ES2236604T5 - Procedimiento para la fabricacion de capas protectoras oscuras sobre productos planos de titanio-cinc. - Google Patents

Abstract

Procedimiento para la fabricación de capas protectoras de una coloración de tono oscuro mediante el decapado de productos planos laminados de titaniocinc para su uso en la construcción, en el que los productos planos son decapados en un baño decapante acuoso con una mezcla ácida sulfonítica que contiene ácido sulfúrico y ácido nítrico, y después del enjuague son pasivados por la aplicación de una capa protectora, caracterizado porque se usan productos planos laminados de una aleación de titanio-cinc, que principalmente presenta cinc de alto grado de pureza y además, un contenido de cobre de 1, 1 a 2, 0% en peso, un contenido de titanio de 0, 06 a 0, 2% en peso y un contenido máximo de aluminio de 0, 015% en peso.

Description

Procedimiento para la fabricación de capas protectoras oscuras sobre productos planos de titanio-cinc.

La invención se refiere a un procedimiento para la fabricación de capas protectoras de una coloración de tono oscuro mediante el decapado de productos planos laminados de aleaciones de cinc-titanio para su uso en la construcción, en el que los productos planos son decapados en un baño decapante acuoso, con mezcla ácida sulfonítrica que contiene ácido sulfúrico y ácido nítrico, y después de enjuagar, son pasivados formando una capa protectora. Además, la invención se refiere a productos laminares provistos de capas protectoras.

Tal procedimiento se conoce por el documento DE 19636370 A1 o EP 827785 A2 del solicitante, haciéndose aquí plena referencia a dicho documento. Mediante el tratamiento, dado a conocer allí, de chapas de cinc-titanio de una aleación de cinc-titanio con 0,07 a 0,12% en peso de titanio, hasta 0,015% de aluminio, 0,08 a 0,17% en peso de cobre o 0,08 a 1,0% en peso según el documento EP 827785 A2 y el resto de cinc de 99,995% de pureza, se obtienen capas protectoras grises homogéneas en la superficie de las chapas de cinc-titanio, considerándose el color gris especialmente favorable desde el punto de vista estético, ya que corresponde al color de la pátina natural del cinc. La aleación dada a conocer en el documento DE 19636370 A1, en su composición corresponde a los criterios de un catálogo de cinc de calidad ("Quality Zinc") de TÜV Produkt und Umwelt GmbH, Institut für Umweltschutz und Energietechnik, Am grauen Stein, 51105 Colonia.

Sin embargo, se demostró que mediante el procedimiento conocido, una coloración más oscura de las chapas, que en algunos casos se desea, sólo puede lograrse en baja medida y mediante el uso de ácidos más concentrados. Aquí surge entonces el problema de que al aumentar la fuerza de los ácidos, es decir, a un valor de pH más bajo del baño decapante, la sustancia de la aleación es atacada y se reduce el grosor del metal. En particular, el uso de un valor de pH muy bajo de la mezcla ácida sulfonítrica conduce a una estructura indeseada de la capa en la superficie, porque se forman capas de mala adherencia, a partir del llamado lodo residual de decapado. De esta manera, se limita la posibilidad de lograr una coloración más oscura en chapas de cinc-titanio mediante el procedimiento conocido. Sin embargo, para la construcción también se desean capas superficiales de coloración muy oscura, en particular, en el ámbito del techado y del recubrimiento de fachadas, para mantener bajo el contraste entre las chapas de cinc, expuestas previamente a la intemperie, y otros elementos de construcción usados allí, por ejemplo, chillas negras de pizarra o tejas flamencas negras, o para generar justamente un contraste alto respecto a superficies blancas.

También se conocen procedimientos para la fabricación de una superficie oscura en el cinc-titanio mediante la fosfatación (véase DIN 50942). Sin embargo, por esto se altera la estructura de la superficie metálica de manera indeseada, cuando la superficie no debe ser recubierta luego por lacas.

Por ello, se plantea el objetivo de desarrollar un procedimiento del tipo mencionado al comienzo, de tal manera que puedan fabricarse chapas de cinc-titanio con una coloración muy oscura, hasta negra, de la superficie, debiendo conservarse la estructura natural de la superficie metálica.

Este objetivo se alcanza, usando, contrariamente a la norma de aleaciones mencionada al comienzo, una aleación de cinc-titanio con un contenido aumentado de cobre, de 1,0 a 2,0% en peso que, sin embargo, contiene las cantidades de titanio y de aluminio antes indicadas.

Sorprendentemente, con estas cantidades aumentadas de cobre, en relación con los otros componentes en sí conocidos de la aleación y con los procedimientos de tratamiento, se obtiene una pátina más oscura que cuando se usan aleaciones con el contenido de cobre bajo usual. Según los descubrimientos actuales, la pátina en particular está compuesta por carbonato de cinc con trazas de cobre.

La coloración negra mate obtenida, permite intercalar en una forma particularmente armónica los elementos de construcción con tal pátina en techados con tejas flamencas negras o chillas negras, o donde se deseen contrastes, resulte una diferencia evidente, entre blanco y negro. Ya es suficiente una cantidad de preferentemente 1,1 a 1,4% en peso de cobre en la aleación. A continuación, se explica más detalladamente el procedimiento conforme a la invención mediante un ejemplo de realización:

Se usa una aleación de cinc-titanio que contiene de 0,06 a 0,2% en peso de titanio y un máximo de 0,015% en peso de aluminio. Conforme a la invención, se prevé un contenido de cobre de 1,1% en peso, hasta 2,0% en peso, preferentemente, de 1,1 a 1,3% en peso de Cu. La proporción principal de la aleación está compuesta por cinc, es decir, según el contenido de los elementos de aleación titanio, aluminio y cobre, aproximadamente de 97,7 a 98,9% en peso de cinc, de un grado de pureza de 99,995% en peso.

