ES2231793T3 - Composicion y procedimiento para el tratamiento de superficiies metalicas recubiertas por conversion. - Google Patents
Composicion y procedimiento para el tratamiento de superficiies metalicas recubiertas por conversion.Info
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Abstract
SE PRESENTA UNA SOLUCION DE ENJUAGADO PARA EL TRATAMIENTO DE SUBSTRATOS DE METAL RECUBIERTOS POR CONVERSION PARA MEJORAR LA ADHESION Y LA RESISTENCIA A LA CORROSION DE REVESTIMIENTOS SECATIVOS QUE COMPRENDE UNA SOLUCION ACUOSA DE UN ION DE METAL DEL GRUPO IV A SELECCIONADO ENTRE TITANIO, HAFNIO Y MEZCLAS DE LOS MISMOS, OPCIONALMENTE CON OTROS IONES DE METAL DEL GRUPO IV A, Y UN ORGANOSILANO SELECCIONADO ENTRE EL GRUPO QUE CONSTA DE METILTRIMETOXISILANO, FENILO, TRIMETOXISILANO Y, PARA COMPOSICIONES QUE CONTENGAN HAFNIO, 3 GLICIDOPROPILTRIMETOXISILANO. LA CONCENTRACION DEL ION DE METAL DEL GRUPO IV A SE SELECCIONA PARA SUMINISTRAR UN PH EN LA BANDA DE ENTRE 2,0 Y 9,0. LA SOLUCION SE APLICA A UN SUBSTRATO RECUBIERTO POR CONVERSION.
Description
Composición y procedimiento para el tratamiento
de superficies metálicas recubiertas por conversión.
La presente invención se refiere al tratamiento
de superficies metálicas antes de la operación de acabado, tal como
la aplicación de un recubrimiento orgánico secante (conocido también
como "recubrimiento orgánico", "acabado orgánico" o
simplemente "pintura"). Particularmente, la presente invención
se refiere al tratamiento de metal recubierto por conversión con una
solución acuosa compuesta de un organosilano seleccionado y de un
ión metálico del grupo IVA seleccionado, a saber titanio, hafnio y
mezclas de los mismos con otros iones metálicos del grupo IVA. El
tratamiento del metal recubierto por conversión con dicha solución
mejora la adherencia y la resistencia a la corrosión.
Los objetivos primarios de la aplicación de
recubrimientos secantes a sustratos metálicos (p. ej., acero,
aluminio, cinc y sus aleaciones) son la protección de la superficie
metálica de la corrosión y razones de estética. Es bien conocido,
sin embargo, que muchos recubrimientos orgánicos se adhieren poco a
los metales en su estado normal. Como resultado, las características
de resistencia a la corrosión del recubrimiento secante están
sustancialmente disminuidas. Por consiguiente, un procedimiento
típico en la industria del acabado metálico consiste en someter a
los metales a un proceso de pretratamiento mediante el cual se forma
un recubrimiento por conversión sobre la superficie metálica. Este
recubrimiento por conversión actúa como una capa protectora,
retardando el comienzo de la degradación del metal de base, debido a
que el recubrimiento por conversión es menos soluble en un ambiente
corrosivo que lo es el metal de base. El recubrimiento por
conversión es también eficaz al servir como receptor para un
recubrimiento secante posterior. El recubrimiento por conversión
presenta un área superficial mayor que el metal de base,
proporcionando de este modo un número mayor de puntos de adhesión
para la interacción entre el recubrimiento por conversión y el
acabado orgánico. Ejemplos típicos de dichos recubrimientos por
conversión incluyen, pero no se limitan a, recubrimientos de fosfato
de hierro, recubrimientos de fosfato de cinc y recubrimientos por
conversión de cromato. Estos recubrimientos por conversión y otros
son bien conocidos en la técnica y no se describirán con más
detalle.
