedad anticorrosiva
pueden mejorarse en gran medida por la adición de sílice
dispersable en agua a la composición de recubrimiento anticorrosiva
mencionada anteriormente que comprende compuestos que contienen
grupos tiocarbonilo e iones fosfato.
A continuación se describe en detalle la
composición de recubrimiento anticorrosivo basada en el compuesto
que contiene el grupo tiocarbonilo de acuerdo con la presente
invención.
En la presente invención, aunque el compuesto que
contiene el grupo tiocarbonilo se refiere a un compuesto que tiene
un grupo tiocarbonilo (I):
también puede incluir compuestos capaces de
liberar el compuesto que contiene el grupo tiocarbonilo en una
solución acuosa o en presencia de un ácido o un
alcalino.
Algunos ejemplos típicos de compuestos que
contienen grupos tiocarbonilo incluyen los compuestos que se
indican a continuación:
tiourea representada por la fórmula (III):
así como derivados de la misma, incluyendo
ejemplos como metil tiourea, dimetil tiourea, etil tiourea, dietil
tiourea, difenil tiourea, tiopental, tiocarbazido, tiocarbazonas,
ácido tiocianúricos, tiohidantoína, 2-tiouramina y
3-tiourazol;
compuestos de tioamida representados por la
fórmula (IV):
incluyendo ejemplos como tioformamida,
tioacetamida, tiopropionamida, tiobenzamida, tiocarboestirilo y
tiosacarina;
compuestos de tioaldehído representados por la
fórmula (V):
incluyendo ejemplos como tioformadehído y
tioacetaldehído;
ácidos carbotio representados por la fórmula
(VI):
incluyendo ejemplos como ácido tioacético, ácido
tiobenzoico y ácido
ditioacético,
ácidos tiocarbónicos representados por la fórmula
(VII):
y compuestos con la estructura de la fórmula (I),
incluyendo ejemplos como tiocumazona, tiocumotiazona, Thinine Blue
J., tiopirona, y
tiobenzofenona;
tiruamsulfuros representados por la fórmula:
por ejemplo, mono- o polisulfuros de
tetraalquiltiuram.
En las fórmulas anteriores (III) a (VIII), R es
por ejemplo un átomo de hidrógeno, un grupo alquilo, arilo,
aralquilo, cicloalquilo, o heterocíclico (varias R en la misma
fórmula pueden ser iguales o diferentes). Se ha ejemplificado un
grupo alquilo C_{1}-C_{8} o más preferiblemente
un grupo alquilo C_{1}-C_{4} como grupo
alquilo; un grupo fenilo preferiblemente como un grupo arilo; un
grupo bencilo preferiblemente como un grupo aralquilo; un grupo
ciclohexilo o ciclopentilo como preferiblemente como un grupo
cicloalquilo.
En estos compuestos, aquellos que no están
disueltos directamente en agua, se disuelven una vez en una
solución alcalina y después se incorporan en la composición de
recubrimiento anticorrosiva.
La composición de recubrimiento anterior puede
mejorarse en su propiedad anticorrosiva por adición de 10 a
500 g de sílice dispersable en agua basado en un litro de la cantidad total de resina acuosa en agua. Además de eso, su sequedad, su resistencia a defectos, y la adhesión del recubrimiento también se mejoran con la adición del sílice dispersable en agua. El sílice dispersable en agua anterior no es restrictivo, siempre que contenga pequeñas impurezas tales como sodio y muestre un pH alcalino débil, por ejemplo, gel de sílice disponible en el mercado tales como Snowtex N™ (disponible en Nissan Kagaku Kogyou K.K.), Adelite AT-20N™ (disponible en Asahi Denka Kogyo K.K.) o partículas de sílice disponibles en el mercado tales como Aerosil™.
500 g de sílice dispersable en agua basado en un litro de la cantidad total de resina acuosa en agua. Además de eso, su sequedad, su resistencia a defectos, y la adhesión del recubrimiento también se mejoran con la adición del sílice dispersable en agua. El sílice dispersable en agua anterior no es restrictivo, siempre que contenga pequeñas impurezas tales como sodio y muestre un pH alcalino débil, por ejemplo, gel de sílice disponible en el mercado tales como Snowtex N™ (disponible en Nissan Kagaku Kogyou K.K.), Adelite AT-20N™ (disponible en Asahi Denka Kogyo K.K.) o partículas de sílice disponibles en el mercado tales como Aerosil™.
