ES2234577T3

ES2234577T3 - Recubrimiento de imprimacion del acero.

Info

Publication number: ES2234577T3
Application number: ES00912633T
Authority: ES
Inventors: Gerald Howard Davies; Paul Anthony Jackson; Peter Joseph Mccormack; Fiachra Banim
Original assignee: Akzo Nobel Coatings International BV
Current assignee: Akzo Nobel Coatings International BV
Priority date: 1999-03-18
Filing date: 2000-03-17
Publication date: 2005-07-01
Anticipated expiration: 2020-03-17
Also published as: PT1177260E; US6793728B1; NO20014511L; KR100653498B1; CN1243798C; PL350517A1; US7166328B1; TWI260336B; PL350678A1; WO2000055260A1; KR20020000777A; WO2000055261A1; NO330868B1; DE60011263T2; CN1345358A; CN1246397C; ATE284927T1; AU3813900A; EP1179035B1; DK1177260T3

Abstract

Un procedimiento para un recubrimiento de imprimación del acero que se va a fabricar y a dar un recubrimiento adicional, en cuyo procedimiento al acero se le aplica una capa de imprimación con un recubrimiento de imprimación que comprende un aglomerante de sílice o de silicato y polvo de cinc y/o aleación de cinc, caracterizado porque el aglomerante comprende un sol acuoso de sílice que tiene una relación molar de SiO2/M2O, donde M representa los iones totales de metal alcalino o de amonio, de al menos 6:1, y que después de que se haya secado el recubrimiento de imprimación hasta la medida en que está seco al tacto se trata con una solución que aumenta la resistencia de la película.

Description

Recubrimiento de imprimación del acero.

Esta invención se refiere a un procedimiento para la aplicación de un recubrimiento de imprimación del acero. En particular, se refiere al recubrimiento de productos de aceros semiacabados que posteriormente se van a fabricar mediante procedimientos que precisan calor intensivo y que se van a recubrir. Estos productos de acero semiacabados se usan en la industria de la construcción naval y para otras estructuras de gran escala tales como plataformas para la producción de petróleo, e incluyen planchas de acero, por ejemplo de 6 a 75 mm de espesor, barras, vigas, y diversas secciones de acero usadas como miembros de refuerzo. El procedimiento más importante que precisa calor intensivo es la soldadura; sustancialmente, todos estos productos de acero semiacabados se sueldan. Otros procedimientos que precisan calor intensivo son el corte, por ejemplo corte con oxígeno y combustible, corte con plasma o corte con láser, carenado en caliente, en el que el acero es doblado en la forma deseada mientras que se está calentando. Estos productos de acero están, con frecuencia, expuestos a la intemperie durante su almacenamiento antes de la construcción y durante la construcción, y generalmente se recubren con un recubrimiento denominado "capa de imprimación de taller" o "recubrimiento de preconstrucción" para evitar la corrosión del acero que tiene lugar antes de la construcción, por ejemplo naval, con acero, y se les da un recubrimiento completo de pintura anticorrosiva, evitando con ello el problema de tener que aplicar sobre, o quitar, productos de corrosión del acero. En la mayoría de los grandes astilleros, la capa de imprimación de taller se aplica como uno de los diversos tratamientos llevados a cabo sobre una línea de producción, en la que el acero, por ejemplo se precalienta, se chorrea con granalla o con arena para quitar los productos de las cascarillas de laminación y de la corrosión, se le aplica una capa de imprimación de taller y se le hace pasar a través de una cámara de secado. La capa de imprimación de taller se puede aplicar, de forma alternativa, mediante un dispositivo comercial de aplicación de recubrimientos o un mediante un distribuidor de acero antes de que el acero se entregue al astillero u otro lugar de construcción.

Aunque el fin principal de la capa de imprimación de taller es proporcionar una protección temporal contra la corrosión durante la construcción, se prefiere por parte de los constructores de barcos que no sea necesario quitar la capa de imprimación de taller sino que pueda permanecer sobre el acero durante, y después, de la fabricación. El acero recubierto con la capa de imprimación de taller necesita ser soldable sin la retirada de la capa de imprimación de taller y poder recubrirse con los tipos de recubrimientos protectores anticorrosión, usados generalmente sobre barcos y otras construcciones de acero, con buena adherencia entre la capa de imprimación y el recubrimiento posteriormente aplicado. El acero con capa de imprimación de taller aplicada será preferiblemente soldable sin un efecto perjudicial significativo sobre la calidad de la soldadura o sobre la velocidad del procedimiento de soldadura y deberá ser suficientemente resistente al calor, de forma que la capa de imprimación de taller retenga sus propiedades anticorrosión en las áreas calentadas durante el carenado o durante la soldadura de las caras opuestas del acero.

Las sustancias para imprimación, comercialmente satisfactorias, que se pueden conseguir hoy en día, son recubrimientos que llevan un disolvente basado en aglomerantes de ortosilicato de tetraetilo prehidrolizado y polvo de cinc. Estos recubrimientos contienen una gran proporción de disolvente orgánico volátil, típicamente aproximadamente 650 gramos por litro, para estabilizar el aglomerante de la pintura y hacer posible el producto que se va a aplicar como una película fina, típicamente aproximadamente 20 micrómetros de espesor. El desprendimiento del disolvente orgánico volátil puede ser perjudicial para el medio ambiente y está regulado por la legislación en muchos países. Existe la necesidad de que haya una capa de imprimación de taller que no desprenda, o lo haga muy poco, el disolvente orgánico volátil. Ejemplos de estos recubrimientos están descritos en los documentos UA-A-4888056 y JP-A-7-70470.

El documento JP-A-6-200188 se refiere a recubrimientos de imprimación de taller y hace mención a la posibilidad de usar un aglomerante del tipo de sal de silicato alcalino acuoso. Los recubrimientos que comprenden un silicato de metal alcalino acuoso y polvo de cinc también están propuestos en los documentos GB-A-1226360, GB-A-1007481, GB-A-997094, US-A-4230496 y JP-A-55106271. Los aglomerantes de silicato alcalino para recubrimientos anticorrosión también son mencionados en los documentos US-A-3522066, US-A-3620784, US-A-4162169 y US-A-4479824. Se ha descubierto que los recubrimientos de imprimación basados en un aglomerante de silicato alcalino acuoso que contiene polvo de cinc, pueden dar una protección adecuada contra la corrosión y permiten que las superficies de acero que cubren sean solbles pero darán lugar a problemas cuando se de un recubrimiento adicional. Los silicatos acuosos contienen una gran cantidad de cationes de metal alcalino que se requieren para mantener el silicato en solución acuosa, y estos iones todavía están presentes en el recubrimiento después de que el recubrimiento se haya secado. Se ha descubierto que, si los recubrimientos de imprimación que tienen estas grandes cantidades de iones de metal alcalino, se recubre con algún recubrimiento orgánico convencional y luego se sumergen en agua, tiene lugar la formación de ampollas (desprendimiento local de la capa de recubrimiento). Se han realizado ensayos que muestran que este problema se puede reducir si el recubrimiento está expuesto a la intemperie, en el exterior, durante algún tiempo después de la aplicación de la capa de imprimación de taller o se lava antes de aplicar el recubrimiento adicional. Sin embargo, estos procedimientos no son compatibles con su uso en los astilleros de alta productividad de hoy en día.