Normalmente, la aplicación de un acabado orgánico
a una superficie metálica recubierta por conversión no es suficiente
para proporcionar los niveles superiores de adhesión de la pintura y
resistencia a la corrosión. Las superficies metálicas pintadas son
capaces de alcanzar niveles de rendimiento máximos cuando la
superficie metálica recubierta por conversión se trata con un
"aclarado final", denominado también en la técnica como un
"post-aclarado" o un "aclarado de cierre",
antes de la operación de pintado. Los aclarados finales son
soluciones normalmente acuosas que contienen unas entidades
orgánicas o inorgánicas diseñadas para mejorar la adherencia y la
resistencia a la corrosión. El objeto de cualquier aclarado final,
independientemente de su composición, es formar un sistema con el
recubrimiento por conversión para maximizar la adherencia de la
pintura y la resistencia a la corrosión. Esto se puede realizar
alterando el estado electroquímico del sustrato recubierto por
conversión haciéndolo más pasivo o se puede llevar a cabo formando
una película de barrera que evite que un medio corrosivo alcance la
superficie metálica. Actualmente, los aclarados finales más eficaces
en utilización general son las soluciones acuosas que contienen
ácido crómico, parcialmente reducido para preparar una solución
compuesta de una combinación de cromo hexavalente y trivalente. Hace
tiempo que se conoce que los aclarados finales de este tipo
proporcionan los niveles más altos de adhesión de la pintura y
resistencia a la corrosión. Los aclarados finales que contienen
cromo, sin embargo, adolecen de un inconveniente grave debido a su
propia toxicidad y naturaleza peligrosa. Estos asuntos hacen a los
aclarados finales que contienen cromo menos deseables desde un punto
de vista práctico, cuando se consideran los problemas tales como la
manipulación segura de los productos químicos y los problemas
medioambientales relacionados con la descarga de dichas soluciones
en las corrientes de agua municipales. Por lo tanto, un objetivo de
la industria ha sido hallar alternativas exentas de cromo que
resulten menos tóxicas y más benignas desde el punto de vista
medioambiental que los aclarados finales que contienen cromo. Así
mismo ha sido deseable desarrollar aclarados finales exentos de
cromo que sean tan efectivos como los aclarados finales que
contienen cromo desde el punto de vista de las propiedades de
adherencia de la pintura y resistencia a la corrosión.
Se ha llevado a cabo ya mucho trabajo en el área
de los aclarados finales exentos de cromo. Algunos de estos han
utilizado la química del grupo IVA o de los organosilanos. El
documento US-A-3.695.942 describe un
procedimiento de tratamiento del metal recubierto por conversión con
una solución acuosa que contiene unos compuestos solubles de
circonio. El documento
US-A-4.650.526 da a conocer un
procedimiento de tratamiento de superficies metálicas fosfatadas con
una mezcla acuosa de un complejo de aluminio y circionio, un ligando
organofuncional y un oxihaluro de circonio. El metal tratado se
podría aclarar opcionalmente con agua desionizada antes de pintar.
El documento US-A-4.457.790 da a
conocer una composición de tratamiento que utiliza titanio, circonio
y hafnio en soluciones acuosas que contienen polímeros con una
longitud de cadena de 1 a 5 átomos de carbono. El documento
US-A-4.656.097 describe un
procedimiento para tratar superficies metálicas fosfatadas con
quelatos orgánicos de titanio. La superficie metálica tratada se
puede enjuagar opcionalmente con agua antes de la aplicación del
recubrimiento orgánico secante. El documento
US-A-4.497.666 detalla un
procedimiento para tratar superficies metálicas fosfatadas con
soluciones que contienen titanio trivalente y que tienen un pH de 2
a 7. El documento US-A-5.053.081
describe una composición de aclarado final que comprende una
solución acuosa que contiene
3-aminopropiltrietoxi-silano y un
quelato de titanio. En el documento
EP-A-0153973, se utilizan
organosilanos reactivos en combinación con un componente que
contiene titanio o circonio para sustituir a un aclarado con cromato
después del recubrimiento por conversión. En todos los ejemplos
anteriores, se reivindica el procedimiento de tratamiento descrito
para mejorar la adherencia de la pintura y la resistencia a la
corrosión.
Los niveles de adhesión de la pintura y de
resistencia a la corrosión proporcionados por las soluciones del
tratamiento en los ejemplos anteriores no alcanzan los niveles
deseados por la industria del acabado metálico, a saber las
características de rendimiento de los aclarados finales que
contienen cromo. Se ha observado que las soluciones acuosas que
contienen compuestos de organosilanos seleccionados e iones
metálicos del grupo IVA, a saber, circonio, titanio, hafnio y
mezclas de los mismos, proporcionan características de adherencia de
la pintura y de resistencia a la corrosión comparables a las
alcanzadas con los aclarados finales que contienen cromo. En muchos
casos, el comportamiento de las superficies metálicas recubiertas
por conversión tratadas con soluciones de iones metálicos del grupo
IVA y organosilanos en pruebas de corrosión aceleradas excede el del
metal recubierto por conversión tratado con soluciones que contienen
cromo.
Un objetivo de la presente invención consiste en
proporcionar un procedimiento y una composición de un aclarado
acuoso que comunique un mejor nivel de adherencia de la pintura y de
resistencia a la corrosión sobre el metal pintado, recubierto por
conversión. La composición se compone de una solución acuosa que
contiene un organosilano seleccionado y un ión metálico del grupo
IVA seleccionado, a saber, titanio, hafnio y mezclas de los mismos
con otro ión metálico del grupo IVA y proporciona unos niveles de
adherencia de la pintura y de resistencia a la corrosión comparables
o que superan los proporcionados por los aclarados finales que
contienen cromo.
