ES2272813T3 - Postratamiento para sustratos revestidos de metal. - Google Patents
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Abstract
Un procedimiento para el postratamiento de sustratos revestidos de metal para mejorar las propiedades de resistencia a la corrosión, abrasión y unión por adherencia que comprende el tratamiento de sustratos revestidos de metal con una solución acuosa ácida que tiene un pH que se encuentra en el intervalo entre 2, 5 y 4, 5 comprendiendo, por litro de dicha solución, de 0, 01 a 22 gramos de una sal de cromo trivalente soluble en agua, de 0, 01 a 12 gramos de un hexafluorocirconato de metal alcalino, de 0, 01 a 12 gramos de al menos un compuesto de flúor escogido del grupo compuesto por tetrafluoroboratos de metal alcalino, hexafluorosilicatos de metal alcalino y mezclas de los mismos, de 0 a 10 gramos de al menos un espesante soluble en agua y de 0 a 10 gramos de al menos un tensioactivo soluble en agua.
Description
Postratamiento para sustratos revestidos de
metal.
La presente invención se refiere a un
procedimiento para el postratamiento de sustratos revestidos de
metal, y a la composición para tratar sustratos revestidos de metal
para mejorar las propiedades de unión por adherencia, abrasión y
resistencia a la corrosión de los sustratos revestidos. De manera
más específica, la presente invención se refiere a una composición
nueva y al procedimiento para usar la composición en el
postratamiento de sustratos revestidos de metal. La composición
comprende una solución acuosa ácida que comprende cantidades
efectivas de al menos una sal de cromo trivalente soluble en agua,
un hexafluorocirconato de metal alcalino, al menos un
tetrafluoroborato y/o hexafluorosilicato y cantidades efectivas de
espesantes solubles en agua y/o tensioactivos solubles en agua.
Los postratamientos de alto rendimiento actuales
para los sustratos revestidos de metal están basados en química de
cromo hexavalente. El cromo hexavalente es altamente tóxico y un
carcinógeno conocido. Por consiguiente, las soluciones usadas para
depositar revestimientos de postratamiento y el revestimiento en sí
son tóxicos. Sin embargo, estos revestimientos proporcionan al metal
base adherencia a la pintura y resistencia a la corrosión
extraordinarias. De forma típica, los postratamientos o
revestimientos de sellado se depositan sobre el revestimiento de
metal a temperaturas elevadas y, por lo general, se aplican por
medio de procedimientos de inmersión o pulverización. Normalmente,
los postratamientos se especifican en especificaciones militares o
comerciales que regulan cada revestimiento de metal que se trata.
Como tal, no existe una única especificación sobre
"postratamiento" para todos los revestimientos de metal como
existe para los aluminios "revestidos de conversión".
Además, la legislación medioambiental, decretos
y normativa local sobre seguridad y salud ocupacional (OSH) están
motivando a los usuarios militares y comerciales a buscar
postratamientos libres de cromato. En el caso de los metales
revestidos, los sustratos de metal y los revestimientos en sí no son
relativamente tóxicos. Sin embargo, si se añade un postratamiento de
cromato, estos revestimientos se vuelven tóxicos. Además, el uso de
postratamientos de cromato es cada vez más caro a medida que la
normativa se endurece. Los costes se están volviendo prohibitivos
con futuras restricciones impuestas por la EPA. Es más, determinados
procedimientos como soluciones de revestimiento de cromato por
pulverización están prohibidos en algunas instalaciones debido al
riesgo para la OSH, forzando de ese modo el uso de soluciones menos
que óptimas. Asimismo, aunque que los postratamientos de cromato
existentes son extraordinarios en su rendimiento técnico en cuanto a
que proporcionan una potenciada protección contra la corrosión y
unión por adherencia, por ejemplo pintura y otros revestimientos a
un bajo coste de aplicación, desde una perspectiva del ciclo
biológico, del entorno y de la OSH, los revestimientos de cromato
son perjudiciales para las personas y el entorno.
El documento JP 61 000587 A describe una
solución para el tratamiento de conversión química capaz de formar
una película con una elevada resistencia a la corrosión sobre una
superficie de metal. La solución incluye una fuente de iones de
cromo trivalente, una fuente de silicato y una fuente de fluoruro.
De forma adicional, se puede incluir en la solución un colorante al
mordiente para mejorar la apariencia de la película.