La composición de recubrimiento anticorrosiva de
la presente invención contiene resina acuosa. La resina acuosa de
la presente invención se refiere a una resina que incluye no sólo
una resina inherentemente soluble en agua, sino también una resina
inherentemente soluble en agua en forma de emulsión o suspensión
donde la resina se dispersa finamente en el agua. Las resinas que se
pueden usar como tales resinas acuosas incluyen por ejemplo resinas
de poliolefina, resinas de poliuretano, resinas acrílicas, resinas
de policarbonatos, resinas epoxi, resinas de poliéster, resinas
alquid, resinas de fenol, y otras resinas termofijables, más
preferiblemente resinas reticuladas. Las resinas particularmente
preferidas son las resinas de poliolefina, resinas de poliuretano
y una mezcla de las mismas. Como en la resina acuosa anterior,
pueden mezclarse dos o más tipos de resina.
Una composición de recubrimiento anticorrosivo de
la presente invención comprende compuestos que contienen grupos
tiocarbonilo, fosfatos y resinas acuosas en agua. La cantidad de
compuestos que contienen grupos tiocarbonilo es de 0,2 a 50 g, más
preferiblemente de 0,5 a 20 g en un litro de la cantidad total de
resina acuosa y agua. La cantidad de fosfatos es de 0,1 a 5 g,
preferiblemente de 0,5-3,5 g (en términos de iones
fosfato), en un litro de la cantidad total de resina acuosa en
agua. La relación de peso de las resinas acuosas y agua es 1 a
80:99 a 20, preferiblemente 50 a 70:99 a 30, donde la cantidad de
resinas acuosas se proporciona con respecto al contenido sólido. El
valor del pH de la composición anticorrosiva se ajusta
preferiblemente de 3 a 12, preferiblemente de 6 a 10. Si la
cantidad de compuesto que contiene grupo tiocarbonilo es menor de
0,2 g/l, la anticorrosión es insuficiente, mientras que una cantidad
mayor de 50 g/l no es económica porque la anticorrosión no mejora
más y la resina puede gelatinizarse dependiendo de la resina acuosa
usada.
La composición de recubrimiento anticorrosiva de
la presente invención puede contener además sílice dispersable en
agua en la cantidad de 10 a 500 g, más preferiblemente de 100 a 400
gramos en un litro de la cantidad total de resina acuosa y agua.
En el caso de que la cantidad de sílice sea menor de 10 g/l, no
puede obtenerse una mejora notable de la propiedad anticorrosiva,
mientras que incluso si la cantidad excede 500 g/l la propiedad
anticorrosiva no puede mejorarse más.
Los iones fosfato forman una capa fosfato en la
superficie del sustrato metálico para hacerla pasiva mientras estos
iones provocan una reacción de reticulación de una película de la
resina acuosa para permitir la formación de una densa película
anticorrosiva, mejorando adicionalmente de esta forma la
anticorrosión. Si el contenido de iones fosfato es menor de 0,1 g/l,
el efecto anticorrosivo no se mejora suficientemente, mientras que
en una cantidad mayor de 5 g/l, la anticorrosión puede reducirse o
por el contrario puede ocurrir una gelatinización, de tal forma que
empeora la estabilidad de almacenamiento del recubrimiento
anticorrosivo como producto.
Los ejemplos de fosfatos incluyen fosfato de
amonio, fosfato de alquilamino inferior, y fosfatos de metales
alcalinos. El fosfato más preferido es el fosfato de amonio.
Además, la composición de recubrimiento
anticorrosivo de la presente invención puede contener aditivos
anticorrosivos. Los aditivos anticorrosivos incluyen sílice
dispersable en agua.