Otro objetivo de la invención consiste en
proporcionar un procedimiento y una composición de aclarado que no
contiene cromo.
La invención proporciona una solución de aclarado
para el tratamiento del sustrato metálico recubierto por conversión
que comprende una solución acuosa que contiene un ión metálico del
grupo IVA que incluye hafnio y un organosilano seleccionado de entre
metiltrimetoxisilano, feniltrimetoxisilano,
3-glicidoxipropiltrimetoxisilano y mezclas de los
mismos, con la concentración iónica del metal del grupo IVA
seleccionado para proporcionar un pH comprendido en el intervalo
entre 2,0 y 9,0.
La invención incluye además un procedimiento para
tratar dichos materiales aplicando la solución de aclarado al
sustrato.
Se pueden también utilizar mezclas de hafnio con
otros iones metálicos del grupo IVA tal como titanio. Es deseable
que la solución de aclarado se aplique al metal recubierto por
conversión. La formación de recubrimientos por conversión en
sustratos metálicos es bien conocida en la industria del acabado
metálico. En general, este proceso se describe normalmente como un
proceso que requiere varias etapas de tratamiento. El número actual
de etapas depende normalmente de la utilización final del artículo
metálico pintado. El número de etapas de pretratamiento oscila
normalmente en cualquier parte entre dos y nueve etapas. Un ejemplo
representativo de un proceso de pretratamiento implica una operación
de cinco etapas en la que el metal que se ha de pintar pasa al final
por una etapa de lavado, un aclarado con agua, una etapa de
recubrimiento por conversión, un aclarado con agua y una etapa de
aclarado final. Se pueden realizar modificaciones al proceso de
pretratamiento según las necesidades específicas. Como ejemplo, se
pueden incorporar tensioactivos en algunos baños de recubrimiento
por conversión de modo que se puedan conseguir simultáneamente la
limpieza y la formación del recubrimiento por conversión. En otros
casos puede resultar necesario aumentar el número de etapas de
pretratamiento con el fin de adaptar más etapas de
pretratamiento.
Ejemplos de los tipos de recubrimientos por
conversión que se pueden formar en los sustratos metálicos son los
fosfatos de hierro y los fosfatos de cinc incluyendo los fosfatos
mixtos con hierro y/o cinc con otros iones metálicos. La fosfatación
del hierro se realiza normalmente en no más de cinco etapas de
pretratamiento, mientras que la fosfatación con cinc necesita
normalmente un mínimo de seis etapas de pretratamiento. Se puede
ajustar el número de etapas de aclarado entre las actuales etapas de
pretratamiento para asegurar que el aclarado es completo y eficaz y
de modo que el pretratamiento químico de una etapa no se realice en
la superficie metálica en etapas posteriores, contaminándolas
posiblemente de este modo. Es típico aumentar el número de etapas de
lavado cuando las partes metálicas que se han de tratar tienen
geometrías o áreas raras que son difíciles para que entre en
contacto el agua de aclarado.
El procedimiento de aplicación de la operación de
pretratamiento puede ser una operación de inmersión o de
pulverización. En las operaciones de inmersión, los artículos
metálicos se sumergen en varios baños de pretratamiento durante
intervalos definidos antes de trasladarlos a la siguiente etapa de
pretratamiento. Una operación de pulverización es aquella en la que
las soluciones de pretratamiento y los aclarados se circulan
mediante una bomba a través de orificios a modo de boquillas de
pulverización. Los artículos metálicos que se han de tratar
continúan normalmente por la operación de pretratamiento por medio
de un transportador continuo. Prácticamente todos los procesos de
pretratamiento se pueden modificar para funcionar en modo de
pulverización o en modo de inmersión, y la selección se realiza
normalmente basándose en los requisitos finales del artículo
metálico pintado. Debe entenderse que la invención descrita en esta
memoria se puede aplicar a cualquier superficie metálica recubierta
por conversión y se puede aplicar como un proceso por pulverización
o un proceso por inmersión.
La fuente de hafnio puede ser el oxicloruro de
hafnio. La fuente de titanio puede ser el ácido
hexafluortitánico.
Cuando se incluya también circonio en la
solución, la fuente puede ser, por ejemplo, ácido
hexafluorcircónico, sulfato básico de circonio, hidroxicloruro de
circonio, carbonato básico de circonio, oxicloruro de circonio,
acetato de circonio, fluoruro de circonio, hidróxido de circonio,
ortosulfato de circonio, óxido de circonio, carbonato de circonio y
potasio.
