ES2219007T3 - Composicion hidrosoluble como revestimiento de superficies metalicas, en forma de peliculas secas estancas a la corrosion atmosferica. - Google Patents
Composicion hidrosoluble como revestimiento de superficies metalicas, en forma de peliculas secas estancas a la corrosion atmosferica.Info
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Abstract
Composición hidrosoluble como revestimiento temporal, en forma de película seca, de superficies metálicas sensibles a la oxidación atmosférica, que contiene al menos un ácido carboxílico, que se caracteriza porque comprende al menos el 20% en peso de una combinación de al menos un monoácido carboxílico lineal saturado con al menos un monoácido carboxílico lineal insaturado, en forma de sales alcalinas, alcalino-térreas o de amina, comprendiendo la cadena carbonada de cada ácido un número impar de átomos de carbono que varía desde 5 hasta 21, y eventualmente al menos el 0, 5% en peso de un derivado triazol.
Description
Composición hidrosoluble como revestimiento de
superficies metálicas, en forma de películas secas estancas a la
corrosión atmosférica.
La presente invención se refiere a una
composición hidrosoluble, como revestimiento temporal, en forma de
película seca, de superficies metálicas de diversas formas,
susceptibles de oxidarse con el aire. La misma se refiere igualmente
al procedimiento de depósito de la composición sobre estas
superficies, así como a su utilización para la protección de
diversas superficies metálicas específicas.
En efecto, tras la formación de placas o tubos
metálicos, resulta habitual almacenarlos a lo largo de meses bajo
cubierta antes de ser utilizados. Este almacenaje siempre posible,
es una preocupación para los fabricantes puesto que, sin protección
contra la oxidación del aire y la humedad, se forma en su superficie
una capa de oxidación, tanto por fenómenos de picaduras como por
otros correspondientes a un deterioro progresivo del estado de la
superficie de estos materiales. Sin embargo, cualquier alteración o
deterioro de sus superficie puede afectar considerablemente a la
utilización o eficacia al final de los tratamientos posteriores a
los que se va a someter. De este modo, se trata de disminuir los
riesgos de roturas o de fisuras durante el proceso de conformación o
de embutición de estos materiales, o incluso el escamado o la
fisuración de los revestimientos que los recubre.
Para evitar estos inconvenientes asociados a la
oxidación al aire, se hace necesario aislar estos soportes
metálicos, placas o tubos respecto al aire, y para ello se han
utilizado ya varias técnicas.
Así, se han desarrollado diferentes tipos de
revestimientos temporales impermeables al aire. Además de su
carácter temporal, estos revestimientos deben ser fáciles de
aplicar, pero deben asimismo eliminarse fácilmente sin producir
contaminación suplementaria, modificación del estado de la
superficie de los soportes, ni molestias en el transcurso de su
mantenimiento.
Un primer tipo de revestimiento utilizado
habitualmente, está constituido por composiciones aceitosas o
semi-aceitosas obtenidas por mezcla de agua y de
aceite mineral en emulsión en presencia de un inhibidor de
corrosión, como en el caso del documento de Patente US núm.
4.342.596.
Otro tipo de revestimiento aceitoso comprende una
mezcla emulsionada en agua de parafinas y de parafinas parcialmente
esterificadas, de una baja proporción de amidas resultante de la
reacción de una amina sobre un ácido carboxílico de cadena larga, de
una mezcla de alcohol, de hidrocarburos, y de un agente tensioactivo
descrito en la Patente US núm. 4.479.981.
Tales revestimientos se presentan como dotados de
una buena estabilidad y constituyen una buena barrera a la oxidación
atmosférica. Por otra parte, juegan un papel lubricante durante
tratamientos posteriores de los materiales así protegidos. Sin
embargo, para un almacenaje simple, el carácter aceitoso de estos
revestimientos constituye una molestia y una fuente de contaminación
no despreciable.