La composición de recubrimiento anticorrosiva de
la presente invención puede contener además otros componentes, por
ejemplo pigmentos y agentes activos de superficie. Además, puede
incorporarse un agente silano de acoplamiento para la mejora de la
afinidad de la resina acuosa por las partículas de sílice o por
los pigmentos y una mejora adicional en, por ejemplo, la adherencia
de la resina acuosa a la capa de fosfato de cinc o de hierro.
Como con los pigmentos anteriores, es posible
emplear distintos pigmentos colorantes incluyendo pigmentos
inorgánicos tales como óxido de titanio (TiO_{2}), óxido de cinc
(ZnO), óxido de zirconio (ZrO), carbonato cálcico (CaCO_{3}),
sulfato de bario (BaSO_{4}), alúmina (Al_{2}O_{3}) arcilla
caolín, negro de carbón, óxidos de hierro (Fe_{2}O,
Fe_{3}O_{4}), etc, así como pigmentos orgánicos.
Ejemplos de los agentes silanos de acoplamiento
anteriores incluyen
\gamma-aminopropiltrimetoxisilano,
\gamma-aminopropiltrietoxisilano,
\gamma-glicidoxipropiltrimetoxi silano,
\gamma-metacriloxipropiltrietoxi silano, y
N-[2-(vinilbencilamino)etil]-3-aminopropiltrimetoxi
silano.
En la composición de recubrimiento anticorrosiva
de la presente invención, puede usarse un disolvente para mejorar
las propiedades de formación de película de la resina acuosa y
formar una película más suave y uniforme. El disolvente no está
particularmente limitado siempre que se use normalmente en
pinturas, e incluye por ejemplo disolventes de tipo alcohólico,
cetonas, ésteres y éteres.
En la presente invención, la composición de
recubrimiento anticorrosiva puede usarse como una composición de
recubrimiento anticorrosiva para acero galvanizado o acero no
galvanizado para efectuar un tratamiento anticorrosivo del acero
galvanizado o del acero no galvanizado. En este tratamiento
anticorrosivo, la composición de recubrimiento anticorrosivo se
aplica sobre un material a recubrir y después de la aplicación, el
material de recubierto se calienta y se seca en aire caliente, o
alternativamente, el material se precalienta, y después se aplica
la composición de recubrimiento anticorrosivo de la presente
invención al material mientras está caliente, y después se seca con
el calor residual.
La temperatura de calentamiento en cualquiera de
los dos métodos está en el intervalo de 50 a 250ºC. Si la
temperatura es menor de 50ºC, la tasa de evaporación del agua es
tan baja que no se pueden obtener suficientes propiedades de
formación de película, y por tanto la capacidad anticorrosiva es
deficiente. Por otro lado, si la temperatura excede 250ºC, ocurre
una descomposición térmica de la resina acuosa, de tal forma que
las propiedades SST y la resistencia al agua se deterioran, y el
producto experimenta una decoloración amarillenta en su apariencia,
por tanto la temperatura está limitada al intervalo anterior.
Preferiblemente, la temperatura está en el intervalo de 70 a 100ºC.
Si el material recubierto después de la aplicación se calienta en
aire caliente y se seca, el tiempo de secado es preferiblemente de 1
segundo a 5 minutos.
En el tratamiento anticorrosión anterior, el
espesor de la película de la composición de recubrimiento
anticorrosivo de la presente invención es preferiblemente 0,1
\mum o más después del secado. Si es menos de 0,1 \mum, su
capacidad anticorrosiva es deficiente. Por otro lado, si la película
es demasiado espesa después del secado, no sólo no es económico
para la capa de imprimación del sustrato, sino que también es poco
práctico para el recubrimiento. Por tanto, el espesor de la
película es preferiblemente 0,1 a 20 \mum, más preferiblemente
0,3 a 10 \mum.
Sin embargo, para usar como recubrimiento acuoso
anticorrosivo, es suficiente un espesor de película de 0,1
\mum.
En el tratamiento anticorrosión anterior, la
composición de recubrimiento anticorrosiva de la presente invención
puede aplicarse mediante los rodillos de recubrimiento,
pulverización con aire, pulverización sin aire, o inmersión usados
normalmente.