La solución de aclarado se lleva a cabo
preparando una solución acuosa que contiene el ión metálico del
grupo IVA, de modo que el pH de la solución resultante esté
comprendido en el intervalo entre 2,0 y 9,0. Las sales deben estar
disueltas en ácido hidrofluórico al 50% para efectuar la disolución.
La solución de aclarado de la invención contiene normalmente iones
metálicos del grupo IVA en una concentración de por lo menos
aproximadamente 0,005% p/p, es decir porcentaje en peso. No existe
límite superior significativo para la concentración del ión titanio
o circonio, si están presentes. La concentración de hafnio no
debería exceder de aproximadamente 0,1% p/p. Se mide el pH de la
solución de aclarado; si el pH está fuera del intervalo deseado, se
añade agua o la sal metálica del grupo IVA para cambiar el pH para
que esté comprendido dentro del intervalo deseado. Por consiguiente,
la cantidad de ión metálico del grupo IVA presente en la solución
acabada es función del pH. La concentración no excede probablemente
de aproximadamente 1,0% p/p, y en caso del hafnio, no debería
exceder aproximadamente del 0,1% p/p. Un organosilano seleccionado
en el intervalo de concentración entre 0,1 y 7,0% p/p se añade a la
solución que contiene los iones metálicos del grupo IVA descritos
anteriormente. Se mezcla a continuación la solución durante por lo
menos 30 minutos para completar la hidrólisis del organosilano
seleccionado, tiempo después del cual la solución de aclarado está
lista para ser aplicada al metal recubierto por conversión. La
adición del silano no afecta al pH de la solución.
Una forma de realización preferida de la
invención es una solución acuosa que contiene de 0,005 a 0,1% p/p de
ión hafnio y de 0,25 a 2% p/p de feniltrimetoxisilano, operando con
eficacia la solución resultante a pH entre 2,5 y 4,5.
Otra forma de realización especialmente preferida
de la invención es una solución acuosa que contiene de 0,005 a 0,09%
p/p de ión hafnio y de 0,25 a 6% p/p de metiltrimetoxisilano,
operando con eficacia la solución resultante a pH entre 3,0 y
5,0.
Otra forma de realización especialmente preferida
de la invención es una solución acuosa que contiene de 0,005 a 0,1%
p/p de ión hafnio y de 0,25 a 1% p/p de feniltrimetoxisilano,
operando con eficacia la solución resultante a pH entre 2,5 y
4,5.
Otra forma de realización especialmente preferida
de la invención es una solución acuosa que contiene de 0,005 a 0,1%
p/p de ión hafnio, de 0,005 a 0,3% p/p de ión circonio, de 0,005 a
0,5% p/p de ión titanio y de 0,1 a 2% p/p de feniltrimetoxisilano,
operando con eficacia la solución resultante a pH entre 2,5 y
4,0.
Otra forma de realización especialmente preferida
de la invención es una solución acuosa que contiene de 0,005 a 0,1%
p/p de ión hafnio, de 0,005 a 0,6% p/p de ión circonio, de 0,005 a
0,4% p/p de ión titanio y de 0,5 a 6% p/p de metiltrimetoxisilano,
operando con eficacia la solución resultante a pH entre 2,5 y
6,0.
Una forma de realización especialmente preferida
según el segundo aspecto de la invención es una solución acuosa que
contiene de 0,005 a 0,1% p/p de ión hafnio y de 1 a 3% p/p de
3-glicidoxipropiltrimetoxisilano, operando con
eficacia la solución resultante a pH entre 2,5 y 4,0.
Otra forma de realización especialmente preferida
según el segundo aspecto de la invención es una solución acuosa que
contiene de 0,005 a 0,1% p/p de ión hafnio, de 0,005 a 0,4% p/p de
ión circonio, de 0,005 a 0,4% p/p de ión titanio y de 0,25 a 4% p/p
de 3-glicidoxipropiltrimetoxisilano, operando con
eficacia la solución resultante a pH entre 2,5 y 5,0.
Otra forma de realización preferida según el
segundo aspecto de la invención es una solución acuosa que contiene
de 0,005 a 0,1% p/p de ión hafnio y de 0,25 a 6% p/p de
3-glicidoxipropiltrimetoxisilano, operando con
eficacia la solución resultante a pH entre 2,5 y 4,0.
