ES2216150T3

ES2216150T3 - Composiciones de revestimiento soldables y resistentes a la corrosion.

Info

Publication number: ES2216150T3
Application number: ES97923591T
Authority: ES
Inventors: Gregg Falberg
Original assignee: Jotun AS
Current assignee: Jotun AS
Priority date: 1996-05-13
Filing date: 1997-05-07
Publication date: 2004-10-16
Anticipated expiration: 2017-05-07
Also published as: AU2935897A; DE69727478D1; PL329736A1; EP0898598A4; CN1151209C; EP0898598A1; EP0898598B1; WO1997043350A1; PL188551B1; CN1218493A; DE69727478T2; US5580371A

Abstract

SE PRESENTA UN REVESTIMIENTO ANTICORROSIVO CON BASE DE ZINC. EL REVESTIMIENTO INCLUYE ZINC, FOSFURO DE HIERRO Y SILICATO DE POTASIO QUE TIENEN UNA RELACION MOLAR DE SILICATO CON RESPECTO AL POTASIO DE ENTRE 4.1 Y 6.0.

Description

Composiciones de revestimiento soldables y resistentes a la corrosión.

Campo de la invención

La invención se refiere a una composición de revestimiento anticorrosiva que no interfiere con la soldadura. La composición incluye zinc, fosfuro de hierro y una solución acuosa de silicato potásico que contiene una alta relación de silicato a potasio.

Antecedentes de la invención

En la construcción marina e industrial, normalmente es conveniente pintar previamente el acero con una imprimación rica en zinc antes de la fabricación y, a este respecto, se conocen muchas de tales composiciones de revestimiento. Muchas de estas composiciones incluyen polvo de zinc en una resina orgánica tal como una resina epoxi, un caucho clorado, una resina de poliestireno o una resina de silicona. Los revestimientos a base de estos ligantes orgánicos no son muy adecuados para revestir acero que finalmente ha de ser soldado debido a que el ligante tiende a descomponerse por el calor de la soldadura, traduciéndose ello en revestimientos dañados y en una pérdida de adherencia.

Como alternativa a los revestimientos a base de ligantes orgánicos, se conocen también los revestimientos de zinc a base de ligantes inorgánicos. Por ejemplo, Schutt (Patente US 3.620.784) describe una composición de revestimiento que contiene polvo de zinc portado en un vehículo de silicato. Se dice que la formulación descrita por Schutt evita muchos de los problemas normalmente encontrados con los revestimientos inorgánicos: uso a la intemperie, fisuración, agrietamiento y adherencia no uniforme antes y después de la cocción.

Sin embargo, incluso en el caso de que se superen los problemas asociados con las características físicas del revestimiento de silicato aplicado, tal como Schutt reivindica que lo hace, todavía deberá hacerse frente al problema de la soldadura de acero que ha sido revestido con una imprimación de zinc en polvo en un vehículo de silicato. Durante la soldadura, el zinc vaporizado puede penetrar por la raíz de la soldadura y llegar a quedar atrapado, creando así una soldadura porosa. A veces es posible solucionar parcialmente el problema de la porosidad reduciendo la velocidad de soldadura de manera suficiente para permitir que el zinc llegue a volatilizarse por completo antes de realizar la soldadura. Aunque esta técnica pueda tener éxito, la misma da lugar mayores costes de fabricación como consecuencia de la menor velocidad de soldadura.

Se sabe que una parte del zinc en las imprimaciones ricas en zinc puede ser sustituida por fosfuro de hierro de un tamaño de partícula adecuado. El acero revestido con zinc resultante, al tiempo que conserva sus propiedades anti-corrosivas, puede ser soldado de un modo más fácil y eficiente.

Como un ejemplo de esta medida, Makishima et al. (Patente US 4.011.088) han propuesto una composición de revestimiento anti-corrosiva que comprende de 5 a 80% de un ligante, consistente en silicato potásico o silicato amónico, y de 20 a 95% de una mezcla de pigmentos a base de zinc en polvo y fosfuro de hierro o a base de zinc en polvo y fosfuro de níquel. En la modalidad en la cual se emplea silicato potásico como ligante, Makishima et al. indican que la relación de silicato a potasio deberá estar comprendida entre 2,5 y 4. Si la relación molar es menor de 2,5, se dice que la propiedad de formación de película es insuficiente, y en el caso de que la relación molar sea mayor de 4, se dice que la estabilidad del ligante puede reducirse.