El material a recubrir con la composición de
recubrimiento anticorrosiva de la presente invención es acero
galvanizado o no galvanizado como se ha descrito anteriormente.
La composición de recubrimiento anticorrosiva de
la presente invención puede usarse como una composición de
recubrimiento para el tratamiento de un sustrato y como un
recubrimiento acuoso anticorrosivo como se ha descrito
anteriormente, y también puede usarse como recubrimiento primario
anticorrosivo.
Además, no sólo puede usarse en el campo de
recubrimiento de bobinas para el tratamiento de una película
lubricante de láminas de metal galvanizado como sustrato y para el
tratamiento de un sustrato a ser recubierto, sino también como una
composición lubricante anticorrosiva para placas de acero lubricante
añadiendo una cera a la composición anticorrosiva de la presente
invención.
A continuación, se describe con más detalle la
presente invención en referencia a los Ejemplos y Ejemplos
Comparativos.
La evaluación de la anticorrosión en los
siguientes ejemplos se realizó de la siguiente manera:
La composición anticorrosión de la presente
invención (sólido: 20% en peso) se recubrió con un espesor de 1
\mum en una lámina de acero galvanizada (EG-MO)
eléctricamente disponible en el mercado con un recubrimiento de
barra #3 de la misma manera del Ejemplo 11, y después se secó a
PMT150ºC.
La superficie de un material recubierto se roció
con un pulverización a 35ºC con solución salina al 5% (NaCl) y
después se evaluó con puntos de 1 a 10 el grado de aparición de
óxido blanco después de 48 horas en los Ejemplos 1 a 10 y en los
Ejemplos Comparativos 1 a 5 (lámina de acero fundido galvanizada) o
después de 240 horas en los Ejemplos 11 a 33 y en los Ejemplos
Comparativos 6 a 8 (lámina de acero galvanizada eléctricamente). En
el caso de la lámina de acero galvanizada eléctricamente se
evaluaron porciones lisas y porciones extruídas Erichsen de 7 mm.
El criterio de evaluación es el siguiente:
- Punto 10: normal.
- Punto 9: entre Puntos 10 y 8.
- Punto 8: ligera formación de óxido blanco.
- Puntos 7 a 6: entre Puntos 8 y 5.
- Punto 5: formación de óxido blanco en la mitad del área.
- Puntos 4 a 2: entre Puntos 5 y 1.
- Punto 1: formación de óxido blanco sobre la superficie.
Un material recubierto se sumergió en una cámara
termostática a 40ºC durante 20 días y después se evaluó de 1 a 10
puntos el grado de aparición de óxido blanco. El criterio de
evaluación se indica a continuación:
- Punto 10: normal.
- Punto 9: entre Puntos 10 y 8.
- Punto 8: ligera hinchazón en la película.
- Puntos 7 a 6: entre Puntos 8 y 5.
- Punto 5: hinchazón en la mitad del área.
- Puntos 4 a 2: entre Puntos 5 y 1.
- Punto 1: hinchazón sobre la superficie.
Se recubrió una lámina de acero galvanizada
eléctricamente disponible en el mercado con la composición de
recubrimiento anticorrosiva de la presente invención (sólido: 20%
en peso) con un recubrimiento de barra de la misma forma descrita
en el Ejemplo 11, de tal forma que el espesor en seco llega a 1
\mum, y después se seca a PMT150ºC. Después de secar, se aplica
un recubrimiento sobre la misma de un composición de recubrimiento
de acril/melamina (SuperLaq 100™, disponible en Nippon Paint Co.,
Ltd) mediante una barra de recubrimiento, de tal forma que el
espesor en seco alcanza 20 \mum, y después se seca a 150ºC
durante 20 minutos para dar fragmentos de prueba para la adhesión
del recubrimiento superior.
Patrón: El recubrimiento se cortó siguiendo un
patrón (cuadrados de 1 mm), sobre el cual se pegó una cinta
adhesiva, y se evaluó la adhesión de 1 a 10 puntos de acuerdo con
el siguiente criterio:
Erichsen 7 mm: Se pegó una cinta adhesiva en la
porción de 7 mm extruída mediante Erichsen y se evaluó con el
criterio proporcionado a continuación.