Se pueden conseguir comercialmente soles acuosos de sílice que tienen un contenido muy bajo de metal alcalino, pero los recubrimientos basados en estos soles tienen una muy pobre resistencia de película (inicial), en términos de adherencia, cohesión, dureza, y resistencia a la abrasión y al agua. Estas pobres propiedades físicas del recubrimiento hacen al recubrimiento susceptible de sufrir daños durante la manipulación o los tratamientos adicionales. Esto da lugar al requisito potencial de la reparación significativa del recubrimiento con implicaciones de costes mayores. Las mejoras sugeridas respecto a los recubrimientos con soles de sílice están descritas en el documento US-A-3320082, que añade una amina orgánica inmiscible con el agua, el documento GB-A-1541022, que añade un polímero de acrilamida soluble en agua, y el documento GB-A-1485169, que añade un silicato de metal alcalino o de amonio cuaternario, pero estos recubrimientos no han conseguido propiedades físicas similares a las de los recubrimientos basados en silicatos de metal alcalino. Los recubrimientos basados en soles de sílice muestran bajos niveles de formación de ampollas cuando se les aplica un recubrimiento adicional/se sumergen. Aunque el contenido de la sal soluble en agua y la presión osmótica es baja, todavía puede tener lugar la formación de ampollas, ya que el recubrimiento exhibe una pequeña resistencia a la iniciación/crecimiento de las ampollas debido a sus pobres propiedades físicas.

Existe la necesidad de una capa de imprimación de taller de base acuosa, de bajo contenido de ión de metal alcalino, que tenga una adherencia mejorada a los sustratos y una resistencia de película en términos de las propiedades anteriormente discutidas para resistir la iniciación y el crecimiento de las ampollas.

Además, existe la necesidad de una capa de imprimación de taller, de base acuosa, exenta de ampollas, que muestre un desarrollo más rápido de las propiedades físicas del recubrimiento después de la aplicación de la capa de imprimación de taller para posibilitar la manipulación y el tratamiento adicional del sustrato sin riesgo de dañar el recubrimiento.

El procedimiento según la presente invención para el recubrimiento de imprimación de acero que se pretende fabricar y recubrir, proporciona una solución a los problemas y desventajas anteriormente mencionados. El procedimiento según la presente invención para el recubrimiento de imprimación del acero con un recubrimiento de imprimación que comprende polvo de cinc y/o aleación de cinc y aglomerante de sílice o de silicato, se caracteriza porque el aglomerante comprende un sol acuoso de sílice que tiene una relación molar de SiO_{2}/M_{2}O, donde M representa los iones totales de metal alcalino y amonio, de al menos 6:1, y que después de que se haya secado el recubrimiento de imprimación hasta el extremo de que esté seco al tacto, se trata con una solución que aumente la resistencia de la película.

A efectos de la presente invención, la solución que aumenta la resistencia de la película es una solución que mejora la resistencia de la película del recubrimiento de imprimación y/o acelera el desarrollo de la resistencia de la película con el tiempo.

El aglomerante está basado en un sol acuoso de sílice. Estos soles se pueden conseguir de Akzo Nobel con la marca de fábrica registrada "Bindzil", o de DuPont con la marca de fábrica registrada "Ludox", aunque la bibliografía relacionada con ellos enfatiza que las clases convencionales de la sílice coloidal no son buenas formadoras de películas. Se pueden conseguir diversas clases de sol que tengan diversos tamaños de partícula de sílice coloidal y que tengan diversos estabilizantes. El tamaño de partícula de la sílice coloidal puede, por ejemplo, estar en el intervalo de 3 a 100 nm; se prefieren tamaños de partícula hacia el extremo inferior de este intervalo, por ejemplo 5 a 10 nm. El sol de sílice tiene, preferiblemente, una relación molar de SiO_{2}/M_{2}O de al menos 25:1, más preferiblemente al menos 50:1 y pueden tener una relación molar de SiO_{2}/M_{2}O de 200:1 o más. Además, es posible usar una mezcla de dos o más soles de sílice que tengan una relación molar de SiO_{2}/M_{2}O diferente, en la que la relación molar de SiO_{2}/M_{2}O de la mezcla es al menos 25:1. El sol se puede estabilizar mediante álcali, por ejemplo hidróxido de sodio, de potasio o de litio, o hidróxido de amonio cuaternario, o mediante una amina orgánica soluble en agua, tal como una alcanol-amina. La composición del recubrimiento estará, preferiblemente, sustancialmente exenta de cualquier sol de sílice estabilizado con amonio, ya que la presencia de un sol estabilizado con amonio podría dar como resultado la gelificación de la composición, en particular cuando el aglomerante consta principalmente de sol de sílice estabilizado con amonio y la composición del recubrimiento contenga también polvo de cinc.

El sol de sílice se puede mezclar con un silicato de metal alcalino, por ejemplo silicato de litio, silicato de sodio-litio o silicato de potasio, o con silicato de amonio o un silicato de amonio cuaternario. Otros ejemplos de mezclas o preparados adecuados de sol-silicato se pueden encontrar en el documento US 4.902.442. La adición de un silicato de metal alcalino o de amonio puede mejorar las propiedades de formación de películas iniciales del sol de sílice, pero la cantidad de silicato de metal alcalino deberá ser lo suficientemente baja para mantener la relación molar SiO_{2}/M_{2}O del sol aglomerante en al menos 6:1, preferiblemente al menos 8:1, y muy preferiblemente por encima de 15:1.

El sol de sílice puede contener de forma alternativa, o adicionalmente, una resina orgánica disuelta o dispersa. La resina orgánica es preferiblemente un látex, por ejemplo un látex de copolímero de estireno-butadieno, un látex de copolímero de estireno-material acrílico, un látex de copolímero de acetato de vinilo-estireno, una dispersión de polivinil-butiral, una dispersión de silicona/siloxano, o una dispersión de látex basado en material acrílico. Ejemplos de dispersiones adecuadas de látex que se pueden usar incluyen XZ94770 y XZ94755 (ambos ejemplos de Dow Chemicals), Aiflex® 500, Aiflex® EP3333 DEV, Aiflex® CEF 52, y Flexcryl® SAF34 (todos los ejemplos de Air Products), Primal® 330DF y Primal® MV23 LO (ambos ejemplos de Rohm and Haas), y Silres® MP42 E, Silres® M50E, y SLM 43164 (todos los ejemplos de Wacker Chemicals). Se pueden usar polímeros solubles en agua tal como polímeros de acrilamida aunque se prefieren menos. La resina orgánica se usa, preferiblemente, hasta en un 35% en peso, preferiblemente 1-20% en peso, basado en la sílice. Cantidades más grandes pueden originar porosidad en la soldadura durante la posterior soldadura. Se ha descubierto que la adición de una resina orgánica mejora la adherencia/cohesión medida en el ensayo de rayado cruzado.