La solución de aclarado de la invención se puede
aplicar por varios medios, con tal que se efectúe el contacto entre
la solución de aclarado y el sustrato recubierto por conversión. Los
procedimientos de aplicación preferidos de la solución de aclarado
de la invención son por inmersión o por atomización. En una
operación por inmersión, se sumerge el artículo metálico recubierto
por conversión en la solución de aclarado de la invención durante un
intervalo de tiempo comprendido entre 15 s y 3 min, preferentemente
entre 45 s y 1 min. En una operación por pulverización, el artículo
metálico recubierto por conversión entra en contacto con la solución
de aclarado de la invención mediante el bombeo de la solución de
aclarado a través de los orificios a modo de boquillas de
pulverización. El intervalo de aplicación para la operación de
pulverización es de aproximadamente 15 s a 3 min, preferentemente de
15 s a 1 min. La solución de aclarado de la invención se puede
aplicar a temperaturas entre aproximadamente 5ºC y 85ºC,
preferentemente entre 16ºC y 32ºC. El artículo metálico recubierto
por conversión tratado con la solución de aclarado de la invención
se puede secar por varios medios, preferentemente en estufa de
secado a aproximadamente 130ºC durante aproximadamente 5 min. El
artículo metálico recubierto por conversión, tratado ahora con la
solución de aclarado de la invención, está listo para la aplicación
del recubrimiento
secante.
secante.
Los ejemplos siguientes demuestran la utilidad de
la solución de aclarado de la invención. Los ejemplos comparativos
incluyen los sustratos metálicos recubiertos por conversión tratados
con una solución de aclarado que contiene cromo y los sustratos
metálicos recubiertos por conversión tratados con una solución de
aclarado final de organosilano-organotitanato tal
como se describe en el documento
US-A-5.053.081, particularmente
3-glicidoxipropiltrimetoxisilano al 0,35% p/p.
TYZOR® CLA al 0,5% p/p. El TYZOR® CLA se utiliza para favorecer la
adherencia. En todos los ejemplos, se describen parámetros
específicos para el proceso de pretratamiento, para la solución de
aclarado de la invención, para las soluciones de aclarado
comparativas y la naturaleza del sustrato y el tipo de recubrimiento
secante.
Todas las muestras tratadas y el metal pintado se
sometieron al ensayo de corrosión acelerada. En general, el ensayo
se realizó según las directrices especificadas en ASTM
B-117-85. Particularmente, se
prepararon tres muestras idénticas para cada sistema de
pretratamiento. Las muestras metálicas pintadas recibieron una sola
punta de trazar diagonal que se rompió a través del acabado orgánico
y penetró en el metal desnudo. Todos los cantos no pintados se
recubrieron con cinta aislante. Las muestras permanecieron en la
cámara de atomización salina durante un intervalo que era
equivalente al tipo de recubrimiento secante que se estaba
ensayando. Una vez extraídas de la cabina de atomización salina, se
aclararon las muestras metálicas con agua corriente, se secaron por
absorción con toallas de papel y se evaluaron. La evaluación se
realizó raspando la pintura desprendida y los productos de corrosión
del área de la punta de trazar con el extremo plano de una espátula.
El raspado se realizó de tal manera que solamente se extrajese la
pintura desprendida y se dejase intacta la pintura adherida. En el
caso de algunos acabados orgánicos, como el recubrimiento en polvo,
la eliminación de la pintura desprendida y de los productos de
corrosión de la punta de trazar se realizó por medio de una correa
de transmisión como se especifica en la norma ASTM
B-117-85. Una vez extraída la
pintura desprendida, se midieron a continuación las áreas de la
punta de trazar en las muestras para determinar la cantidad de
pintura perdida debido al arrastre por corrosión. Cada línea de la
punta de trazar se midió en ocho intervalos, separados
aproximadamente 1 mm, medidos a través de toda la profundidad del
área de la punta de trazar. Se promediaron los ocho valores para
cada muestra y las medias de las tres muestras idénticas se
promediaron para llegar al resultado final. Los valores de arrastre
indicados en las tablas siguientes reflejan estos resultados
finales.
finales.
Se procesaron unos paneles de ensayo de acero
laminados en frío de Advanced Coating Technologies, Hillsdale,
Michigan mediante una operación de pretratamiento en cinco etapas.
Los paneles se limpiaron con Chem Clean 1303 de Ardrox, Inc.,
compuesto de limpieza alcalino disponible en el comercio. Una vez
exentos de agua, los paneles de ensayo se aclararon en agua
corriente y se fosfataron con Inc. Chem Cote 3011 de Ardrox, fosfato
de hierro disponible en el comercio. El baño de fosfatación se operó
en aproximadamente 6,2 puntos, 60ºC, 3 min de tiempo de contacto, pH
4,8. Tras la fosfatación, los paneles se aclararon en agua corriente
y se trataron con diversas soluciones finales de aclarado durante 1
minuto. La solución de aclarado comparativa que contiene cromo fue
Chem Seal 3603 de Ardrox, Inc., producto disponible en el comercio.