Patrón y Erichsen de 7 mm: La porción que se
cortó en cuadrados de 1 mm se extruyó a 7 mm por Erichsen, y se
pegó con cinta adhesiva. La adhesión de la cinta adhesiva se evaluó
con el mismo criterio.
- 10: Siendo el porcentaje de cuadrados del patrón desprendidos 0%.
- 9: Siendo el porcentaje de cuadrados del patrón desprendidos menor de 10%.
- 8: Siendo el porcentaje de cuadrados del patrón desprendidos menor del 20%.
- 7: Siendo el porcentaje de cuadrados del patrón desprendidos menor del 30%.
- 6: Siendo el porcentaje de cuadrados del patrón desprendidos menor del 40%.
- 5: Siendo el porcentaje de cuadrados del patrón desprendidos menor del 50%.
- 4: Siendo el porcentaje de cuadrados del patrón desprendidos menor del 60%.
- 3: Siendo el porcentaje de cuadrados del patrón desprendidos menor del 70%.
- 2: Siendo el porcentaje de cuadrados del patrón desprendidos menor del 80%.
- 1: Siendo el porcentaje de cuadrados del patrón desprendidos menor del 90%.
- 0: Siendo el porcentaje de cuadrados del patrón desprendidos mayor del 90%.
El panel de prueba se sumergió durante 30 minutos
en agua hirviendo, y después se evaluó de la misma manera que en la
Prueba Primaria.
En los siguientes Ejemplos y Ejemplos
Comparativos la expresión de la concentración (g/l) significa la
cantidad (g) de los correspondientes ingredientes contenidos en un
litro de la cantidad total de resina acuosa en agua.
Se añadió resina de poliolefina
("High-Tech S-7024"™, Toho
Chemical Industry Co., Ltd.) a agua pura a una concentración de
resina de 20% en peso, y se disolvió tiourea a una concentración de
5,0 g/litro, y fosfato de amonio a una concentración de 1,25
g/litro de iones fosfato, y finalmente, se añadió sílice
dispersable en agua ("Snowtex N"™, Nissan Chemical Industries,
Ltd.) a una concentración de 25 g/l y la mezcla se dispersó
durante 30 minutos con un dispersador, y el valor del pH se ajustó
a 8,0, para dar una composición de recubrimiento anticorrosiva. La
composición de recubrimiento anticorrosiva resultante se aplicó
mediante un recubrimiento de barra #5 a un lámina de metal fundido
galvanizado (Z-27™, 70 x 150 x 1,6 mm, fabricada por
Nippon Test Panel K.K.) pre calentada a una temperatura de placa de
80ºC (calentando antes de recubrir) y después se secó para formar
una película seca de 2 a 3 \mum. (La superficie de la lámina de
metal fundido galvanizado se pulió con Scotch Bright, se desengrasó
con un desengrasante alcalino ("Surf Cleaner 53", Nippon Paint
Co., Ltd), se lavó con agua, se secó, y se realizó la evaluación
anterior. Los resultados de la evaluación se muestran en la Tabla
1.
Se preparó una composición de recubrimiento
anticorrosiva de la misma manera del Ejemplo 1 excepto que se
añadió tiourea a una concentración de 50 g/l y se añadieron iones
fosfato a una concentración de 0,1 g/l. Los resultados de la
evaluación se muestran en la Tabla 1.
Se preparó una composición de recubrimiento
anticorrosiva de la misma manera del Ejemplo 1 excepto que se
añadió tiourea a una concentración de 0,2 g/l y se añadieron iones
fosfato a una concentración de 5 g/litro. Los resultados de la
evaluación se muestran en la Tabla 1.
Ejemplos 4 a
10
Se prepararon composiciones de recubrimiento
anticorrosivas de la misma manera del Ejemplo 1 excepto que el tipo
de resina acuosa, el tipo de compuestos que contienen el grupo
tiocarbonilo, y sus concentraciones y la concentración de los iones
fosfato variaron como se muestra en la Tabla 1. Los resultados de
evaluación se muestran en la Tabla 1.