El sol de sílice puede, como alternativa, contener un agente acoplador de silano que contenga grupos alcoxisilano y un resto orgánico que contenga un grupo funcional tal como el grupo amino, epóxido o isocianato. El agente acoplador de silano es, preferiblemente, un aminosilano tal como el gamma-aminopropil-trietoxi-silano o el gamma-aminopropil-trimetoxi-silano, o un hidrolizado parcial de ellos, aunque también se puede usar un epoxi-silano tal como el gamma-glicidoxipropil-trimetoxi-silano. El agente acoplador de silano está preferiblemente presente hasta en un 30% en peso, por ejemplo 1-20% en peso, basado en la sílice.

El recubrimiento de imprimación contiene, preferiblemente, polvo de cinc que es, preferiblemente, de un tamaño de partícula medio, promediado en volumen, de 2 a 12 \mum, y muy preferiblemente el producto que se vende comercialmente como polvo de cinc que tiene un tamaño medio de partícula de 2 a 8 \mum. El polvo de cinc protege al acero por un mecanismo galvánico y puede formar también una capa protectora de productos de corrosión del cinc que aumenta la protección contra la corrosión dada por el recubrimiento. Todo, o parte, del polvo de cinc puede sustituirse por una aleación de cinc. La cantidad de polvo de cinc y/o la aleación en el recubrimiento es, al menos, el 10% y puede ser hasta el 90% en volumen del recubrimiento, en una base de película seca. El polvo de cinc y/o la aleación puede ser, sustancialmente, la totalidad de la pigmentación del recubrimiento o puede, por ejemplo, comprender hasta el 70%, por ejemplo 25 a 55% en volumen del recubrimiento, sobre una base de película seca, conteniendo también el recubrimiento un inhibidor auxiliar de la corrosión, que puede ser, por ejemplo, un molibdato, fosfato, wolframato o vanadato, como se describe en el documento US-A-5246488 y/o una carga tal como la sílice, arcilla calcinada, silicato de alúmina, talco, baritas o micas. Sin embargo, se pueden usar otros pigmentos junto con pigmentos basados en cinc. Ejemplos de estos otros pigmentos no basados en el cinc incluyen aditivos conductores tal como el fosfuro de di-hierro (Ferrophos®), óxido de hierro micáceo, etc. Los ejemplos de estos pigmentos conductores no basado en el cinc, pueden permitir una reducción en el nivel del cinc mientras que mantengan una protección eficaz contra la corrosión. Para obtener propiedades óptimas de recubrimiento, se usarán aditivos con un tamaño medio de partícula por debajo de 3 \mum, preferiblemente por debajo de 2 \mum, y pigmentos de pequeño tamaño.

La concentración volumétrica del pigmento del recubrimiento de imprimación es, preferiblemente, al menos igual a la concentración volumétrica crítica del pigmento, como es usual para las capas de imprimación de silicato de cinc, por ejemplo 1,0 a 1,5 veces la concentración volumétrica crítica del pigmento. La concentración volumétrica del pigmento (CVP) es el tanto por ciento en volumen de pigmento en la película de pintura seca. La concentración volumétrica crítica del pigmento (CVCP) se define normalmente como la concentración volumétrica del pigmento en la que hay justamente el suficiente aglomerante para proporcionar una capa completa de aglomerante adsorbido sobre las superficies del pigmento y para llenar todos los intersticios que hay entre las partículas en un sistema compacto. La concentración volumétrica crítica del pigmento se puede determinar empapando el pigmento seco con justo el suficiente aceite de linaza para formar una masa coherente. Este método produce un valor conocido como la "absorción de aceite", a partir del cual se puede calcular la concentración volumétrica crítica del pigmento. El método para determinar la absorción del aceite está descrito en la norma británica British Standard 3483 (BS3483).

El contenido de sólidos del recubrimiento de imprimación es, generalmente, al menos el 15% en volumen y está preferiblemente en el intervalo de 20 a 35% en volumen. El contenido volumétrico de sólidos es el valor teórico calculado sobre la base de todos los componentes que están presentes en la composición del recubrimiento. El recubrimiento tiene, preferiblemente, una viscosidad tal que se puede aplicar fácilmente mediante aplicadores de recubrimientos convencionales tal como aplicadores por rociado, en particular rociado sin aire o rociado a baja presión y elevado volumen (HVLP), para dar un recubrimiento de un espesor de película seca inferior a 40 \mum, preferiblemente entre 12 y 25 a 30 \mum.

Opcionalmente, la composición del recubrimiento puede comprender más aditivos bien conocidos para los expertos, como por ejemplo agentes de control de la reología (órgano-arcillas, goma de xantano, espesantes de celulosa, etc.), agentes desespumantes (en particular cuando hay presentes modificadores de látex), alargadores del tiempo de empleo útil tal como cromatos (por ejemplo dicromato de sodio). Si no hay presentes alargadores del tiempo de empleo útil, la composición de recubrimiento normalmente tiene un tiempo de empleo útil entre 2-4 horas. Normalmente, es suficiente para añadir sólo una pequeña cantidad (0,0125 - 0,025% en peso, basado en la pintura líquida) de dicromato de sodio para obtener un tiempo de empleo útil superior a 24 horas. Niveles más altos dan lugar, generalmente, a pobres propiedades del recubrimiento. Normalmente, el sistema de recubrimiento se proporciona como un sistema de dos (o más) componentes.

Es posible preparar la composición de recubrimiento justo antes de la aplicación del recubrimiento, por ejemplo añadiendo y mezclando íntimamente todos los componentes de la composición de recubrimiento poco antes de la aplicación. Se puede hacer referencia también a estos procedimientos como mezcla, en la línea de producción, de los componentes que están presentes en la composición del recubrimiento. Este procedimiento está particularmente indicado para composiciones de recubrimiento que tienen un tiempo de empleo útil limitado.

El recubrimiento de imprimación se seca hasta que esté seco al tacto antes de que sea tratado con la solución que aumenta la resistencia de la película. El tiempo de secado al tacto es, generalmente, de aproximadamente 10 a 15 minutos a temperaturas ambientes de 15 a 20ºC, o 3 a 4 minutos a 40ºC para un recubrimiento con espesor de película seca (eps) de 15-20 \mum. El tiempo de secado depende también del flujo de aire y del espesor de película. A 35ºC y un flujo de aire de 0,5 m/s, el tiempo de secado para un recubrimiento con un espesor de película seca de 20 \mum es aproximadamente 2 minutos. Este tiempo se puede reducir más aumentando la temperatura del aire.

En general, puede reducirse el tiempo de secado aumentando la temperatura del sustrato, aumentando la temperatura del aire, usando un flujo de aire, o mediante cualquier combinación de ellos.