Este baño se preparó al 0,25% p/p. Según la práctica normal en la
industria de acabado metálico, los paneles tratados con la solución
de aclarado final que contiene cromo (1) se aclararon con agua
desionizada antes del secado. La solución final comparativa exenta
de cromo (2) que contiene 0,35% p/p,
3-glicidoxipropiltrimetoxi-silano y
0,5% p/p de TYZOR® CLA. Todos los paneles se secaron a continuación
en una estufa a 130ºC durante 5 min.
Se pintaron unos paneles de ensayo recubiertos
por conversión con un acabado orgánico de poliéster de melamina, un
poliéster con muchos sólidos (denominado poliéster con alto
contenido en sólidos) y un esmalte para estufa. Las diversas
soluciones de aclarado finales se resumen de la forma siguiente.
- 1.
- Chem Seal 3603, solución de aclarado final que contiene cromo.
- 2.
- Feniltrimetoxisilano, 0,25% p/p, pH 3,72, concentración de Hf, 0,055% p/p.
- 3.
- Feniltrimetoxisilano, 0,5% p/p, pH 4,22, concentración de Hf, 0,10% p/p.
- 4.
- Feniltrimetoxisilano, 1,0% p/p, pH 2,56, concentración de Hf, 0,082% p/p.
- 5.
- Feniltrimetoxisilano, 2,0% p/p, pH 3,97, concentración de Hf, 0,051% p/p.
Los resultados de la atomización salina se
describen en la Tabla 1. Los valores representan el arrastre total
por el área de la punta de trazar en mm. Los números entre
paréntesis representan el intervalo de exposición para este acabado
orgánico en concreto.
Se preparó otro conjunto de paneles de ensayo de
acero laminados en frío utilizando los parámetros descritos en el
Ejemplo 1. Se pintaron los paneles de ensayo recubiertos por
conversión con los tres acabados orgánicos utilizados en el Ejemplo
1. Las diversas soluciones de aclarado finales se resumen de la
forma siguiente.
- 1.
- Chem Seal 3603, solución de aclarado final que contiene cromo.
- 6.
- Metiltrimetoxisilano, 0,25% p/p, pH 3,53, concentración de Hf, 0,034% p/p.
- 7.
- Metiltrimetoxisilano, 0,5% p/p, pH 4,05, concentración de Hf, 0,066% p/p.
- 8.
- Metiltrimetoxisilano, 1,0% p/p, pH 4,44, concentración de Hf, 0,017% p/p.
- 9.
- Metiltrimetoxisilano, 2,0% p/p, pH 3,91, concentración de Hf, 0,071% p/p.
- 10.
- Metiltrimetoxisilano, 4,0% p/p, pH 3,41, concentración de Hf, 0,058% p/p.
- 11.
- Metiltrimetoxisilano, 6,0% p/p, pH 4,53, concentración de Hf, 0,087% p/p.
Los resultados de la atomización salina se
describen en la Tabla 2. Los valores representan el arrastre total
por el área de la punta de trazar en mm. Los números entre
paréntesis representan el intervalo de exposición para este acabado
orgánico en concreto.
\newpage
Se preparó otro conjunto de paneles de ensayo de
acero laminados en frío utilizando los parámetros descritos en el
Ejemplo 1. Se pintaron los paneles de ensayo recubiertos por
conversión con los mismos tres acabados orgánicos utilizados en el
Ejemplo 1. Las diversas soluciones de aclarado finales se resumen de
la forma siguiente.
- 1.
- Chem Seal 3603, solución de aclarado final que contiene cromo.
- 12.
- Solución de aclarado comparativa final exenta de cromo.
- 13.
- 3-glicidoxipropiltrimetoxisilano, 0,25% p/p, pH 3,23, concentración de Zr, 0,35% p/p, concentración de Hf, 0,080% p/p.
- 14.
- (comparativo) 3-glicidoxipropiltrimetoxisilano, 0,5% p/p, pH 3,72, concentración de Zr, 0,48% p/p.
- 15
- 3-glicidoxipropiltrimetoxisilano, 1,0% p/p, pH 3,25, concentración de Zr, 0,18% p/p, concentración de Ti, 0,39% p/p, concentración de Hf, 0,050% p/p.
- 16.
- 3-glicidoxipropiltrimetoxisilano, 2,0% p/p, pH 4,02, concentración de Ti, 0,02% p/p, concentración de Hf, 0,090% p/p.
Los resultados de la atomización salina se
describen en la Tabla 3. Los valores representan el arrastre total
por el área de la punta de trazar en mm. Los números entre
paréntesis representan el intervalo de exposición para este acabado
orgánico en concreto.
Se preparó otro conjunto de paneles de ensayo de
acero laminados en frío utilizando los parámetros descritos en el
Ejemplo 1. Se pintaron los paneles de ensayo recubiertos por
conversión con los mismos tres acabados orgánicos. Las diversas
soluciones de aclarado finales se resumen de la forma siguiente.