Ejemplo comparativo
1
Se trató una lámina de metal
fundido-galvanizado de la misma forma del Ejemplo 1
excepto que se usó una composición anticorrosiva resinosa que
contiene cromatos preparada mezclando 100 partes en peso de resina
poliolefina "High-Tec
S-7024"™, 140 partes (contenido sólido) en peso
de "Snowtex N"™ y 5 partes en peso de cromato de estroncio. La
superficie de la placa se pulió, se engrasó, se lavó con agua, se
secó y se evaluó de la misma forma que en el Ejemplo 1. Los
resultados se muestran en la Tabla 1.
Ejemplos comparativos 2 a
5
Se prepararon composiciones de recubrimiento
anticorrosivas de la misma manera que en el Ejemplo 1 excepto que
es el tipo de resina acuosa, el compuesto que contiene el grupo
tiocarbonilo, y sus concentraciones y la concentración de iones
fosfato variaron como se muestra en la Tabla 1. Los resultados de
la evaluación se muestran en la Tabla 1.
En la Tabla 1 se usaron los siguientes productos
comerciales como resinas acuosas.
- Resina de poliolefina: "High-Tex S-7024"™ (Toho Chemical Industry Co., Ltd).
- Resina de poliuretano: "Boniter HUX-320"™ (Asahi Denka Kogyo K.K.).
- Resina acrílica: "EM1220"™ (Nippon Paint Co., Ltd).
- Resina epoxi: "Polysol 8500"™ (Showa Highpolymer Co., Ltd).
- Resina de poliéster: "Pethresin A-124G"™ (Takamatsu Yushi K.K.).
Se mezclaron resina de poliolefina
("High-Tec S-7024"™,Toho
Chemical Industry Co., Ltd) y resina de poliuretano ("Boniter
HUX-320"™, Asahi Denka Kogyo K.K.) con agua pura
en una relación 1:1 (relación en peso) a una concentración total de
resina de 20% en peso (sólido), y se disolvió tiourea a 5,0
g/litro, y se disolvió fosfato de amonio a una concentración de
iones fosfato de 2,5 g/litro, y finalmente, se añadió sílice
dispersable en agua ("Snowtex N"™, Nissan Chemical
Industries, Ltd) en la cantidad de 300 g/l y la mezcla se dispersó
durante 30 minutos con un dispersados, y el valor del pH se ajustó a
8,0 para dar una composición de recubrimiento anticorrosiva. La
composición de recubrimiento anticorrosiva resultante se aplicó a
un lámina de metal fundido galvanizado (EP-MO, 70
x 150 x 0,8 mm, fabricada por Nippon Test Panel K.K.) de acuerdo con
la forma descrita en el método anterior para evaluar la
anticorrosión primaria y la adhesión del recubrimiento superior, y
después se secó para formar una película seca de 1 \mum de
espesor. La superficie de la lámina de metal galvanizada
eléctricamente se desengrasó con un desengrasante alcalino ("Surf
Cleaner 53", Nippon Paint Co., Ltd), se lavó con agua, se secó,
y se realizó la evaluación anterior. Los resultados de la
evaluación se muestran en la Tabla 1.
Se realizó la prueba anti-SST
para determinar en una escala de 10 puntos el grado de aparición de
óxido blanco después de 240 horas.
Los resultados de la evaluación se muestran en la
Tabla 2.
Ejemplos 12 y
33
Se obtuvo una lámina de metal galvanizada
eléctricamente sujeta a tratamiento anticorrosivo y se evaluó de la
misma forma que en el Ejemplo 11 excepto que se cambiaron los tipos
de compuesto que contienen grupos tiocarbonilo, y las cantidades de
iones fosfato y de sílice dispersable en agua (Snowtex N™) y se
muestran en las Tablas 2 y 3. Los resultados de la evaluación de la
anticorrosión y la adhesión del recubrimiento superior se muestran
en las Tablas 2 y 3.
Ejemplo comparativo
6
Una lámina de metal galvanizada eléctricamente
comercial se trató de la misma forma que en el Ejemplo Comparativo
1 excepto que se usó una composición anticorrosiva resinosa que
contenía cromatos preparada mezclando 100 partes en peso de resinas
de poliolefina "High-Tex
S-7024"™, 70 partes (contenido sólido) en peso
de "Snowtex N"™ y 5 partes en peso de cromato de estroncio.