Se ha descubierto ahora una imprimación mejorada a base de zinc que proporciona un revestimiento resistente a la corrosión, duradero, combinado con una excelente capacidad de soldadura. Además, la composición es a base de agua y con ello evita los problemas medioambientales asociados con las imprimaciones a base de disolvente.

Resumen de la invención

La invención se refiere a una composición de revestimiento anticorrosiva que comprende: (a) de 8 a 40 partes en peso de un pigmento, comprendiendo dicho pigmento una mezcla de 35 a 90% en peso de zinc y de 65 a 10% en peso de fosfuro de hierro; (b) de 2 a 5 partes en peso de silicato potásico de fórmula K_{2}O\cdotnSiO_{2} en donde n es de 4,1 a 6; y (c) de 7 a 12 partes en peso de agua.

Preferentemente, el zinc y el fosfuro de hierro son de un tamaño medio de partícula comprendido entre 2 \mum y 20 \mum, más preferentemente entre 3 y 8 \mum. La relación de silicato a potasio en el silicato potásico de la composición de la invención puede ser de 4,5 a 6 o de 5 a 6, con preferencia de 5,3 a 6 y más preferentemente de 5 a 5,3. Las composiciones según la invención pueden incluir además silicato de litio de fórmula Li_{2}O\cdotpSiO_{2} en donde p es de 3 a 8 ó silicato sódico de fórmula Na_{2}O\cdotmSiO_{2} en donde m es de 2 a 4, o una combinación de ambos. Las composiciones según la invención pueden incluir también una carga tal como mica.

En una modalidad preferida, la invención comprende (a) de 23 a 28 partes en peso de un pigmento; (b) de 3 a 4 partes en peso de silicato potásico en donde n es de 5 a 5,5; y (c) de 9 a 10 partes en peso de agua. El pigmento es en este caso una mezcla de 45 a 55% en peso de zinc y de 45 a 55% en peso de fosfuro de hierro.

Descripción detallada de la invención

La composición de revestimiento de la invención comprende tres elementos básicos: (a) un pigmento de zinc-fosfuro de hierro; (b) un ligante de silicato potásico; y (c) una cantidad de agua que proporciona la reología adecuada. Las composiciones pueden contener también cargas y tintes compatibles, que no deberán afectar de manera adversa a la durabilidad o capacidad de soldadura de la composición resultante.

El pigmento de zinc-fosfuro de hierro consiste en una mezcla de zinc metálico en forma de polvo o escamas y partículas de aproximadamente el mismo tamaño de fosfuro de hierro. Se prefiere el polvo de zinc el cual es de fácil disponibilidad en el mercado. Se ha comprobado que el polvo de zinc UP6™ de North American Oxide (Clarksville, Tennessee) que tiene un tamaño medio de partícula de 6 a 7 \mum es adecuado para la composición de la invención. El fosfuro de hierro también es de fácil disponibilidad en el mercado y se ha comprobado que Ferrophos®, de la Calidad 2131, suministrado por Occidental Chemical Corporation (Niagara Falls, New York) que tiene un tamaño medio de partícula entre 3 y 5 \mum, resulta muy adecuado para las composiciones de la invención. Ferrophos® es principalmente fosfuro de hierro (Fe_{2}P) con cantidades menores de SiO_{2}. Los detalles de su preparación y de su constitución pueden encontrarse en la Patente US 3.562.124 (véase columna 3, línea 45 a columna 4, línea 33), cuya descripción se incorpora aquí en su totalidad solo con fines de referencia.

La proporción en peso de zinc en el pigmento deberá ser mayor de 35% con el fin de lograr una protección adecuada contra la corrosión, pero no puede ser mayor de 90% para que no de lugar a soldaduras porosas. A la composición de la invención se pueden añadir otros pigmentos y cargas en tanto en cuanto que los porcentajes de zinc y de fosfuro de hierro se mantengan dentro del intervalo indicado. Ejemplos de cargas que podrían añadirse incluyen tierra de diatomeas, arcilla de bentonita, caolinita, wollastonita, talco y mica.