- 1.
- Chem Seal 3603, solución de aclarado final que contiene cromo.
- 12.
- Solución de aclarado comparativa final exenta de cromo.
- 17.
- Feniltrimetoxisilano, 0,1% p/p, pH 2,98, concentración de Zr, 0,23% p/p, concentración de Hf, 0,060% p/p.
Los resultados de la atomización salina se
describen en la Tabla 4. Los valores representan el arrastre total
por el área de la punta de trazar en mm. Los números entre
paréntesis representan el intervalo de exposición para este acabado
orgánico en concreto.
Se preparó otro conjunto de paneles de ensayo de
acero laminados en frío utilizando los parámetros descritos en el
Ejemplo 1. Se pintaron los paneles de ensayo recubiertos por
conversión con los mismos tres acabados orgánicos. Las diversas
soluciones de aclarado finales se resumen de la forma siguiente.
- 1.
- Chem Seal 3603, solución de aclarado final que contiene cromo.
- 12.
- Solución de aclarado comparativa final exenta de cromo.
- 18.
- Metiltrimetoxisilano, 0,5% p/p, pH 3,47, concentración de Zr, 0,53% p/p, concentración de Ti, 0,18% p/p, concentración de Hf, 0,030% p/p.
- 19.
- Metiltrimetoxisilano, 1,0% p/p, pH 4,46, concentración de Zr, 0,17% p/p, concentración de Ti, 0,14% p/p, concentración de Hf, 0,080% p/p.
- 20.
- Metiltrimetoxisilano, 3,0% p/p, pH 3,54, concentración de Hf, 0,070% p/p.
- 21.
- Metiltrimetoxisilano, 6,0% p/p, pH 4,86, concentración de Zr, 0,09% p/p, concentración de Ti, 0,31% p/p, concentración de Hf, 0,040% p/p.
Los resultados de la atomización salina se
describen en la Tabla 5. Los valores representan el arrastre total
por el área de la punta de trazar en mm. Los números entre
paréntesis representan el intervalo de exposición para este acabado
orgánico en concreto.
Se preparó otro conjunto de paneles de ensayo de
acero laminados en frío utilizando los parámetros descritos en el
Ejemplo 1. Se pintaron los paneles de ensayo recubiertos por
conversión con los mismos tres acabados orgánicos. Las diversas
soluciones de aclarado finales se resumen de la forma siguiente.
- 1.
- Chem Seal 3603, solución de aclarado final que contiene cromo.
- 22.
- 3-glicidoxipropiltrimetoxisilano, 0,25% p/p, pH 2,83, concentración de Hf, 0,088% p/p.
- 23.
- 3-glicidoxipropiltrimetoxisilano, 1,0% p/p, pH 3,84, concentración de Hf, 0,098% p/p.
- 24.
- 3-glicidoxipropiltrimetoxisilano, 2,0% p/p, pH 2,69, concentración de Hf, 0,069% p/p.
- 25.
- 3-glicidoxipropiltrimetoxisilano, 3,0% p/p, pH 3,25, concentración de Hf, 0,040% p/p.
- 26.
- 3-glicidoxipropiltrimetoxisilano, 6,0% p/p, pH 2,90, concentración de Hf, 0,034% p/p.
Los resultados de la atomización salina se
describen en la Tabla 6.
Los resultados del ensayo de corrosión acelerada
demuestran en los Ejemplos 1 a 6 que las soluciones de aclarado que
contienen un organosilano seleccionado y el/los ión(es)
metálico(s) del grupo IVA proporcionaron un comportamiento
sustancialmente mejor que la solución de aclarado comparativa exenta
de cromo (solución de aclarado nº 12). Los resultados demostraron en
los Ejemplos 1 a 6 también que las soluciones de aclarado que
contienen un organosilano seleccionado y un ión metálico del grupo
IVA, a saber, hafnio y mezclas del mismo con titanio y con circonio,
proporcionaron, en muchos casos, una resistencia a la corrosión
comparable a la de una solución de aclarado que contiene cromo, tal
como la solución de aclarado final nº 1. En varios casos, las
soluciones de aclarado proporcionaron unos niveles
significativamente mayores de resistencia a la corrosión que la
conseguida con una solución de aclarado que contiene cromo.
Claims (18)
1. Solución de aclarado que comprende una
solución acuosa de un ión metálico del Grupo IVA que comprende
hafnio y un organosilano en una concentración comprendida en el
intervalo entre 0,1 y 7,0% p/p y seleccionado de entre
metiltrimetoxisilano,
3-glicidoxipropiltrimetoxisilano y
feniltrimetoxisilano, y mezclas de los mismos, con la concentración
del ión metálico del Grupo IVA seleccionado para proporcionar un pH
para toda la solución comprendido en el intervalo entre 2,0 y
9,0.