Se prefiere llevar a cabo el secado del recubrimiento de imprimación a 10-60ºC, preferiblemente 25-50ºC en un flujo de aire forzado, preferiblemente en un flujo de aire de al menos 0,1 m/s, especialmente si el recubrimiento de imprimación, el secado y la aplicación de la solución que aumenta la resistencia de la película, se van a llevar a cabo en un procedimiento en la línea de producción. Es muy importante conseguir un recado rápido para la aplicación en los astilleros o en acerías.

La aplicación de la solución de tratamiento antes de que la capa de imprimación esté seca al tacto no aumenta la resistencia de la película.

La solución que aumenta la resistencia de película del recubrimiento de imprimación puede, en general, ser una solución acuosa de una sal inorgánica o una solución de material que tenga grupos que contengan silicio reactivo. El aumento de la resistencia de la película se puede detectar mediante un significativo aumento de la dureza, resistencia a la abrasión y, normalmente, la adherencia. La dureza puede medirse en el ensayo de dureza al lápiz, British Standard 3900, parte E19 (1999) (dureza del lápiz requerido para arañar el recubrimiento). La resistencia a la abrasión se puede medir usando un ensayo de doble fricción en el que se fricciona automáticamente el recubrimiento y puede llevarse a cabo en seco o humedecido con agua. Aunque se considerará un significativo aumento de la resistencia a la abrasión, en seco o en húmedo, como un aumento en la resistencia de la película del recubrimiento de imprimación, se ha descubierto que el tratamiento según la invención generalmente aumenta la resistencia a la abrasión tanto en seco como en húmedo. La adherencia se puede medir mediante un ensayo de rayado cruzado, como se describe en British Standard 3900, parte E6 (1992).

La cantidad de solución que aumenta la resistencia de la película aplicada al recubrimiento de imprimación está, generalmente en el intervalo de 0,005-0,2, preferiblemente 0,01-0,08 litros por metro cuadrado (L/m^{2}) de superficie recubierta con la capa de imprimación, para recubrimientos aplicados en espesores de película seca estándar (15-20 \mum). Semejante cantidad de solución se puede aplicar, de forma conveniente, por rociado. Ni que decir tiene que la concentración o el volumen de la solución del tratamiento posterior se deberá aumentar si el recubrimiento se aplica en exceso, es decir un espesor de película seca > 20 \mum.

Se ha sugerido previamente un lavado como un tratamiento posterior para los recubrimientos de silicato de cinc basados en un aglomerante de silicato de metal alcalino, pero esto ha implicado la aplicación de grandes cantidades de agua para lavar las sales solubles de metales alcalinos de los recubrimientos que tienen relaciones de SiO_{2}/M_{2}O de aproximadamente 3:1 a 4:1. La aplicación por rociado de una cantidad equivalente de agua sola, o haciendo pasar la capa de imprimación a través de una cámara de vapor en la línea de producción, a velocidades típicas de la línea (es decir, un tiempo de exposición < 2 minutos), no da un aumento sustancial a la resistencia de la película.

Aunque no se desea que esté ligado a ninguna teoría que explique el aumento de la resistencia, parece que cuando la solución de tratamiento es una solución acuosa de una sal inorgánica, tiene lugar tanto la disolución de la sílice como la reprecipitación, o la sal actúa como un agente de refuerzo entre las partículas del sol. Cuando la solución de tratamiento contiene especies reactivas de sílice, éstas se pueden depositar entre las partículas del sol de sílice para mejorar la unión de las partículas del sol. Se ha descubierto que los mismos materiales que aumentan la resistencia, cuando se añaden a la composición de recubrimiento de imprimación durante, o antes, de la aplicación al sustrato, no aumentan la resistencia de la película de recubrimiento de imprimación formada.

Cuando la solución que aumenta la resistencia de la película es una solución acuosa de una sal inorgánica, generalmente tiene una concentración de al menos 0,01M y, preferiblemente, al menos 0,03M. La concentración de la solución de la sal inorgánica puede ser de hasta 0,5M o 1M o incluso más alta. La sal orgánica puede se la sal de un catión monovalente tal como una sal de metal alcalino o de amonio, de un catión divalente tal como cinc, magnesio, calcio, cobre (II) o hierro (II), de un catión trivalente tal como aluminio o cerio (III), o de cationes tetravalentes tales como el cerio (IV), y de un anión monovalente tal como haluro, por ejemplo fluoruro, cloruro o bromuro, o nitrato, o un anión polivalente tal como sulfato o fosfato. También se pueden usar mezclas de las sales anteriormente mencionadas. Ejemplos de soluciones de sales inorgánicas que se ha visto que son eficaces son sulfato de magnesio, sulfato de cinc, sulfato de potasio, sulfato de aluminio, sulfato de hierro, sulfato de cerio (IV), sulfato de cobre, cloruro de sodio y cloruro de potasio, aunque no se prefieren los cloruros debido a su tendencia a promover la corrosión. La concentración de la solución de la sal inorgánica, en términos de pesos, está preferiblemente en el intervalo de 0,5-20% en peso.

Un ejemplo de un material que tenga grupos activos que contienen silicio es un silicato. La solución que aumenta la resistencia de la película puede, por ejemplo, ser una solución de silicato de metal alcalino, por ejemplo silicato de potasio o silicato de litio, o una solución de silicato de amonio, o puede ser un siliconato de metal alcalino, por ejemplo una solución de alquil-siliconato. La concentración preferida de semejante solución está en el intervalo de 0,5-20% en peso.

Cuando la solución que aumenta la resistencia de la película es una solución de una sal inorgánica o silicato de metal alcalino, el material añadido incrementará el contenido de sal del recubrimiento de imprimación con silicato de cinc. Esto tenderá a aumentar la fuerza de empuje osmótico cuando se aplique el recubrimiento y, por eso, aumenta la posibilidad de formar osmóticamente ampollas cuando se sumerge el sustrato recubierto. La cantidad de sal inorgánica de silicato de metal alcalino aplicada es suficientemente baja como para que la relación molar de SiO/M_{2}O del aglomerante del recubrimiento de imprimación se mantenga por encima de 6:1, preferiblemente, por encima de 8:1 y muy preferiblemente por encima de 10:1. Para conseguir esto, la cantidad de sal inorgánica o de silicato de metal alcalino aplicada, en la solución que aumenta la resistencia de la película, es preferiblemente inferior a 10 g/m^{2} o en base al peso en seco, muy preferiblemente inferior a 5 g/m^{2}, para un recubrimiento con un espesor de película seca de 15 - 20 \mum.