El ligante es silicato potásico que tiene una relación molar de sílice a óxido de potasio mayor de 4. En el comercio pueden encontrarse soluciones acuosas de silicato potásico que se preparan por el método descrito en la Patente US 4.162.169, cuya descripción se incorpora aquí en su totalidad solo con fines de referencia. Se ha comprobado que el K-silicate™ comercialmente disponible, suministrado por Polyset Chemical Co. (Mechanicville, New York), es muy adecuado para las composiciones de la invención. Este material consiste en aproximadamente 23-28% en peso de silicato potásico en agua (es decir, contenido en sólidos: 23-28%) y la relación molar de silicato a potasio es de alrededor de 5,2.

Si bien no es necesario para la producción de las composiciones de revestimiento de la invención, al ligante se pueden añadir otros silicatos de metales alcalinos. A este respecto, se puede añadir cualquiera o ambos de silicato de litio (Li_{2}O\cdotpSiO_{2} en donde p es de 3 a 8) y silicato sódico (Na_{2}O\cdotmSiO_{2} en donde m es de 2,5 a 4).

Se prepara una composición de la invención mezclando 3,17 kg de polvo de zinc UP6, hasta lograr una mezcla homogénea, con 3,17 kg de 2131 Ferrophos® (fosfuro de hierro) en un mezclador de alta velocidad. La mezcla homogénea se combina con 3,31 kg de K-silicate™ (silicato potásico) y se agita para producir 3,78 litros de una mezcla homogénea según la invención.

Como se ha indicado anteriormente, en el caso de que se añada una carga tal como mica, la misma deberá mezclarse junto con el zinc y el fosfuro de hierro antes de mezclarlos con el vehículo de silicato. Similarmente, en el caso de que se añada a la composición un silicato de litio o silicato sódico, el mismo deberá mezclarse con el vehículo acuoso de silicato potásico antes de combinarse con el pigmento.

Los sustratos a los cuales se aplican las composiciones de la invención serán normalmente metálicos. Realmente, la principal ventaja de las presentes composiciones, es decir, la capacidad de soldadura, se observa cuando el sustrato es acero. Para sustratos de acero, el sustrato se limpia normalmente con ácido fosfórico o mediante chorreado con arena inmediatamente antes de la aplicación del revestimiento. El revestimiento se pulveriza o se aplica por medio de una brocha o un rodillo sobre el sustrato por medios convencionales. El revestimiento se esparce bien y se adhiere de manera uniforme. El revestimiento resultante resiste la corrosión y la abrasión; no se fisura ni se desprende y se comporta bien en la intemperie.

Claims

1. Una composición de revestimiento anticorrosiva que comprende:

a): de 8 a 40 partes en peso de un pigmento, comprendiendo dicho pigmento una mezcla de 35 a 90% en peso de zinc y de 65 a 10% en peso de fosfuro de hierro;

b): de 2 a 5 partes en peso de silicato potásico de fórmula K_{2}O\cdotnSiO_{2} en donde n es de 4,1 a 6; y

c): de 7 a 12 partes en peso de agua.

2. Una composición según la reivindicación 1, en donde dicho zinc y dicho fosfuro de hierro son de un tamaño medio de partícula comprendido entre 2 \mum y 20 \mum.

3. Una composición según la reivindicación 2, en donde dicho zinc y dicho fosfuro de hierro son de un tamaño medio de partícula de 3 a 8 \mum.

4. Una composición según la reivindicación 1, en donde n es de 4,5 a 6.

5. Una composición según la reivindicación 1, en donde n es de 5 a 6.

6. Una composición según la reivindicación 1, en donde n es de 5,3 a 6.

7. Una composición según la reivindicación 1, en donde n es de 5 a 5,3.

8. Una composición según la reivindicación 1, que comprende además silicato de litio Li_{2}O\cdotpSiO_{2} en donde p es de 3 a 8.

9. Una composición según la reivindicación 1, que comprende además silicato sódico Na_{2}O\cdotmSiO_{2} en donde m es de 2 a 4.

10. Una composición según la reivindicación 1, que comprende además una carga.

11. Una composición según la reivindicación 10, en donde dicha carga es mica.

12. Una composición según la reivindicación 1, que comprende:

a): de 23 a 28 partes en peso de un pigmento, comprendiendo dicho pigmento una mezcla de 45 a 55% en peso de zinc y de 45 a 55% en peso de fosfuro de hierro;

b): de 3 a 4 partes en peso de silicato potásico de fórmula K_{2}O\cdotnSiO_{2} en donde n es de 5 a 5,5; y

c): de 9 a 10 partes en peso de agua.