Otros revestimientos de protección temporal se
obtienen por esparcimiento sobre la superficie que se ha de proteger
del aire atmosférico, de composiciones solubles en agua, obtenidas
por mezcla de polioxialquilenoglicoles y de derivados alquilados de
anhídrido succínico, como la composición que se describe en la
Patente US núm. 5.316.696. Estos revestimientos, aunque no
aceitosos, constituyen películas líquidas de protección para la
superficie de los materiales metálicos.
Se menciona, por otra parte, en la Patente EP 0
556 087, el hecho de que se pueden aplicar determinadas
combinaciones de ácidos mono- y di-carboxílicos,
como inhibidor de la corrosión atmosférica, en forma de
revestimientos de los materiales a proteger, cuya naturaleza de
revestimiento no se ha definido.
La presente invención plantea un revestimiento
para proteger superficies metálicas frente a la corrosión
atmosférica, en forma de película seca no aceitosa, que permite un
mantenimiento más fácil de estas superficies, todo ello limitando
los riesgos de contaminación del local de almacenamiento o de
manchas en las manos de los encargados del mantenimiento. La misma
plantea, por otra parte, la formación de una película seca que se
elimina fácilmente por lavado con agua y secado, o que puede
permanecer sobre la superficie metálica bajo un revestimiento
posterior, pintura u otros revestimientos. Para determinadas
pinturas y ciertos barnices, la presencia de la película seca mejora
la adherencia de las capas posteriores.
La presente invención tiene por objeto una
composición hidrosoluble como revestimiento temporal, en forma de
película seca, de superficies metálicas sensibles a la oxidación
atmosférica que contiene al menos una ácido carboxílico,
caracterizada porque comprende al menos el 20% en peso de una
combinación de al menos un monoácido carboxílico lineal saturado con
al menos un monoácido carboxílico lineal insaturado en forma de
sales alcalinas,
alcalino-térreas o de amina, cada una de las cuales comprende una cadena carbonada de un número impar de átomos de carbono que varía desde 5 a 21, y eventualmente al menos el 0,5% en peso de un derivado triazol.
alcalino-térreas o de amina, cada una de las cuales comprende una cadena carbonada de un número impar de átomos de carbono que varía desde 5 a 21, y eventualmente al menos el 0,5% en peso de un derivado triazol.
La combinación de dos monoácidos carboxílicos de
cadena carbonada impar, de los que uno está saturado y el otro
insaturado, mejora de forma completamente imprevisible en la
película seca, la eficacia de la protección, en especial contra la
formación de corrosión sobre las superficies metálicas. El efecto
anti-corrosión atmosférica de esta sinergia se
acentúa para los aceros revestidos de zinc con la adición de un
compuesto triazol.
De forma más precisa, esta composición según la
invención comprende del 25 al 40% en peso de la citada combinación,
del 0,5 al 5% en peso de al menos un derivado triazol, y del 40 al
50% en peso de agua.
En un modo preferido de la invención, la
combinación está constituida por dos monoácidos carboxílicos
elegidos respectivamente entre los ácidos saturados que comprenden
de 5 a 15 átomos de carbono y entre los ácidos insaturados que
comprenden de 9 a 21 átomos de carbono, presentando estos dos ácidos
una relación molar ácido saturado/ ácido insaturado comprendida
entre 5 y 20.
En particular, la combinación está constituida
por un 20 a 35% en peso en la composición, de al menos una sal de
ácido saturado elegido entre el ácido heptanoico y el ácido
nonanoico, y por un 2 a 5% en peso en la composición, de una sal de
ácido undecilénico.
El derivado triazol según la invención se elige
en el grupo constituido por los benzotriazoles, los toliltriazoles y
los alquiltriazoles.
Para facilitar el recubrimiento de la superficie
metálica que se ha de proteger y acelerar la velocidad de secado, se
añade a la composición, con preferencia, desde un 0,005 a un 2% en
peso de al menos un agente mojante. Este agente mojante se elige en
el grupo constituido por los tensioactivos aniónicos tales como los
alquilsulfatos o los tensioactivos no iónicos tales como los
compuestos etoxilados del tipo de los alcoholes grasos o
alquilfenoles.