Un ejemplo alternativo de un material que tiene grupos reactivos que contienen silicio es un alcoxisilano o un acilosilano, por ejemplo acetoxisilano. Éste puede, por ejemplo, ser un tetraalcoxisilano (ortosilicato de alquilo) tal como tetraetoxisilano o tetraisopoxisilano, o un trialcoxisilano tal como trimetoxisilano de metilo (MTMS, de Al-
drich) o un bistrimetoxisilano-etano. El alcoxisilano puede contener grupos funcionales, por ejemplo un trialcoxisilano puede tener la fórmula RSi(OR^{1})_{3}, donde cada grupo R^{1} es alquilo C_{1}-C_{3} y R es un grupo alquilo o arilo sustituido por un grupo amino, alquilamino, dialquilamino, amida, halógeno, carbamato, epóxido, isocianato, aziridina, sulfonato, carboxilato, fosfato, o hidroxilo. Ejemplos preferidos son los aminosilanos tales como trietoxi-sililpropilamina (Aminosilano A1100, de Witco), trimetoxi-sililpropilamina (Aminosilano A1110, de Witco), trimetoxi-sililpropiletilendiamina (Aminosilano A1120, de Witco), trimetoxi-sililpropildietilentriamina (Aminosilano A1130, de Witco), o bistrimetoxi-sililpropiletilendiamina. Además, el alcoxisilano puede ser un bis(trialcoxisilano), por ejemplo un alquileno o una cadena de polidimetilsilano rematada con grupos -SiOR'_{3}. El alcoxisilano puede estar, al menos parcialmente, hidrolizado, por ejemplo se puede usar un tetraalcoxisilano parcialmente hidrolizado o un alquiltrialcoxisilano o un aminoalquiltrialcoxisilano hidrolizado. El alcoxisilano se aplica preferiblemente a partir de una solución acuosa, aunque la solución acuosa puede contener un disolvente orgánico miscible con el agua, por ejemplo un alcohol tal como el etanol.

Además, se ha descubierto que también los ortosilicatos son muy eficaces potenciadores de las propiedades en el procedimiento del tratamiento posterior. Las soluciones acuosas de ortosilicato de tetrametilo (TMSO) y el ortosilicato de tetraetilo (TEOS) son eficaces agentes del tratamiento posterior. Se obtienen mejores resultados si el TMOS o el TEOS se hidrolizan a pH 1-2. A este pH el tiempo de empleo útil de la solución del tratamiento posterior puede incluso exceder los 7 días.

La concentración de alcoxisilano o de ortosilicatos en la solución de tratamiento está, preferiblemente, en el intervalo de 1-25% en peso.

Se prefiere el uso de alcoxisilanos y/o de ortosilicatos en la solución del tratamiento posterior ya que estos compuestos añaden a la capa de imprimación de taller un nivel de sales solubles en agua virtualmente cero.

La aplicación de la solución de tratamiento, y preferiblemente también el secado del recubrimiento de imprimación tratado hasta que el recubrimiento esté de nuevo seco al tacto, se puede llevar a cabo en un procedimiento en la línea de producción después del recubrimiento de imprimación del acero y del secado del recubrimiento de imprimación hasta que esté seco al tacto. La cantidad de solución aplicada que aumenta la resistencia de la película es preferiblemente 0,005-0,2 l/m^{2} de superficie recubierta con la capa imprimación, muy preferiblemente 0,08 l/m^{2} o menos, si el recubrimiento se trata y se seca en la línea de producción, para un recubrimiento con un espesor de película seca de 15 -
20 \mum. El tiempo de secado para este recubrimiento tratado con esta cantidad de solución que aumenta la resistencia de la película es, por lo general, aproximadamente 5 a 10 minutos a 15-20ºC, o aproximadamente 1,5 a 2 minutos a 40ºC. El tiempo de secado se puede reducir más colocando el sustrato con la imprimación en un flujo de
aire.

En general, el tiempo de secado se puede reducir o bien aumentando la temperatura del sustrato, o aumentando la temperatura del aire, o usando un flujo de aire, o mediante cualquier combinación de ellos.

La solución de tratamiento, preferiblemente, se aplica y se seca a una temperatura en el intervalo de 10-50ºC, preferiblemente 25-50ºC en un flujo de aire forzado, preferiblemente en un flujo de aire de al menos 0,1 m/s. La solución de tratamiento se puede aplicar mediante un equipo estándar de aplicación por rociado, por ejemplo rociado sin aire o rociado HVLP, o mediante un rociado con un sencillo atomizador, simplemente montando una segunda pistola de rociado más, debajo de la línea de imprimación de taller a partir de la pistola de rociado que aplica la capa de imprimación. Como alternativa, la solución se puede aplicar usando una técnica de aplicación de recubrimiento mediante neblina. La solución de tratamiento se puede aplicar a ambos lados del sustrato, por ejemplo a ambos lados de una placa de acero para usar en astilleros, sea cual sea la orientación del sustrato; el volumen de la solución requerida para aumentar la resistencia de la película es tal que la solución se puede aplicar al lado inferior de una placa sin que escurra ni gotee. Son posibles, pero no se prefieren, otros métodos de aplicación tal como la aplicación mediante rodillo. El recubrimiento de imprimación tratado únicamente necesita que se le deje secar sobre el sustrato, y no necesita ningún lavado o calentamiento posterior; una vez que se seca la capa de imprimación tratada, el producto recubierto se puede manipular normalmente.

El procedimiento de tratamiento según la invención aumenta la dureza, la cohesión y la resistencia a la abrasión de la capa de imprimación de taller sin introducir el inconveniente de la formación de ampollas cuando se aplica otro recubrimiento. Además, el procedimiento de tratamiento acelera el desarrollo de estas propiedades. Esto mejora la resistencia a sufrir daños durante la manipulación y fabricación en un astillero o una acería. Además de estas ventajas, el sustrato con la capa de imprimación de taller postratada muestra las características de comportamiento requeridas en el mercado de las capas de imprimación de taller, por ejemplo resistencia a la corrosión durante 6 meses en exposición al aire libre, excelentes características de soldadura/corte y posibilidad de aplicación por encima de otro recubrimiento con una amplia gama de recubrimientos de imprimación sin formación de ampollas ni picaduras.

Por ejemplo, cuando se trata posteriormente un recubrimiento de sol de sílice cargado con cinc, con una solución que aumenta la resistencia de la película, la resistencia a la abrasión en seco aumenta al menos cinco veces y la resistencia a la abrasión en estado húmedo normalmente diez veces o más. La dureza al lápiz típicamente cambia de 2B a H o más duro. La relación molar de SiO_{2}/M_{2}O del recubrimiento de imprimación puede, por ejemplo, reducirse de 20-200 a 15-35 si la solución aplicada que aumenta la resistencia de la película es una solución de una sal inorgánica o una solución de silicato de metal alcalino, pero en espesores normales de película seca de 15-20 \mum para los recubrimientos de imprimación de taller, esto está todavía por encima del nivel en el cual tiene lugar una significativa formación de ampollas. La relación molar de SiO_{2}/M_{2}O se puede mantener incluso a un nivel más alto si la solución que aumenta la resistencia de la película es una solución de alcoxisilano. Los recubrimientos de imprimación tratados se pueden recubrir por encima con un recubrimiento de resina epoxídica curada con amina, o cualquier otro recubrimiento resistente, tal como un poliuretano, con un espesor de película de 100 \mum o 200 \mum y dejar después que cure durante 7 días, se pueden sumergir en agua dulce o de mar durante 6 meses (el periodo de ensayo más largo, hasta ahora) a 40ºC sin formación de ampollas.