2. Solución de aclarado según la reivindicación
1, en la que la fuente del ión metálico del Grupo IVA comprende
oxicloruro de hafnio.
3. Solución según cualquiera de las
reivindicaciones anteriores, que incluye además circonio.
4. Solución de aclarado según la reivindicación
1, en la que la concentración de ión hafnio en la solución de
aclarado es de por lo menos 0,005% p/p y el organosilano comprende
entre 0,25 y 2,0% p/p de feniltrimetoxisilano, con un pH comprendido
en el intervalo entre 2,5 y 4,5.
5. Solución de aclarado según la reivindicación
4, en la que el organosilano comprende entre 0,25 y 1,0% p/p de
feniltrimetoxisilano.
6. Solución de aclarado según la reivindicación
1, en la que la concentración de ión hafnio en la solución de
aclarado es de por lo menos 0,005% p/p y el organosilano comprende
entre 0,25 y 6,0% p/p de feniltrimetoxisilano, con un pH comprendido
en el intervalo entre 3,0 y 5,0.
7. Solución de aclarado según la reivindicación
3, en la que la concentración de ión circonio en la solución de
aclarado es por lo menos 0,005% p/p, la concentración de ión hafnio
en la solución de aclarado es por lo menos 0,005% p/p, la
concentración de ión titanio en la solución de aclarado es por lo
menos 0,005% p/p, y el organosilano comprende entre 0,1 y 2% p/p de
feniltrimetoxisilano, con un pH comprendido en el intervalo entre
2,5
y 4,0.
y 4,0.
8. Solución de aclarado según la reivindicación
3, en la que la concentración de ión circonio en la solución de
aclarado es por lo menos 0,005% p/p, la concentración de ión hafnio
en la solución de aclarado es por lo menos 0,005% p/p, la
concentración de ión titanio en la solución de aclarado es por lo
menos 0,005% p/p, y el organosilano comprende entre 0,25 y 6% p/p de
metiltrimetoxisilano, con un pH comprendido en el intervalo entre
2,5 y
6,0.
6,0.
9. Solución de aclarado según la reivindicación
1, en la que la concentración de ión hafnio en la solución de
aclarado es de por lo menos 0,005% p/p y el organosilano comprende
entre 0,25 y 6,0% p/p de
3-glicidoxipropiltrimetoxisilano, con un pH
comprendido en el intervalo entre 2,5 y 4,0.
10. Solución de aclarado según la reivindicación
9, en la que el organosilano comprende entre 1,0 y 3,0% p/p de
3-glicidoxipropiltrimetoxisilano.
11. Solución de aclarado según la reivindicación
3, en la que la concentración de ión circonio en la solución de
aclarado es por lo menos 0,005% p/p, la concentración de ión hafnio
en la solución de aclarado es por lo menos 0,005% p/p, la
concentración de ión titanio en la solución de aclarado es por lo
menos 0,005% p/p, y el organosilano comprende entre 0,1 y 4% p/p de
3-glicidoxipropiltrimetoxisilano, con un pH
comprendido en el intervalo entre 2,5 y 5,0.
12. Procedimiento para el tratamiento de
sustratos metálicos recubiertos por conversión aplicando al sustrato
recubierto por conversión una solución acuosa de un ión metálico del
Grupo IVA que comprende hafnio y un organosilano en una
concentración comprendida en el intervalo entre 0,1 y 7,0% p/p y
seleccionado de entre metiltrimetoxisilano,
3-glicidoxipropiltrimetoxisilano y
feniltrimetoxisilano, y mezclas de los mismos, con un pH comprendido
en el intervalo entre 2,0 y 9,0.
13. Procedimiento según la reivindicación 12, que
comprende la etapa preliminar de recubrimiento por conversión del
sustrato metálico.
14. Procedimiento según la reivindicación 12, en
el que la etapa preliminar consiste en recubrir con fosfato el
sustrato.
15. Procedimiento según la reivindicación 12 ó
13, en el que el producto metálico recubierto por conversión se
aclara con agua antes de ponerse en contacto con la solución de
aclarado.
16. Procedimiento según cualquiera de las
reivindicaciones 12 a 15, en el que el sustrato se seca tras la
aplicación de la solución acuosa de un ión metálico del grupo IVA
por calentamiento.
17. Procedimiento según la reivindicación 15, en
el que el calentamiento se realiza a una temperatura de
aproximadamente 130ºC.
18. Procedimiento según cualquiera de las
reivindicaciones 12 a 17, en el que el sustrato tratado se recubre
posteriormente con un recubrimiento secante.
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