Un segundo objeto de la invención consiste en el
procedimiento de depósito y de formación de la película protectora
temporal a partir de la citada composición hidrosoluble. Éste
consiste en:
- diluir la citada composición entre el 1 y el
10% en peso en agua;
- poner en contacto la solución así formada con
la superficie metálica;
- escurrir la citada solución y después enviar
una corriente de aire, eventualmente caliente, sobre la citada
superficie metálica hasta el secado.
Para poner en contacto la solución formada con la
superficie metálica, se utilizará cualquier medio, en especial el
regado, la pulverización o incluso la inmersión.
La película así obtenida se presenta en forma de
película seca no aceitosa que no pega y que no deja ninguna mancha
en las manos durante el mantenimiento de las placas o manojos de
tubos metálicos, y que los protege de la corrosión atmosférica.
Para levantar esta película, es suficiente con un
simple lavado con agua de las superficies metálicas, y un secado al
aire.
Un tercer objeto de la invención, consiste en la
utilización de estas composiciones concentradas en forma de
películas secas no aceitosas para la protección de las superficies
metálicas de acero al carbono, revestidas de zinc o galvanizadas, y
las aleaciones cuprosas y de aluminio.
En lo que sigue de la descripción, se
proporcionan ejemplos a título ilustrativo y en ningún caso
limitativos de la invención.
El presente ejemplo pretende mostrar el efecto
anti-corrosivo de películas secas obtenidas por
combinación de dos ácidos carboxílicos según la invención, para la
protección de superficies metálicas.
Se han preparado diez composiciones C_{1},
C_{2}, C_{3}, C_{4}, C_{5}, X_{1}, X_{2}, X_{3},
X_{4} y X_{5}, correspondiendo las composiciones x_{i} a las
composiciones según la invención, estando su contenido descrito en
la tabla I que sigue (en % en peso):
| Componentes | C_{1} | C_{2} | C_{3} | C_{4} | C_{5} | X_{1} | X_{2} | X_{3} | X_{4} | X_{5} |
| Ácido heptanoico | 10 | 0 | 20 | 0 | 0 | 18 | 10 | 20 | 25 | 35 |
| Ácido nonanoico | 5 | 5 | 0 | 20 | 0 | 7 | 5 | 0 | 0 | 0 |
| Ácido undecilénico | 0 | 5 | 0 | 0 | 10 | 4 | 10 | 2 | 4 | 5 |
| benzotriazol | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0,5 | 0 | 0 | 0 |
| toliltriazol | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 1 | 0 | 0 | 2,5 | 3 |
Para efectuar pruebas sobre superficies
metálicas, las soluciones C_{1} a C_{5}, y X_{1} a X_{5}, se
utilizan diluidas al 3% en agua sometida previamente a osmosis.
Se efectúan dos tipos de pruebas para verificar
la protección, una prueba por vía húmeda y una prueba por vía
seca.
La prueba por vía húmeda, efectuada en
laboratorio, consiste en sumergir en un cristalizador lleno con 200
ml de la solución que se desea probar, dos tipos de tubos metálicos
de sección cuadrada de 4 mm y de una longitud de 5 cm, constituidos
por aceros al carbono de tipo "DKP", unos J1 sin revestir, y
los otros J2 revestidos con zinc (galvanizados) durante al menos 40
días: se observa visualmente su estado superficial todos los días,
en particular la cara de cada tubo en contacto con el fondo del
cristalizador en el que se ha sumergido. Se detiene la prueba cuando
aparecen manchas de corrosión (para los no revestidos) o de
herrumbre blanco (para los revestidos con zinc) en la superficie, o
al final del día 40º. Los períodos de tiempo al final de los cuales
se observa visualmente la formación de manchas de corrosión o de
herrumbre blanco para cada uno de estos ensayos, se proporcionan en
la tabla II que sigue.