El documento
US-A-4 148 670 describe una solución
de revestimiento ácido para prevenir la corrosión de una superficie
de aluminio. La solución es una solución sin cromo que incluye
fuentes de circonio o titanio. Además, la solución incluye formas de
fosfato, fluoruro y, de forma opcional, un compuesto de polihidroxi.
La solución de revestimiento ácido proporciona una resistencia a la
corrosión suficiente sin la necesidad de cromo.
Esta invención se refiere a composiciones de
postratamientos de cromo trivalente (TCP) y a los procedimientos
para mejorar las propiedades de adherencia y resistencia a la
corrosión de sustratos revestidos de metal. Por lo general, estos
revestimientos y procedimientos se conocen como
"postratamientos". Los postratamientos son revestimientos en
contacto con el metal que se está tratando después de que se forme
el revestimiento inicial y, por tanto, los postratamientos
normalmente no tienen contacto directo con el sustrato subyacente,
excepto posiblemente a través de algunos poros en el revestimiento
de metal.
De forma más específica, la presente invención
se refiere a una composición y al procedimiento de usar dicha
composición para postratar sustratos revestidos de metal a
temperatura ambiente o superior, por ejemplo temperaturas hasta
aproximadamente 93ºC (200ºF). De manera específica, la presente
invención se refiere a una composición para el postratamiento de
revestimientos de metal para mejorar las propiedades de resistencia
a la corrosión y unión por adherencia de los mismos, por ejemplo
adherencia de pintura, etc. La composición comprende una solución
acuosa ácida que tiene un pH que se encuentra en el intervalo entre
2,5 y 4,5 y preferiblemente entre 3,7 y 4,0, y comprende, por litro
de dicha solución, de 0,01 a 22 gramos de una sal de cromo
trivalente soluble en agua, de 0,01 a 12 gramos de un
hexafluorocirconato de metal alcalino, de 0,01 a 12 gramos de al
menos un compuesto de flúor escogido del grupo compuesto por un
tetrafluoroborato de metal alcalino, un hexafluorosilicato de metal
alcalino y varias combinaciones de los mismos, de 0 a 10 gramos por
litro y preferiblemente de 0 a 2,0 gramos de al menos un espesante
soluble en agua, y de 0 a 10 gramos por litro y preferiblemente de
0 a 2,0 gramos de al menos un tensioactivo no iónico, catiónico o
aniónico, soluble en agua.
Por tanto, un objeto de esta invención es
proporcionar una solución acuosa que comprende una sal de cromo
trivalente, un hexafluorocirconato de metal alcalino y cantidades
efectivas de un tetrafluoroborato y/o hexafluorosilicato para el
postratamiento de sustratos revestidos de metal para mejorar las
propiedades de unión por adherencia y resistencia a la corrosión de
los mismos.
Otro objeto de esta invención es proporcionar
una solución acuosa ácida estable que tiene un pH que se encuentra
en el intervalo entre 2,5 y 4,5, que contiene una sal de cromo
trivalente para el tratamiento de revestimientos de metal.
Un objeto adicional de esta invención es
proporcionar una solución acuosa ácida estable que contiene cromo
trivalente con un pH que se encuentra en el intervalo entre 3,7 y
4,0 para el tratamiento de sustratos revestidos de metal a
aproximadamente temperatura ambiente, en la que dicha solución no
contiene sustancialmente cromo hexavalente.
Estos y otros objetos de la invención serán
evidentes mediante referencia a la descripción detallada cuando se
considere juntamente con los dibujos adjuntos.
La foto de la Fig. 1 muestra el postratamiento
TCP de acero cadmiado.
La foto de la Fig. 2 muestra el postratamiento
de cromato de acero cadmiado.
La foto de la Fig. 3 muestra acero cadmiado sin
postratamiento TCP.
La foto de la Fig. 4 muestra acero cadmiado con
postratamiento TCP.
La foto de la Fig. 5 muestra acero cadmiado con
postratamiento de cromato.
La foto de la Fig. 6 muestra acero cadmiado sin
postratamiento.
La foto de la Fig. 7 muestra acero básico
cincado-niquelado con postratamiento TCP.
La foto de la Fig. 8 muestra acero ácido
cincado-niquelado con postratamiento TCP.
La foto de la Fig. 9 muestra acero básico
cincado-niquelado con postratamiento de cromato.
La foto de la Fig. 10 muestra acero ácido
cincado-niquelado con postratamiento de cromato.
