ES2320327T3 - Tratamiento para mejorar la resistencia a la corrosion de una superficie de magnesio. - Google Patents
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Abstract
Un método de tratamiento de una pieza que comprende: proporcionar una superficie de la pieza que ha sido anodizada en una solución anodizante básica, siendo dicha superficie escogida de superficies de magnesio anodizadas y de superficies de aleaciones de magnesio anodizadas; preparar una solución acuosa de tratamiento que tiene un pH mayor que 4, que contiene un disolvente orgánico miscible en agua y al menos un silano hidrolizable que está al menos parcialmente hidrolizado en una solución acuosa; y tratar dicha superficie anodizada con dicha solución de tratamiento para generar una capa de silano.
Description
Tratamiento para mejorar la resistencia a la
corrosión de una superficie de magnesio.
La presente invención está dirigida al ámbito de
la protección de la superficie de un metal y, más particularmente,
a un tratamiento de la superficie que incremente la capacidad de ser
pintada y la resistencia a la corrosión de superficies de magnesio
y de aleaciones de magnesio.
El poco peso y la resistencia del magnesio y de
las aleaciones de magnesio proporcionan productos confeccionados
con ellos muy deseables para emplear en la fabricación de
componentes críticos de, por ejemplo, aeronaves, vehículos
terrestres y dispositivos electrónicos de elevado
comportamiento.
Una de las desventajas más significativas del
magnesio y de las aleaciones de magnesio es la corrosión. La
exposición a los elementos da lugar a que las superficies de
magnesio y de las aleaciones de magnesio se corroan rápidamente,
corrosión que es antiestética y que reduce la resistencia.
Una estrategia usada para mejorar la resistencia
a la corrosión de superficies metálicas es pintarlas. Como la
superficie es protegida del contacto con agentes corrosivos, se
impide la corrosión. Sin embargo, muchos tipos de pintura no ligan
bien con superficies de magnesio y de aleaciones de magnesio.
En la técnica se conocen métodos, basados en la
oxidación química de una capa metálica externa usando soluciones de
cromato, útiles para el tratamiento de superficies de magnesio y de
aleaciones de magnesio que incrementan la adherencia de la pintura,
véanse, por ejemplo, los documentos US 2.035.380 o US 3.457.124. Sin
embargo, la poca resistencia a la corrosión de las superficies
tratadas y la falta de un comportamiento respetuoso con el
medioambiente de las soluciones de cromato son desventajas
definitivas de estos métodos.
En el documento WO 99/02759 se describe un
método de proporcionar un revestimiento protector a una superficie
de magnesio por polimerización de una resina depositada
electrostáticamente que comprende diversos grupos funcionales.
Se han descrito varios métodos de tratamiento de
una superficie de un metal usando soluciones de silano, véanse, por
ejemplo, los documentos US 5.292.549, US 5.750.197, US 5.759.629 y
US 6.106.901. Las soluciones de silano son respetuosas con el
medioambiente y prestan una excelente resistencia a la corrosión a
las superficies metálicas tratadas. Los residuos silano de la
solución se enlazan a una superficie metálica tratada impidiendo la
oxidación y formando una capa a la que se adhieren los polímeros
comúnmente usados tal como la pintura, véase el documento US
5.750.197. Aunque aplicada con éxito en acero, aluminio, cinc y sus
aleaciones respectivas, el magnesio y las aleaciones de magnesio no
han sido tratados con éxito con las soluciones de silano.
El documento US 5.433.976 filtra soluciones
alcalinas para el tratamiento de superficies metálicas incluyendo
las soluciones un silicato inorgánico, un aluminato inorgánico, un
agente de reticulación y un silano. Sin embargo, el documento US
5.433.976 no enseña el uso de esta solución para el tratamiento de
magnesio.
Otra estrategia usada para mejorar la
resistencia a la corrosión de superficies metálicas es la
anodización, véanse, por ejemplo, los documentos US 4.978.432, US
4.978.432 y US 5.264.113. En la anodización, una superficie
metálica es oxidada electroquímicamente para formar una capa
protectora. Aunque la anodización de magnesio y de aleaciones de
magnesio permite protección contra la corrosión, la adherencia de la
pintura a las superficies de magnesio anodizadas no es suficiente.
Además, según lo comentado en el documento 5.683.522, a menudo la
anodización no consigue formar una capa protectora en toda la
superficie de una pieza compleja.
El documento WO 00/63303 A1 enseña un método de
electrorrevestimiento de un sustrato metálico que comprende aplicar
un primer revestimiento de una solución de silano que comprende un
bis-silil-aminosilano y/o un
bis-silil-polisulfurosilano, al
menos parcialmente hidrolizados, y luego un electrorrevestimiento de
un segundo revestimiento sobre el primer revestimiento. Este
documento no describe ninguna información específica para el
revestimiento con silano de superficies metálicas anodizadas.