| J_{1} | J_{2} | |
| C_{1} | 12 días | 2 horas |
| C_{2} | 12 días | 2 horas |
| C_{3} | 12 días | 2 horas |
| C_{4} | 8 días | 2 horas |
| C_{5} | 8 días | 2 horas |
| X_{1} | nada tras 40 días | 2 horas |
| X_{2} | nada tras 40 días | 2 horas |
| X_{3} | nada tras 40 días | 1 hora |
| X_{4} | nada tras 40 días | 2 horas |
| X_{5} | nada tras 40 días | 2 horas |
Por vía seca, los tubos metálicos de igual
sección pero de 10 m de longitud, se sumergen en estas soluciones, a
continuación se escurren y finalmente se secan al aire con
anterioridad a ser reunidos en manojos y almacenados a continuación
a cubierto de las aguas de chorreo. La apertura y observación de las
superficies, se ha realizado tres meses más tarde. Se proporcionan
las comprobaciones en la tabla III que sigue.
| J_{1} | J_{2} | |
| X_{1} | nada de corrosión | Algunas manchas |
| tras la soldadura | ||
| X_{2} | nada de corrosión | nada de corrosión |
| X_{3} | nada de corrosión | algunas manchas |
| depósito grisáceo | ||
| X_{4} | nada de corrosión | Algunas manchas |
| tras la soldadura | ||
| X_{5} | nada de corrosión | nada de corrosión |
El poder inhibidor de estas composiciones ha sido
determinado, por otra parte, mediante mediciones electroquímicas
efectuadas con muestras de hierro y de zinc. Estos ensayos han sido
realizados de acuerdo con las normas ASTM G59-91
para la determinación de las resistencias de polarización (R_{p})
y ASTM G5-87 y G102-89 para la
determinación de las corrientes de corrosión (I_{corr}).
Las soluciones C_{1} a C_{5} y X_{1} a
X_{5}, han sido diluidas al 10% en agua adicionada con sulfato de
sodio, cloruro de sodio e hidrogenocarbonato de sodio en cantidades
tales que tras la dilución, el contenido de estos constituyentes en
la solución final debe ser conforme con el preconizado por la norma
ASTM D 1384-87, es decir: 148 mg de
Na_{2}SO_{4}, 165 mg de NaCl y 138 mg de NaHCO_{3}.
Los valores medidos para las corrientes de
corrosión, se reparten en el seno de dos horquillas de valores, que
corresponden respectivamente a las soluciones de tipo C_{i} y a
las de tipo X_{i}. Los valores extremos se proporcionan en la
tabla IV.
| Solución | Tipo C_{i} | Tipo X_{i} |
| Rp Hierro (k\Omega.cm^{2}) | 100 a 500 | 600 a 900 |
| Rp Zn (k\Omega.cm^{2}) | 50 a 300 | 600 a 3000 |
| I_{corr} Hierro (nA.cm^{-2}) | 200 a 2000 | 85 a 150 |
| I_{corr} Zn (nA.cm^{-2}) | 200 a 1200 | 19 a 100 |
Con las soluciones de tipo X_{i}, la velocidad
de corrosión es sensiblemente más baja que con las soluciones de
tipo C_{i}, como demuestran las evoluciones en sentidos inversos
de la resistencia de polarización y de la corriente de
corrosión.
Tras estos resultados, se constata la
superioridad de la combinación de ácidos monocarboxílicos saturados
y de ácidos monocarboxílicos insaturados con relación a estos mismos
ácidos tomados por separado, y con preferencia en forma de películas
secas.
Este ejemplo pretende demostrar el interés de las
películas secas según la invención como revestimiento preventivo, no
graso, de la corrosión atmosférica, incluso por debajo de las capas
de pintura, de barniz o de apresto, aplicadas directamente sobre la
película seca.
Tubos de acero de tipo "DKP" de sección
cuadrada (25 mm x 25 mm), de 3 mm de espesor y 10 cm de longitud,
han sido mojados durante 2 minutos en las soluciones diluidas
X_{1} a X_{5}, y después secados al aire durante 24 horas.
Estos tubos, cuyo aspecto propio y seco ha sido
debidamente constatado, han sido revestidos a continuación mediante
una u otra de las materias Y_{1} a Y_{3} cuya descripción se
proporciona en lo que sigue.
Y_{1} es un barniz incoloro FA 20 aplicado por
pulverización, secado a continuación durante dos horas, y cocido por
último en estufa durante 1 hora a 100ºC.