La foto de la Fig. 11 muestra acero básico
cincado-niquelado con postratamiento TCP.
La foto de la Fig. 12 muestra acero ácido
cincado-niquelado con postratamiento TCP.
La foto de la Fig. 13 muestra acero básico
cincado-niquelado con postratamiento de cromato.
La foto de la Fig. 14 muestra acero ácido
cincado-niquelado con postratamiento de cromato.
La foto de la Fig. 15 muestra un revestimiento
de cinc-níquel sin postratamiento.
La foto de la Fig. 16 muestra un revestimiento
de cinc-níquel con postratamiento TCP.
La foto de la Fig. 17 muestra un revestimiento
de cinc-níquel sin postratamiento después de 24
horas en niebla salina neutra según ASTM B 117.
La foto de la Fig. 18 muestra un revestimiento
de cinc-níquel con postratamiento TCP después de 24
horas en niebla salina neutra según ASTM B 117.
La invención se refiere a una composición y al
procedimiento de postratamiento de sustratos revestidos de metal,
tales como revestimientos de cadmio, cinc y aleaciones de cinc,
tales como estaño-cinc, cinc-níquel,
aluminio y aleaciones de aluminio, tales como
aluminio-manganeso, cobre, plata y otros metales y
sus aleaciones que requieren un postratamiento para potenciar la
protección contra la corrosión, adherencia de pintura o resistencia
al color de oxidación.
De manera más específica, la presente invención
se refiere a una solución acuosa ácida con un pH que se encuentra en
el intervalo entre 2,5 y 4,5, y preferiblemente de 3,7 a 4,0 y al
uso de dicha solución para el postratamiento de sustratos revestidos
de metal para mejorar las propiedades de unión por adherencia,
abrasión y resistencia a la corrosión de los revestimientos de
metal. La composición de la presente invención comprende, por litro
de solución, de 0,01 a 22 gramos y preferiblemente de 4,0 a 8,0
gramos, por ejemplo 6,0 gramos, de al menos una sal de cromo
trivalente soluble en agua, por ejemplo sulfato de cromo, de 0,01 a
12 gramos y preferiblemente de 6 a 10 gramos, por ejemplo 8,0
gramos, de al menos un hexafluorocirconato de metal alcalino, de
0,01 a 12 gramos y preferiblemente de 0,12 a 1,2 gramos, por ejemplo
de 0,24 a 0,36 gramos, de al menos un tetrafluoroborato de metal
alcalino y/o un hexafluorosilicato de metal alcalino y mezclas de
los mismos en diferentes relaciones.
En algunos procedimientos, dependiendo del
carácter físico del sustrato revestido de metal, la adición de un
espesante soluble en agua a la solución ayuda a la formación óptima
de una película durante las aplicaciones por pulverización o
limpieza ralentizando la evaporación de la solución. Esto también
mitiga la formación de depósitos pulverulentos que degradan la
adherencia de la pintura. Además, el uso de espesantes ayuda a la
formación adecuada de una película durante aplicaciones en zonas
amplias y mitiga el efecto diluyente del agua para lavado que
permanece en el sustrato durante el tratamiento en etapas previas.
Esta característica produce películas que no tienen estrías y son
mejores en cuanto a la protección de la coloración y contra la
corrosión. En la solución ácida está presente un espesante soluble
en agua tal como celulosa, en cantidades que se encuentran en el
intervalo entre 0 y 10 gramos por litro y preferiblemente entre 0 y
2,0 gramos y más preferiblemente entre 0,5 y 1,5 gramos, por ejemplo
1,0 gramo por litro de la solución acuosa. Dependiendo del carácter
del sustrato revestido, se puede añadir una cantidad efectiva pero
pequeña de al menos un tensioactivo soluble en agua a la solución
ácida, en cantidades que se encuentran entre 0 y 10 gramos por litro
y preferiblemente entre 0 y 2,0 gramos y más preferiblemente entre
0,5 y 1,5, por ejemplo 1,0 gramo por litro de la solución ácida.
Estos tensioactivos se conocen en la técnica de soluciones acuosas y
son compuestos orgánicos escogidos del grupo compuesto por
tensioactivos no iónicos, catiónicos y aniónicos.
Se puede añadir el cromo trivalente en forma de
un compuesto de cromo trivalente soluble en agua, preferiblemente en
forma de una sal de cromo trivalente. Aunque el revestimiento
resultante se lava con agua, es preferible usar sales de cromo que
proporcionen aniones no tan corrosivos como los cloruros.