Se desengrasa una banda de 0,8 mm de grosor y 600 mm de anchura, compuesta por una aleación de cinc con un contenido aumentado de cobre, mediante el enjuague con una solución desengrasante alcalina, a una temperatura de aproximadamente 60ºC y una presión de enjuague de aproximadamente 250 kPa y, a continuación, se rocía con un chorro de agua a una temperatura de aproximadamente 65ºC y una presión de aproximadamente 250 kPa. Para respaldar el proceso de enjuague, y para hacer rugosa la superficie, en la última etapa de enjuague se cepilla la banda. A continuación, se decapa la banda en una instalación de decapado, con una temperatura de baño decapante de 30 a 80ºC, preferentemente, de aproximadamente 50ºC. El baño decapante contiene una mezcla ácida sulfonítrica de aproximadamente 30 a 60 g/l de ácido sulfúrico y aproximadamente 20 a 50 g/l de ácido nítrico, en agua. Adicionalmente, están en solución de 25 a 80 g/l, de preferencia, aproximadamente 50 g/l de iones de cinc.

La velocidad de la reacción de decapado esencialmente depende del contenido de ácido libre. La reducción del ácido nítrico es la reacción dominante e impide una formación de hidrógeno. La relación de los contenidos de los ácidos a su vez ejerce una influencia en el resultado del decapado.

Preferentemente, se usa una mezcla ácida sulfonítrica con 2 a 10% en volumen de ácido sulfúrico y 2 a 10% en volumen de ácido nítrico, siendo la relación de mezcla de ácido sulfúrico: ácido nítrico menor o igual a 3:1 y ascendiendo el contenido de ácido libre a 25 hasta 100 g/l.

Se enjuaga la banda que sale de la instalación de decapado, como se ha descrito anteriormente. A continuación, preferentemente, se produce otra capa protectora, mediante la aplicación y el secado de dispersiones poliméricas que contienen cromato, de la siguiente manera.

Después de eliminar el agua remanente, mediante laminado se aplica sobre la banda una mezcla de 65 a 98% en volumen, preferentemente, 95% en volumen de una dispersión polimérica y de 2 a 35% en volumen, preferentemente, 5% en volumen, de una solución acuosa de cromato. Se seca esta aplicación a aproximadamente 80-120ºC. El grosor de capa de la película producida, en estado seco asciende a aproximadamente 0,4 hasta 3,0 \mum, preferentemente, a
1,5 \mum.

Aquí, por dispersión polimérica se entiende, por ejemplo, una mezcla de estireno-acrilato, poliéster alifático y poliuretano.

Preferentemente, con el procedimiento de la invención se obtiene un producto plano de una aleación de cinc-titanio tal que principalmente presenta cinc de alto grado de pureza y además, un contenido de cobre de 1,1 a 2,0% en peso, un contenido de titanio de 0,07 a 0,12% en peso y un contenido máximo de aluminio de 0,015% en peso y que posee una pátina de color negro mate. Esta última preferentemente está recubierta por una capa protectora con un grosor de 0,4 a 3,0 \mum, que en el ejemplo de realización fue obtenida por aplicación y secado de una dispersión polimérica que contiene cromato; de forma correspondiente, el peso por superficie de la cobertura asciende a 5 hasta 40 mg/m^{2}.

Claims (7)

1. Procedimiento para la fabricación de capas protectoras de una coloración de tono oscuro mediante el decapado de productos planos laminados de cinc-titanio para su uso en la construcción, en el que los productos planos son decapados en un baño decapante acuoso con una mezcla ácida sulfonítrica que contiene ácido sulfúrico y ácido nítrico, y después de enjuagar son pasivados por aplicación de una capa protectora, caracterizado porque se usan productos planos laminados de una aleación de cinc-titanio, que principalmente presenta cinc de alto grado de pureza y además, un contenido de cobre de 1,1 a 2,0% en peso, un contenido de titanio de 0,06 a 0,2% en peso y un contenido máximo de aluminio de 0,015% en peso.

2. Procedimiento según la reivindicación 1, caracterizado porque el contenido de cobre se encuentra entre 1,1 y 1,4% en peso.

3. Procedimiento según la reivindicación 1 ó 2, caracterizado porque el grado de pureza del cinc en la aleación es de 99,995% en peso.

4. Procedimiento según las reivindicaciones 1 a 3, en el que el baño decapante, además de agua, contiene de 30 a 60 g/l de ácido sulfúrico (H_{2}SO_{4}) y de 20 a 50 g/l de ácido nítrico (HNO_{3}).

5. Procedimiento según una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque se produce otra capa protectora por aplicación y secado de una dispersión polimérica que contiene cromato.

6. Producto laminar de una aleación de cinc-titanio, que principalmente está compuesta por cinc de un alto grado de pureza y además, presenta un contenido de cobre de 1,1 a 2,0% en peso, un contenido de titanio de 0,07 a 0,12% en peso y un contenido máximo de aluminio de 0,015% en peso, y ha sido decapado en un baño decapante con ácido sulfúrico y ácido nítrico, y está pasivado con una capa protectora oscura.

7. Producto laminar según la reivindicación 6, caracterizado porque la capa protectora pasivante está cubierta por otra capa protectora mediante la aplicación y el secado de una dispersión polimérica que contiene cromato.