La invención se elucidará haciendo referencia a los siguientes ejemplo.

Los compuestos usados como material de partida en los ejemplos tienen el siguiente origen.

Ludox® SM: un sol de sílice de concentración 30% en peso, tamaño de partícula 7 nm, relación molar de SiO_{2}/Na_{2}O 50:1, de DuPont.

XZ 94770: un látex orgánico de estireno/butadieno de 50% en volumen de sólidos, de Dow Chemicals.

Huber 90C: un pigmento carga de silicato de aluminio calcinado de 0,7 \mum de tamaño medio de partícula, de JM Huber/Marlow Chemicals.

Satintone® W: un pigmento carga de silicato de aluminio calcinado de 1,4 \mum de tamaño medio de partícula, de Lawrence Industries.

Polvo de cinc: un polvo metálico de 7 \mum de tamaño medio de partícula, de Trident Alloys.

Ejemplos 1 a 7

Se preparó un recubrimiento de imprimación con una concentración de sólidos del 25% en volumen a partir de los siguientes ingredientes. El recubrimiento de imprimación tenía una concentración volumétrica de pigmento del 74,6%, que es 1,3 veces la concentración volumétrica crítica del pigmento (\lambda = 1,3).

Componente	% en peso
Ludox	25,8
Agua	20,4
Tixotropo de arcilla bentonita	0,2
Polvo de cinc	45,5
Satintone	8,1

Se preparó una imprimación mezclando el sol de sílice con agua y el tixotropo, y el aglomerante resultante se mezcló con los pigmentos justamente antes de su aplicación al acero, como es usual con los recubrimientos de silicato de cinc. El recubrimiento de imprimación obtenido se aplicó a paneles de acero de 15 cm \times 10 cm, con un espesor de película seca de 15-20 \mum. Se dejó secar la capa de imprimación durante una noche en condiciones ambientales (20ºC, 35% de HR).

Los paneles se rociaron luego con diversas soluciones que aumentan la resistencia de la película. Las sales inorgánicas tenían una concentración del 5% en peso y las soluciones que contenían silicio tenían una concentración del 8% en peso y se rociaron 0,2 g de la solución sobre cada panel. Se dejaron secar los paneles tratados a 15-20ºC/35% de HR, y se sometieron a ensayo al cabo de 24 horas para ver la dureza al lápiz (British Standard 3900, parte E19 = BS 3900:E19), la adherencia al rayado cruzado (British Standard 3900, parte E6 = BS 3900:E6), en una escala graduada de 0 (sin adherencia) a 5 (100% de adherencia) y resistencia a la abrasión (ensayo de doble fricción). En el ensayo de doble fricción la superficie tratada se humedece con un par de gotas de agua (si se hace el ensayo de doble fricción en estado húmedo) luego se frota con una torunda de lana de algodón haciendo una ligera presión. Una pasada de ida y vuelta es una doble fricción. Los resultados se expresan como el número de dobles fricciones hasta la retirada del recubrimiento. Si el recubrimiento sobrevive a 100 fricciones dobles, el espesor de película seca (eps) final se compara con el valor inicial. Si el espesor de película seca se reduce en más del 25% el resultado se expresa como >100. Si el espesor de la película seca se reduce en menos del 25%, el resultado se expresa como >>100. Se llevaron a cabo los mismos ensayos en experimentos comparativos sobre (C1) un recubrimiento de imprimación no tratado y (C2) un recubrimiento de imprimación que se ha sido rociado con 0,2 g de agua. Los resultados se muestran en la Tabla 1 siguiente.

TABLA 1

1

\dotable{\tabskip\tabcolsep#\hfil\tabskip0ptplus1fil\dddarstrut\cr}{
 La solución de silicato de potasio del Ejemplo 4 tenía una relación
molar de SiO _{2} /K _{2} O de 3,9:1.\cr  El ejemplo 5 usó
ortosilicato de tetraetilo (TEOS) parcialmente hidrolizado en agua a
pH = 2.\cr  El ejemplo 6 usó TEOS disuelto en
etanol.\cr}

Ejemplos 8 y 9

Se prepararon recubrimientos de imprimación usando la formulación del Ejemplo 1 pero con los siguientes soles de sílice usados en lugar del Ludox SM:

Ejemplo 8 - Ludox® AM (de DuPont), un sol de tamaño de partícula de 12 nm y una relación de SiO_{2}/Na_{2}O de 125:1.

Ejemplo 9 - Bindzil® 5080 (de Akzo Nobel/Eka Chemicals), un sol polidisperso de tamaño de partícula medio de 40 nm y relación de SiO_{2}/Na_{2}O de 225:1.

El contenido de agua en las composiciones de los ejemplos 8 y 9 se ajustó de forma que tenían el mismo contenido de sólidos de sílice en la película seca que el hallado en el ejemplo 1.

Ejemplo 10

Se preparó un recubrimiento de imprimación basado en un sol de sílice Ludox SM y cinc, pero que tenía la formulación mostrada a continuación. El recubrimiento tenía una concentración volumétrica de pigmento de 81%
(\lambda = 1,3)

Componente	% en peso
Sol de Ludox SM (30% en peso de sólidos)	19,0
Agua	24,7
Tixotropo de arcilla bentonita	0,2
Polvo de cinc	45,0
Pigmento Santitone	3,4
Pigmento de molibdato "Molywhite"	7,7

Ejemplo 11

Se preparó un recubrimiento de imprimación usando los ingredientes del Ejemplo 1, pero con la cantidad de cada componente del pigmento sin cinc proporcionalmente reducida, de forma que la concentración volumétrica del pigmento era igual a la concentración volumétrica crítica del pigmento.

Los recubrimientos de los Ejemplos 8 a 11 se aplicaron a paneles de acero y se les dejó secar como se describe en el Ejemplo 1. Los paneles fueron rociados luego con 0,2 g de una solución de silicato de potasio al 8% en peso, como se usó en el Ejemplo 4. Los paneles se sometieron a ensayo como se describe en el Ejemplo 1, excepto que no se hizo comparación con un panel con capa de imprimación rociado con agua. Los resultados se muestran en las Tablas 2a y 2b que siguen.

TABLA 2a

2

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TABLA 2b

3

Los Ejemplos 4, 8, 9 y 10 muestran que el aumento de la resistencia de la película se consigue, para una diversidad de soles y composiciones de recubrimiento, con mejores recubrimientos tratados procedentes de soles de similar tamaño de partícula.

Los Ejemplos 4 y 11 muestran que se consiguen mejores resultados con una concentración volumétrica crítica de pigmento más alta.

Ejemplos 12 a 15

Se aplicaron recubrimientos de los Ejemplos 8 a 11 a paneles de acero y se dejaron secar como se describe en el Ejemplo 1. Luego se rociaron los paneles con 0,2 g de una solución de cloruro de potasio al 5% en peso. Luego, se sometió a ensayo a los paneles como se describe en el Ejemplo 1, excepto que no se hizo comparación con un panel con capa de imprimación rociado con agua. Los resultados se muestran el la Tabla 3.