Preferiblemente estos aniones se escogen del grupo compuesto por
nitratos, sulfato, fosfato y acetatos. De manera específica, en la
formulación de soluciones acuosas ácidas de la presente invención,
se añade sal de cromo de forma conveniente a la solución en su forma
soluble en agua, en la que la valencia del cromo es más 3. Algunos
compuestos preferidos de cromo se añaden a la solución en la forma
de Cr_{2}(SO_{4})_{3},
(NH_{4})Cr(SO_{4})_{2} ó
KCr(SO_{4})_{2} y diferentes mezclas de estos
compuestos. La concentración de cromo trivalente más preferida se
encuentra en el intervalo entre 4 y 8 gramos ó 6,0 gramos por litro
de la solución acuosa. Se ha descubierto que se obtienen resultados
particularmente buenos cuando el compuesto de cromo trivalente está
presente en la solución en este intervalo preferido. La adición
preferida de fluorocirconato de metal a la solución se encuentra en
el intervalo entre 6 y 10 gramos u 8,0 gramos por litro. El
postratamiento del revestimiento de metal se puede llevar a acabo a
bajas temperaturas, incluyendo la temperatura de la solución, por
ejemplo, temperaturas hasta aproximadamente 93ºC (200ºF) o a
temperatura ambiente. Se prefiere el tratamiento a temperatura
ambiente en cuanto a que ésta elimina la necesidad de equipos de
calentamiento. El revestimiento se puede secar por aire a través
cualquiera de los procedimientos conocidos en la técnica, por
ejemplo, secado en horno, secado con ventiladores, exposición a
lámparas de rayos infrarrojos, etc.
Los siguientes Ejemplos ilustran las soluciones
acuosas de la presente invención y el procedimiento para usar las
soluciones en el postratamiento de sustratos revestidos de
metal.
Una solución acuosa ácida que tiene un pH que se
encuentra en el intervalo entre 3,7 y 4,0, para el postratamiento de
metales revestidos para mejorar las propiedades de resistencia a la
corrosión y unión por adherencia, que comprende desde 6,0 gramos de
sulfato de cromo trivalente por litro de solución, 8,0 gramos de
hexafluorocirconato de potasio por litro de solución, 0,01 gramos de
tetrafluoroborato de potasio, 1,0 gramo de un espesante de celulosa
por litro y 1,0 gramo de un tensioactivo no iónico soluble en agua
por litro de solución.
Una solución acuosa ácida que tiene un pH que se
encuentra en el intervalo entre 3,7 y 4,0, para el postratamiento de
metal revestido para mejorar la unión por adherencia y resistencia a
la corrosión, que comprende, por litro de solución, de 0,01 a 22
gramos de sulfato de cromo trivalente, de 0,01 a 12 gramos de
hexafluorocirconato de potasio, de 0,01 a 12 gramos de
tetrafluoroborato de potasio y de 0,5 a 1,5 gramos de espesante de
metilcelulosa.
Una solución acuosa ácida que tiene un pH que se
encuentra en el intervalo entre 3,7 y 4,0, para el postratamiento de
metales revestidos para mejorar la unión por adherencia y
resistencia a la corrosión, que comprende, por litro de solución, de
4,0 a 8,0 gramos de sulfato de cromo-potasio
trivalente (KCr(SO_{4})_{2}), de 6 a 10 gramos de
hexafluorocirconato de potasio, de 0,01 a 12 gramos de
hexafluorosilicato de potasio y de 0,5 a 1,5 gramos de espesante de
metilcelulosa.
Un procedimiento preferido para preparar la
solución ácida que comprende una mezcla de 0,01 a 22 gramos por
litro de sulfato básico de cromo III y preferiblemente 6,0 gramos
por litro con de 0,01 a 12 gramos por litro de hexafluorocirconato
de potasio, preferiblemente 8,0 gramos por litro en agua destilada o
desionizada. La solución está preparada para usar después de un
periodo de permanencia de 24 horas, y preferiblemente después de que
el pH de la solución haya ascendido entre 3,7 y 4,0. Para un
rendimiento óptimo, se añade 0,1 por ciento en peso de Methocel F4M,
ó 1,0 gramo por litro. Se añade tetrafluoroborato de potasio y/o
hexafluorosilicato de potasio en cantidades que se encuentran en el
intervalo entre 0,01 gramos por litro hasta su límite de
solubilidad. Preferiblemente, se añade el 50 por ciento en peso de
fluorosilicato, basado en el peso del fluorocirconato. Se añade de
1,0 a 10 por ciento en peso de la sal de fluoroborato a la solución
basada en el peso de la sal de fluorocirconato. Más preferiblemente,
se añade a la solución 3,0 por ciento en peso de tetrafluoroborato
de potasio, basado en el peso del fluorocirconato.