Y_{2} es una laca negra brillante SEDOCOLOR
S160 aplicada por pulverización, secada a continuación durante 2
horas, y cocida por último en estufa durante una hora a 100ºC.
Y_{3} es un apresto parecido al granito
PLASTCOLOR gris claro, pulverizado y secado a continuación durante
24 horas.
Para cada revestimiento, se observa la adherencia
debida a la película de pintura, de barniz o de apresto sobre los
tubos revestidos previamente con las composiciones X_{1} a X_{5}
según la invención. Esta prueba de adherencia consiste en aplicar
una cinta adhesiva de 10 cm de largo sobre cada tubo y despegarla
tras 2 minutos. La observación de la superficie del tubo permite
apreciar si ha habido o no arranque del revestimiento. Para cada uno
de los revestimientos X_{1} a X_{5}, y cada revestimiento
Y_{1} a Y_{3}, se observa una buena adherencia del revestimiento
y nada de despegado.
Para cada una de las películas de protección
X_{1} a X_{5} seguidas de cada revestimiento Y_{1} a Y_{3},
se observa una buena adherencia del revestimiento y no se constata
ningún despegado del revestimiento.
Claims (8)
1. Composición hidrosoluble como revestimiento
temporal, en forma de película seca, de superficies metálicas
sensibles a la oxidación atmosférica, que contiene al menos un ácido
carboxílico, que se caracteriza porque comprende al menos el
20% en peso de una combinación de al menos un monoácido carboxílico
lineal saturado con al menos un monoácido carboxílico lineal
insaturado, en forma de sales alcalinas,
alcalino-térreas o de amina, comprendiendo la cadena
carbonada de cada ácido un número impar de átomos de carbono que
varía desde 5 hasta 21, y eventualmente al menos el 0,5% en peso de
un derivado triazol.
2. Composición según la reivindicación 1, que se
caracteriza porque comprende del 25 al 40% en peso de la
citada combinación, del 0,5 al 5% en peso de al menos un derivado
triazol, y del 40 al 50% en peso de agua.
3. Composición según una de las reivindicaciones
1 ó 2, que se caracteriza porque la combinación está
constituida por dos monoácidos carboxílicos elegidos respectivamente
entre los ácidos saturados que comprenden de 5 a 15 átomos de
carbono y entre los ácidos insaturados que comprenden de 9 a 21
átomos de carbono, presentando estos dos ácidos una relación molar
de ácido saturado/ ácido insaturado comprendida entre 5 y 20.
4. Composición según las reivindicaciones 1 a 3,
que se caracteriza porque la combinación está constituida por
un 20 a 35% en peso de la composición de al menos una sal de ácido
saturado elegido entre el ácido heptanoico y el ácido nonanoico, y
del 2 al 5% en peso de una sal de ácido undecilénico.
5. Composición según una de las reivindicaciones
1 a 4, que se caracteriza porque el derivado triazol se elige
en el grupo constituido por los benzotriazoles, los toliltriazoles y
los alquiltriazoles.
6. Composición según las reivindicaciones 1 a 5,
que se caracteriza porque la composición contiene del 0,005
al 2% en peso de un agente mojante elegido en el grupo constituido
por los tensioactivos aniónicos tales como los alquilsulfatos y los
tensioactivos no iónicos tales como los compuestos etoxilados del
tipo de los alcoholes grasos y los alquilfenoles.
7. Procedimiento de depósito de la composición
hidrosoluble según las reivindicaciones 1 a 6, que se
caracteriza porque consiste en:
- diluir la citada composición entre el 1 y 10%
en peso en agua;
- poner en contacto la solución así formada con
la superficie metálica, y
- escurrir la citada solución y enviar después
una corriente de aire, eventualmente caliente, sobre la citada
superficie metálica hasta su secado.
8. Utilización de la composición según las
reivindicaciones 1 a 6, concentrada en forma de película seca no
aceitosa, para cubrir superficies metálicas de acero al carbono,
revestidas con zinc o galvanizadas, y las aleaciones de cobre y
aluminio.
Applications Claiming Priority (2)
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