TABLA 3

4

Ejemplos 16 a 19

Se repitió el procedimiento del Ejemplo 4 usando diferentes concentraciones de la solución de silicato de potasio. Los paneles se sometieron a ensayo después del secado y los resultados se muestran en la Tabla 4 de más adelante. Estos resultados muestran que se consigue un efecto de aumento de la resistencia incluso usando silicato de potasio a una concentración de 0,5% en peso, aumentando el efecto con la concentración hasta el 4%.

TABLA 4

5

Ejemplo 20

Para simular una aplicación más práctica de la solución que aumenta la resistencia de la película, se repitió el Ejemplo 4 con la aplicación de silicato de potasio después de sólo 10 minutos o 30 minutos de secado del recubrimiento de imprimación a 20ºC.

El tiempo de secado de 10 minutos a 20ºC fue suficiente para que algunos paneles estuvieran secos al tacto, pero otros estaban todavía parcialmente húmedos (es decir, no tenían agua en la superficie pero estaban húmedos al tacto en, al menos, parte del panel). Todos los paneles secados durante 30 minutos a 20ºC estaban secos al tacto. Al efectuar los ensayos como se describe en el Ejemplo 1, se obtuvieron resultados notablemente diferentes, dependiendo de si el panel recubierto con la imprimación estaba seco al tacto cuando se aplicó el silicato de potasio, como se muestra en la Tabla 5 de más adelante.

Ejemplo 21

Se repitió el Ejemplo 20 pero secando el recubrimiento de imprimación a 40ºC sin flujo de aire adicional. Se observó que la capa de imprimación llegaba a estar seca al tacto al cabo de 3 ó 4 minutos. Se sometieron a ensayo los paneles secados a 40ºC durante 4 minutos como se describe en el Ejemplo 1, y los resultados se incluyen en la siguiente Tabla 5.

TABLA 5

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6

Ejemplos 22 y 23

Se preparó un recubrimiento de imprimación híbrido de resina orgánica y sol de sílice a partir de los siguientes ingredientes y se aplicó a los paneles de acero como se describe en el Ejemplo 1.

Componente	Cantidad (% en peso)
Sol de Ludox SM (30% en peso de sólidos)	19,8
Látex de butadieno-estireno Dow 94770 (50% de sólidos)	3,6
Agua	23,0
Tixotropo de arcilla bentonita	0,2
Satintone	8,1
Cinc	45,5

Los paneles se rociaron con 0,2 g de una solución de silicato de potasio al 8% en peso (Ejemplo 22) o de una solución de aminosilano acuoso al 5% en peso (Ejemplo 23), y se dejaron secar, y se les sometió a ensayo como se describe en el Ejemplo 1. Los resultados obtenidos se muestran en la siguiente Tabla 6

TABLA 6

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7

Ejemplos 24 a 26

Para ilustrar el efecto de diferentes condiciones de secado antes del tratamiento con una solución que aumenta la resistencia de la película, se aplicó a un panel, como el descrito en el Ejemplo 1, el sistema de recubrimiento de imprimación de taller descrito en el Ejemplo 1, y se trató posteriormente con 0,3 g de una solución de sulfato de cinc al 5% bajo diferentes condiciones de secado (temperatura, humedad relativa, flujo de aire). Se midieron las propiedades mecánicas un día después de la aplicación de recubrimiento. Los resultados se muestran en la Tabla 7.

TABLA 7

8

Ejemplos 27 a 31

Para ilustrar el efecto del desarrollo rápido de las propiedades mecánicas, se prepararon varias composiciones de recubrimiento que se trataron posteriormente con diferentes soluciones.

Ejemplo 27

Se preparó un recubrimiento de imprimación con una concentración volumétrica del 28% de sólidos a partir de los siguientes ingredientes. El recubrimiento de imprimación tenía una concentración volumétrica de pigmento del 74,6%, que es 1,3 veces la concentración volumétrica crítica del pigmento (\lambda = 1,3).

Componente	% en peso
Ludox® SM	27,3
Agua	15,8
Tixotropo de arcilla bentonita	0,2
Polvo de cinc	48,2
Satintone	8,6

Se preparó un recubrimiento de imprimación mezclando el sol de sílice con agua y el tixotropo, y el aglomerante resultante se mezcló con los pigmentos justamente antes de su aplicación al acero, como es usual con los recubrimientos de silicato de cinc. El recubrimiento de imprimación obtenido se aplicó a paneles de acero de 15 cm \times 10 cm con un espesor de película seca de 15-20 \mum. Se dejó secar la capa de imprimación a 30ºC, 30% de HR y un flujo de aire de 0,5 m/s, y cuando estaban secos al tacto se rociaron en la línea de producción con 0,3 g de diversas soluciones.

Se dejó secar el recubrimiento tratado a 25ºC, 75% de HR y se sometió a ensayo para comprobar sus propiedades físicas 10 minutos y 1 hora después de la aplicación de las diversas soluciones. Los resultados de los ensayos se muestran en la Tabla 8A y 8B.

TABLA 8A

9

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TABLA 8B

10

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Ejemplo 28

Componente	% en peso
Ludox® SM	22,0
XZ 94770	1,5
Agua	19,1
Tixotropo de arcilla bentonita	0,2
Polvo de cinc	48,6
Satintone	8,6

Se preparó un recubrimiento de imprimación mezclando el sol de sílice con agua y el tixotropo, y el aglomerante resultante se mezcló con los pigmentos justamente antes de su aplicación al acero, como es usual con los recubrimientos de silicato de cinc. El recubrimiento de imprimación obtenido se aplicó a paneles de acero de 15 cm \times 10 cm con un espesor de película seca de 15-20 \mum. Se dejó secar la capa de imprimación a 30ºC, 30% de HR y un flujo de aire de 0,5 m/s, y cuando estaban secos al tacto se rociaron, en la línea de producción, con 0,3 g de diversas soluciones.

Se dejó secar el recubrimiento tratado a 25ºC, 75% de HR, y se sometió a ensayo para comprobar sus propiedades físicas 10 minutos y 1 hora después de la aplicación de las diversas soluciones. Los resultados de los ensayos se muestran en la Tabla 9A y 9B.

TABLA 9A

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11

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TABLA 9B

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12

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Ejemplo 29

Se preparó un recubrimiento de imprimación con una concentración volumétrica del 28% de sólidos a partir de los siguientes ingredientes. El recubrimiento de imprimación tenía una concentración volumétrica de pigmento del 68,4%, que es 1,2 veces la concentración volumétrica crítica del pigmento (\lambda = 1,2).

Componente	% en peso
Ludox® SM	27,6
XZ 94770	1,8
Agua	15,1
Tixotropo de arcilla bentonita	0,2
Polvo de cinc	48,9
Satintone	6,4

Se dejó secar el recubrimiento tratado a 25ºC, 75% de HR y se sometió a ensayo para comprobar sus propiedades físicas 10 minutos y 1 hora después de la aplicación de las diversas soluciones. Los resultados de los ensayos se muestran en la Tabla 10A y 10B.