Los ejemplos anteriores pueden estabilizarse a
través de la manipulación de este pH. Por ejemplo, a una solución
preparada recientemente de 8 gramos por litro de hexafluorocirconato
de potasio y 6 gramos por litro de sulfato de cromo III, se añade
ácido sulfúrico diluido para reducir el pH hasta aproximadamente
3,0. Después de aproximadamente una semana, el pH asciende hasta
aproximadamente 3,6, donde se estabiliza sin otras manipulaciones
químicas.
(Comparativo)
Se aplicó un postratamiento a sustratos
revestidos de metal como sigue: Mezclar de 0,01 a 22 gramos por
litro de sulfato básico de cromo III (o hasta el límite de
solubilidad), preferiblemente 6,0 gramos por litro con 0,01 a 12
gramos por litro de hexafluorocirconato de potasio (o hasta el
límite de solubilidad), preferiblemente 8,0 gramos por litro en agua
destilada o desionizada. La composición está preparada para usar
después de una permanencia de 24 horas, más preferiblemente después
de que el pH de la solución haya ascendido hasta aproximadamente de
3,7 a 4,0.
(Comparativo)
Al Ejemplo 5, añadir del 0,01% al 30% en peso de
la solución del espesante y/o un tensioactivo para ayudar a
pulverizar o limpiar la solución. Preferiblemente, añadir 0,1 por
ciento en peso de Methocel F4M, ó 1,0 gramo por litro para un
rendimiento óptimo.
Al Ejemplo 6, se añadió tetrafluoroborato de
potasio y/o hexafluorosilicato de potasio en una cantidad que se
encuentra en el intervalo entre 0,01 gramos por litro hasta sus
límites de solubilidad. Preferiblemente, añadir aproximadamente el
50% en peso del fluorosilicato al Ejemplo 6, basado en el peso del
fluorocirconato. Una alternativa es la adición de 0,01 a 100 por
ciento en peso de la sal de fluoroborato basada en el peso de la sal
de fluorocirconato. Preferiblemente, se añade a la solución de 1 a
10 por ciento en peso de la sal de fluoroborato basada en el peso de
la sal de fluorocirconato. Más preferiblemente, se añade a la
solución 3,0 por ciento en peso de tetrafluoroborato de potasio,
basado en el peso de la sal de fluorocirconato. Una solución
preferida comprende 8 gramos por litro de hexafluorocirconato de
potasio, 6 gramos por litro de sulfato básico de cromo III y 0,24
gramos por litro de tetrafluoroborato de potasio. Esta relación
preferida del tetrafluoroborato al hexafluorocirconato es válida
para todas las concentraciones del hexafluorocirconato.
Se aplicó un postratamiento a un metal revestido
de cadmio como sigue: Inmediatamente después de cubrir una pieza de
10,16 cm por 15,24 cm por 0,10 cm (4'' por 6'' por 0,040'') de acero
AISI 4130 con 0,001 cm (0,5 milésimas de pulgada (0,0005 pulgadas)
de metal de cadmio usando procedimientos convencionales de
galvanoplastia, se lavó el panel a conciencia dos veces en agua
desionizada. Inmediatamente después del lavado, se sumergió el panel
en una solución del Ejemplo 7 durante 5 minutos en condiciones
ambientales. La inmersión de 5 minutos fue seguida inmediatamente
por dos lavados en agua desionizada. El panel se secó al aire en
condiciones ambientales antes de ser marcada a través del
revestimiento de cadmio al sustrato de acero y se sometió a 1.000
horas de niebla salina neutra según ASTM B 117. Se sostuvo la
probeta en un estante a 15 grados durante la duración de la prueba.
Esto se analizó junto con un "control" que consistía en un
revestimiento cadmiado de forma similar en acero 4130 que se
postrató por inmersión en una solución del 5% de dicromato de
potasio durante 2 minutos.