Para la evaluación, se pulió la superficie, se desengrasó se lavó
con agua y se secó de la misma manera que en el Ejemplo 11. Los
resultados se muestran en la Tabla 3.
Ejemplo comparativo
7
Una lámina de metal se sumergió en una solución
reactiva de tratamiento de cromato ("Surf Cinc 1000"™; Nippon
Paint Co., Ltd) a 60ºC durante 10 segundos como para permitir que
se adhieran 50 mg/m^{2} de cromato después del secado, y el metal
se enrolló, se secó a 70ºC durante 20 minutos, y se evaluó. Los
resultados se muestran en la Tabla 3.
Ejemplo comparativo
8
Esta evaluación se hace de acuerdo con el Ejemplo
11 excepto en que no se añade ningún compuesto que contiene el
grupo tiocarbonilo y se usan 30 g/l de Snowtex N. El resultado se
muestra en la Tabla 3.
Con estos resultados, es evidente que la
composición de recubrimiento anticorrosiva de la presente invención
que comprende compuestos que contienen grupos tiocarbonilo e iones
fosfato y una composición de recubrimiento anticorrosiva que
comprende además sílice dispersable en agua, y un método de
tratamiento anticorrosivo de la presente invención han demostrado
una anticorrosión significativamente mejorada en comparación con
las composiciones cromadas convencionales.
Claims (10)
1. Una composición de recubrimiento no crómica
anticorrosiva que comprende un compuesto que contiene un grupo
tiocarbonilo, un fosfato y una resina acuosa en agua, donde las
cantidades del compuesto que contiene el grupo tiocarbonilo y el
fosfato son 0,2 a 50 g y 0,1 a 5 g (en términos de iones fosfato)
basadas respectivamente en un litro de la cantidad total de resina
acuosa y agua.
2. Una composición de recubrimiento no crómica
anticorrosiva de acuerdo con la Reivindicación 1, donde la relación
de peso de la resina acuosa (en forma de sólido) con el agua es de
1-80:99-20.
3. Una composición de recubrimiento no crómica
anticorrosiva de acuerdo con la Reivindicación 1 o la
Reivindicación 2, donde el compuesto que contiene el grupo
tiocarbonilo es una tiourea, tioamida, un tioaldehído, un ácido
carbotio o un ácido tiocarbónico.
4. Una composición de recubrimiento no crómica
anticorrosiva de acuerdo con la reivindicación 3, donde el
compuesto que contiene el grupo tiocarbonilo es una tiourea, una
alquil tiourea, una dialquil tiourea, una aril tiourea, una
diariltiourea tioacetoamida, tioacetoaldehído, o ácido
tiobenzoico.
5. Una composición de recubrimiento no crómica
anticorrosiva de acuerdo con cualquier Reivindicación precedente,
donde la resina acuosa es una resina de poliolefina, una resina de
poliuretano, una resina acrílica o una resina de poliéster.
6. Una composición de recubrimiento no crómica
anticorrosiva de acuerdo con cualquier Reivindicación precedente,
que comprende además sílice dispersable en agua.
7. Una composición de recubrimiento no crómica
anticorrosiva de acuerdo con la Reivindicación 6, que comprende
10-500 g del sílice dispersable en agua basado en
un litro de la cantidad total de resina acuosa en agua.
8. Un método para prevenir la corrosión de una
lámina de acero galvanizada o una lámina de acero no galvanizada,
que comprende recubrir el acero con la composición de recubrimiento
no crómica anticorrosiva como se ha definido en cualquiera de las
Reivindicaciones precedentes.
9. Un método para prevenir la corrosión de
acuerdo con la Reivindicación 8, donde el espesor de la película de
la composición de recubrimiento no crómica anticorrosiva después
del secado es de 0,1 \mum o más.
10. Un metal recubierto con la composición de
recubrimiento no crómico anticorrosivo como se ha definido en
cualquiera de las Reivindicaciones 1-7.
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