TABLA 10A

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13

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TABLA 10B

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14

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Ejemplo 30

Se preparó un recubrimiento de imprimación con una concentración volumétrica del 28% de sólidos a partir de los siguientes ingredientes. El recubrimiento de imprimación tenía una concentración volumétrica de pigmento del 71,5%, que es 1,4 veces la concentración volumétrica crítica del pigmento (\lambda = 1,4).

\newpage

Componente	% en peso
Ludox® SM	24,7
XZ 94770	1,6
Agua	17,2
Tixotropo de arcilla bentonita	0,2
Polvo de cinc	48,7
Huber 90C	7,6

Se dejó secar el recubrimiento tratado a 25ºC, 75% de HR y se sometió a ensayo para comprobar sus propiedades físicas 10 minutos y 1 hora después de la aplicación de las diversas soluciones. Los resultados de los ensayos se muestran en la Tabla 11A y 11B.

TABLA 11A

15

TABLA 11B

16

Ejemplo 31

Se preparó un recubrimiento de imprimación con una concentración volumétrica del 28% de sólidos a partir de los siguientes ingredientes. El recubrimiento de imprimación tenía una concentración volumétrica de pigmento del 76,0%, que es 1,4 veces la concentración volumétrica crítica del pigmento (\lambda = 1,4).

\newpage

Componente	% en peso
Ludox® SM	20,7
XZ 94770	1,3
Agua	19,9
Tixotropo de arcilla bentonita	0,2
Polvo de cinc	48,3
Huber 90C	6,1
Pigmento de molibtado "Molywhite"	3,5

Se dejó secar el recubrimiento tratado a 25ºC, 75% de HR y se sometió a ensayo para comprobar sus propiedades físicas 10 minutos y 1 hora después de la aplicación de las diversas soluciones. Los resultados de los ensayos se muestran en la Tabla 12A y 12B.

TABLA 12A

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17

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TABLA 12B

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18

Ejemplos 32 a 40

Para ilustrar el efecto del tratamiento posterior con una solución que aumenta la resistencia de la película bajo las típicas condiciones de aplicación en línea de la capa de imprimación de taller, el recubrimiento de imprimación del Ejemplo 1 se aplicó sobre paneles de acero, se secó a 30ºC/30% de HR/0,5 m/s. Cuando estuvieron secos al tacto, se rociaron los paneles con diversas soluciones y se almacenaron a 20ºC/50% de HR. Se midieron las propiedades mecánicas 1 hora y 1 día después del rociado con las soluciones. Los resultados en términos de propiedades mecánicas se dan en las Tablas 13A (1 hora) y 13B (1 día).

TABLA 13A

19

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TABLA 13B

20

Ejemplos 41-48

Se aplicaron mediante rociado HVLP recubrimientos de la composición descrita en el Ejemplo 1 sobre un panel de acero de 15 cm \times 10 cm chorreados con granalla, y se trataron con una solución que aumentaba la resistencia de la película tan pronto como estuvieron secos al tacto. Después de 7 días de almacenamiento a temperatura ambiente, se recubrió por encima la capa de imprimación con 150 \mum de espesor de película seca de una capa de imprimación anticorrosión de epoxi-amina comercial.

Después de dejar que la capa de imprimación de epoxi-amina curase durante 7 días, se sumergieron los paneles en agua dulce a 40ºC y en agua del mar a 40ºC, y se inspeccionaron para ver la formación de ampollas después de 4 meses de inmersión. También se sometieron a ensayo recubrimientos de control/comparación que comprendían una capa de imprimación de taller de silicato de cinc que llevaba un disolvente comercial (Ejemplo 47) y una capa de imprimación de taller basada en silicato de cinc que llevaba agua, basado en un aglomerante de silicato alcalino, relación molar de SiO_{2}/K_{2}O de 3,9:1 (Ejemplo 48). Los resultados se muestran en la siguiente Tabla 14.

TABLA 14

21

Claims

1. Un procedimiento para un recubrimiento de imprimación del acero que se va a fabricar y a dar un recubrimiento adicional, en cuyo procedimiento al acero se le aplica una capa de imprimación con un recubrimiento de imprimación que comprende un aglomerante de sílice o de silicato y polvo de cinc y/o aleación de cinc, caracterizado porque el aglomerante comprende un sol acuoso de sílice que tiene una relación molar de SiO_{2}/M_{2}O, donde M representa los iones totales de metal alcalino o de amonio, de al menos 6:1, y que después de que se haya secado el recubrimiento de imprimación hasta la medida en que está seco al tacto se trata con una solución que aumenta la resistencia de la película.

2. Un procedimiento según la reivindicación 1, caracterizado porque el recubrimiento de imprimación seco al tacto se rocía con la solución que aumenta la resistencia de la película.

3. Un procedimiento según la reivindicación 1 o la reivindicación 2, caracterizado porque el aglomerante es un sol de sílice con una relación molar de SiO_{2}/M_{2}O de al menos 25:1.

4. Un procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizado porque el recubrimiento de imprimación comprende, además, una resina orgánica.

5. Un procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizado porque todos los componentes de la composición de recubrimiento se añaden y se mezclan a fondo poco antes de la aplicación.

6. Un procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5, caracterizado porque el recubrimiento de imprimación seco al tacto se trata con una solución de un silicato o alcoxisilano.

7. Un procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6, caracterizado porque la solución se aplica al acero recubierto con una capa de imprimación seca al tacto a razón de 0,005-0,2 litros por metro cuadrado de superficie recubierta con la capa de imprimación.

8. Un procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 7, caracterizado porque el recubrimiento de imprimación seco al tacto se trata con una solución acuosa de una sal inorgánica de concentración al menos 0,01M.

9. Un procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 8, caracterizado porque el recubrimiento de imprimación del acero, el secado del recubrimiento de imprimación hasta que esté seco al tacto y la aplicación de la solución de tratamiento se lleva a cabo sucesivamente en un procedimiento en la línea de producción.

10. Un procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 9, caracterizado porque el recubrimiento de imprimación se seca a una temperatura de 10 - 60ºC en un flujo de aire forzado.

11. El uso de una solución acuosa de una sal inorgánica de concentración, al menos, 0,01M como un tratamiento de rociado de una capa de imprimación del acero recubierto con un recubrimiento de imprimación que comprende polvo de cinc y/o aleación de cinc, y un sol acuoso de sílice que tiene una relación molar de SiO_{2}/M_{2}O, donde M representa los iones totales de metal alcalino o de amonio, de al menos 6:1.

12. El uso de una solución de silicato, de un alcoxisilano o de un aciloxisilano, como un tratamiento de rociado de una capa de imprimación del acero recubierto con un recubrimiento de imprimación que comprende polvo de cinc y/o aleación de cinc, y un sol acuoso de sílice que tiene una relación molar de SiO_{2}/M_{2}O, donde M representa los iones totales de metal alcalino o de amonio, de al menos 6:1.