Las Fig. 1 y 2 (Fotos 1 y 2) muestran el
postratamiento y control de cromato en acero cadmiado como se
preparó. La Fig. 3 (Foto 3) muestra un revestimiento de cadmio sin
un postratamiento. Las Fig. 4 y 5 (Fotos 4 y 5) muestran los mismos
paneles después de 1.000 horas de exposición a la niebla salina
neutra. La Fig. 6 (Foto 6) muestra el revestimiento de cadmio sin un
postratamiento después de sólo 72 horas. Como se muestra en las
fotos, el postratamiento proporciona una protección significativa
contra la corrosión al revestimiento de cadmio y equivale más o
menos al control de postratamiento de cromato.
Se aplicaron revestimientos de postratamiento a
dos tipos de recubrimiento de aleación de
cinc-níquel como sigue: Las aleaciones de
cinc-níquel son alternativas potenciales al cadmio y
tienen una corrosión y otras necesidades similares. El primer tipo
de cinc-níquel, denominado
cinc-níquel "básico", se cubrió por medio de
procedimientos convencionales del sector a partir de una composición
vendida por Dipsol-Gumm. El segundo tipo de
cinc-níquel, denominado cinc-níquel
"ácido", se recubrió por la Boeing Company, usando una
composición privada. Cada revestimiento es diferente debido a las
variaciones en contenido de cinc, brillo, densidad y rendimiento en
las pruebas de calificación como una alternativa al cadmio. Como
resultado de esto, se trata a cada uno como un competidor distinto
aunque sean aleaciones relacionadas.
Se sumergió un panel de
cinc-níquel de cada, básico y ácido, durante 5
minutos en una solución del ejemplo 7 en condiciones ambientales. Se
completaron dos lavados en agua desionizada después de la inmersión
de 5 minutos. Los paneles se secaron al aire en condiciones
ambientales antes de ser marcados a través del revestimiento de
cinc-níquel al sustrato de acero y se sometieron a
1.000 horas de niebla salina neutra según ASTM B 117. Se sostuvieron
las probetas en un estante a 15 grados durante la duración de la
prueba. Esto se analizó junto con un "control" que consistía en
revestimientos de cincado-niquelado de forma similar
en acero 4130 que se postrataron por inmersión en una solución del
5% de dicromato de potasio durante 2 minutos.
Las Fig. 7, 8, 9 y 10 (Fotos 7, 8, 9 y 10)
muestran el postratamiento y control de cromato en
cinc-níquel básico y ácido como se preparó. Las Fig.
11-14 (Fotos 11 a 14) muestran los mismos paneles
después de 1.000 horas de exposición a la niebla salina neutra. Como
se muestra en las fotos, el postratamiento proporciona una
protección significativa contra la corrosión a los revestimientos de
cinc-níquel y equivale más o menos a los controles
de postratamiento de cromato. Los revestimientos de
cinc-níquel sin postratamiento mostrarán productos
con corrosión roja después de aproximadamente 72 horas, parecido al
cadmio. El postratamiento (TCP), así como el control de cromato,
proporciona un impulso sustancial en la resistencia contra la
corrosión que no se compara con nada.
Se aplicaron revestimientos de postratamiento a
cinc-níquel "básico", que se recubrió por medio
de procedimientos convencionales del sector a partir de una
composición vendida por Dipsol-Gumm. Se sumergió un
panel con un revestimiento de galvanoplastia espeso de
cinc-níquel básico de 0,001 cm (0,005'' (0,5
milésimas de pulgada)) durante 5 minutos en una solución del Ejemplo
7 en condiciones ambientales. Se cubrió un segundo panel pero no se
postrató. Se completaron dos lavados en agua desionizada después de
la inmersión de 5 minutos. Los paneles se secaron al aire en
ambiente y se sometieron a 24 horas de niebla salina neutra según
ASTM B 117. Se sostuvieron las probetas en un estante a 15º durante
la duración de la prueba. Las Fig. 15-18 (fotos 15,
16, 17 y 18) muestran el postratamiento y control antes y después de
la exposición a la niebla salina. Como se observa, el postratamiento
(TCP) proporciona una protección significativa contra la corrosión
al revestimiento de cinc-níquel.
A efectos de esta invención, se añaden los
tensioactivos solubles en agua a la solución de cromato en
cantidades que se encuentran en el intervalo entre 0 y 10 gramos por
litro y preferiblemente entre 0,0 y 2,0 gramos por litro y más
preferiblemente entre aproximadamente 0,5 y 1,5 gramos por litro de
solución de cromo trivalente. Los tensioactivos se añaden a la
solución acuosa (TCP) para proporcionar propiedades de humectación
mejores mediante la reducción de la tensión de la superficie,
asegurando así una cobertura competa, y una película más uniforme
sobre el sustrato revestido. Los tensioactivos incluyen al menos un
compuesto soluble en agua escogido del grupo compuesto por los
tensioactivos no iónicos, aniónicos y catiónicos. Algunos de los
tensioactivos solubles en agua preferidos incluyen monocarboxil
imidoazolina, sales de alquil sulfato de sodio (DUPONOL®),
trideciloxi poli(alquilenoxi etanol), alquil fenol etoxilado
o propoxilado (IGEPAL®), sulfamidas de alquilo, sulfonatos de
alcarilo, palmítico-alcanol amidas (CENTROL®),
octilfenil polietoxi etanol (TRITON®), monopalmitato de sorbitán
(SPAN®), dodecilfenil polietilen glicol éter (por ejemplo,
TERGITROL®), alquil pirrolidona, ésteres de ácidos grasos
polialcoxilados, sulfonatos de alquilbenceno y mezclas de los
mismos. Otros tensioactivos solubles en agua conocidos se describen
en Surfactants and Detersive Systems, publicado por John
Willey & Sons en Kirk-Othmer's Encyclopedia de
Chemical Technology, 3ª Edición.
Cuando las superficies grandes no permiten la
inmersión o cuando se tienen que pulverizar superficies verticales,
también se añaden agentes espesantes para conservar la solución
acuosa (TCP) sobre la superficie durante un tiempo de contacto
suficiente. Se sabe que los espesantes utilizados son espesantes
orgánicos e inorgánicos solubles en agua que se pueden añadir a las
soluciones de cromo trivalente en cantidades efectivas que se
encuentran en el intervalo entre 0 y 10 gramos por litro y
preferiblemente de 0,0 y 2,0 gramos por litro y más preferiblemente
de 0,5 a 1,5 gramos por litro de la solución ácida. Ejemplos
específicos de los espesantes preferidos incluyen los compuestos de
celulosa, por ejemplo hidroxipropilcelulosa (por ejemplo Klucel),
etilcelulosa, hidroxietilcelulosa, hidroximetilcelulosa y
metilcelulosa. Algunos de los espesantes inorgánicos solubles en
agua incluyen almidones, goma arábica, tragacanto, agar y diversas
combinaciones de los mismos.
Claims (22)
1. Un procedimiento para el postratamiento de
sustratos revestidos de metal para mejorar las propiedades de
resistencia a la corrosión, abrasión y unión por adherencia que
comprende el tratamiento de sustratos revestidos de metal con una
solución acuosa ácida que tiene un pH que se encuentra en el
intervalo entre 2,5 y 4,5 comprendiendo, por litro de dicha
solución, de 0,01 a 22 gramos de una sal de cromo trivalente soluble
en agua, de 0,01 a 12 gramos de un hexafluorocirconato de metal
alcalino, de 0,01 a 12 gramos de al menos un compuesto de flúor
escogido del grupo compuesto por tetrafluoroboratos de metal
alcalino, hexafluorosilicatos de metal alcalino y mezclas de los
mismos, de 0 a 10 gramos de al menos un espesante soluble en agua y
de 0 a 10 gramos de al menos un tensioactivo soluble en agua.
2. El procedimiento de la reivindicación 1, en
el que el pH de la solución acuosa se encuentra en el intervalo
entre 3,7 y 4,0 y la temperatura de la solución es temperatura
ambiente.
3. El procedimiento de la reivindicación 2, en
el que la sal de cromo trivalente se encuentra en el intervalo entre
4 y 8 gramos, el hexafluorocirconato se encuentra en el intervalo
entre 6 y 10 gramos, y el tetrafluoroborato se encuentra en el
intervalo entre 0,12 y 1,2 gramos.
4. El procedimiento de la reivindicación 3, en
el que el espesante es un compuesto de celulosa que se encuentra en
el intervalo entre 0,5 a 1,5 gramos.
5. El procedimiento de la reivindicación 4, en
el que el tensioactivo es un tensioactivo no iónico que se encuentra
en el intervalo entre 0,5 y 1,5 gramos.
6. El procedimiento de la reivindicación 1, en
el que el pH de la solución acuosa se encuentra en el intervalo
entre 3,7 y 4,0, la sal de cromo trivalente se encuentra en el
intervalo entre 4,0 y 8,0 gramos, el hexafluorocirconato se
encuentra en el intervalo entre 6,0 y 10 gramos, y el compuesto de
flúor se encuentra en el intervalo entre 0,12 y 1,2 gramos, estando
la solución libre de espesantes solubles en agua y libre de
tensioactivos solubles en agua.
7. El procedimiento de la reivindicación 6, en
el que el tetrafluoroborato está presente en la solución en una
cantidad que se encuentra en el intervalo entre 0,24 y 0,36 gramos y
el sustrato revestido de metal postratado se trata posteriormente
con agua caliente a temperaturas de hasta 93ºC (200ºF).
8. El procedimiento de la reivindicación 6, en
el que se añade de 0,5 a 1,5 gramos de un espesante de celulosa a la
solución ácida.
9. El procedimiento de la solución 6, en el que
la sal de cromo es sulfato de cromo trivalente.
10. El procedimiento de la reivindicación 6, en
el que el circonato de metal alcalino es hexafluorocirconato de
potasio.
11. El procedimiento de la reivindicación 6, en
el que el sustrato revestido de metal es un acero cadmiado.
12. El procedimiento de la reivindicación 6, en
el que el sustrato revestido de metal es un sustrato revestido de
aleación de cinc níquel.
13. Una composición para el postratamiento de
sustratos revestidos de metal para mejorar las propiedades de
resistencia a la corrosión, abrasión y unión por adherencia que
comprende una solución acuosa ácida que tiene un pH que se encuentra
en el intervalo entre 2,5 y 4,5, y conteniendo, por litro de dicha
solución, de 0,01 a 22 gramos de una sal de cromo trivalente soluble
en agua, de 0,01 a 12 gramos de un hexafluorocirconato de metal
alcalino, de 0,01 a 12 gramos de al menos un compuesto de flúor
escogido del grupo compuesto por un tetrafluoroborato de metal
alcalino, un hexafluorosilicato de metal alcalino y mezclas de los
mismos, de 0 a 10 gramos de al menos un espesante soluble en agua y
de 0 a 10 gramos de al menos un tensioactivo soluble en agua.
14. La composición de la reivindicación 13, en
la que el pH de la solución acuosa se encuentra en el intervalo
entre 3,7 y 4,0.
15. La composición de la reivindicación 14, en
la que la sal de cromo trivalente varía entre 4,0 y 8,0 gramos, el
hexafluorocirconato se encuentra en el intervalo entre 6,0 y 10
gramos, y el tetrafluoroborato se encuentra en el intervalo entre
0,12 y 1,2 gramos.
16. La composición de la reivindicación 15, en
la que el espesante se encuentra en el intervalo entre 0,5 y 1,5
gramos.
17. La composición de la reivindicación 16, en
la que el tensioactivo se encuentra en el intervalo entre 0,5 y 1,5
gramos.
18. Una composición para el postratamiento de
sustratos revestidos de metal para mejorar las propiedades de
resistencia a la corrosión, abrasión y unión por adherencia, que
consiste esencialmente en una solución acuosa ácida que tiene un pH
que se encuentra en el intervalo entre 3,7 y 4,0, y conteniendo, por
litro de dicha solución, de 4,0 a 8 gramos de una sal de cromo
trivalente soluble en agua, de 6,0 a 10 gramos de un
hexafluorocirconato de metal alcalino, de 0,01 a 12 gramos de al
menos un compuesto de flúor escogido del grupo compuesto por
tetrafluoroborato, hexafluorosilicato y mezclas de los mismos, de 0
a 2,0 gramos de al menos un espesante soluble en agua y de 0 a 2,0
gramos de al menos un tensioactivo soluble
en agua.
en agua.
19. La composición de la reivindicación 18, en
la que el tetrafluoroborato está presente en la solución en una
cantidad que se encuentra en el intervalo entre 0,24 y 0,36
gramos.
20. La composición de la reivindicación 19, en
la que se añade de 0,5 a 1,5 gramos de un espesante de celulosa a la
solución.
21. La composición de la reivindicación 20, en
la que la sal de cromo es sulfato de cromo trivalente.
22. La composición de la reivindicación 21, en
la que el circonato de metal alcalino es hexafluorocirconato de
potasio.
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