Sería muy ventajoso tener un método para el
tratamiento de superficies de magnesio o de aleaciones de magnesio
para incrementar la resistencia a la corrosión más allá de lo que se
conoce en la técnica.
Según diferentes aspectos de la invención,
objetivos diferentes se resuelven con un método de tratamiento de
una pieza según la reivindicación 1 y con un artículo que comprende
al menos una superficie anodizada que contiene magnesio según la
reivindicación 17.
La presente invención concierne a un método de
tratamiento de una pieza que comprende: proporcionar una superficie
de la pieza que ha sido anodizada en una solución de anodización
básica, siendo dicha superficie escogida de superficies anodizadas
de magnesio y de superficies anodizadas de aleaciones de magnesio,
preparando una solución acuosa de tratamiento que tiene un pH mayor
que 4 que contiene un disolvente orgánico miscible en agua y al
menos un silano hidrolizable que sea hidrolizado, al menos
parcialmente, en una solución acuosa, y tratar dicha superficie
anodizada con dicha solución de tratamiento para generar una capa de
silano. La composición es una solución de agua/compuesto orgánico
de uno o más silanos hidrolizados. Al enlazar restos silano a la
superficie de magnesio se produce un revestimiento anticorrosión en
una pieza de magnesio.
Según las enseñanzas de la presente invención,
se ha usado una composición útil para el tratamiento de una
superficie de magnesio o de aleación de magnesio para incrementar la
adherencia del polímero y la resistencia a la corrosión de la
superficie, siendo la composición una solución de silano que tiene
un pH mayor que aproximadamente 4 y que incluye al menos un silano
hidrolizable en un disolvente miscible en agua.
El disolvente es uno o más materiales escogidos
de entre agua, alcoholes, acetona, éteres y acetato de etilo.
Los silanos son uno o más silanos que tienen al
menos un grupo funcional no hidrolizable escogido de entre grupos
funcionales amino, vinilo, ureido, epoxi, mercapto, isocianato,
metacrilato, vinilbenceno y sulfano. Silanos adecuados incluyen,
por ejemplo, viniltrimetoxisilano,
bis-trietoxisililpropil-tetrasulfano,
aminotrimetoxisilano y ureidopropiltrimetoxisilano.
La concentración total de silanos hidrolizables
en la solución de silano está, preferiblemente, entre
aproximadamente 0,1% y aproximadamente 30%, más preferiblemente,
entre aproximadamente 0,5% y aproximadamente 20% e incluso, más
preferiblemente, entre aproximadamente 1% y aproximadamente 5%.
Se ha proporcionado también, según las
enseñanzas de la presente invención, un método de tratamiento de una
superficie de magnesio o de aleación de magnesio preparando una
solución de tratamiento de silano según lo descrito anteriormente
en el presente documento y poniendo la solución en contacto con la
superficie.
La preparación de la solución de silano incluye
hidrolizar los silanos en una solución acuosa que tiene un pH menor
que aproximadamente 6, el pH logrado añadiendo un ácido,
preferiblemente ácido acético, a la solución hidrolizante.
La preparación de la solución de silano incluye
añadir una base, preferiblemente KOH, NaOH y NH_{4}OH, a la
solución de manera que el pH final, después de la adición de
disolvente, está en el valor deseado.
En una solución usada para tratar una superficie
anodizada, al menos uno de los silanos hidrolizables es
bis-trietoxisililpropil-tetrasulfano
y la solución tiene, preferiblemente, un pH de entre
aproximadamente 5 y aproximadamente 8, más preferiblemente, de
entre aproximadamente 6 y aproximadamente 7. Cuando se trata una
superficie anodizada con un
bis-trietoxisililpropil-tetrasulfano,
la concentración total de silanos hidrolizables en la solución de
silano está, preferiblemente, entre aproximadamente 0,1% y
aproximadamente 5%, más preferiblemente, entre aproximadamente 0,8%
y aproximadamente 2% e incluso, más preferiblemente, entre
aproximadamente 1% y aproximadamente 2%.
Alternativamente, cuando la superficie tratada
es anodizada, la solución de silano puede incluir al menos dos
silanos hidrolizables diferentes, siendo el primero un
bis-sililo no funcional (por ejemplo,
1,2-bis-(trietoxisilil)-etano,
1,2-bis-(trimetoxisilil)-etano,
1,6-(trialcoxisilil)-hexanos y
1,2-bis-(trietoxisilil)-etileno, y
el segundo un vinilsilano (por ejemplo, viniltrimetoxisilano). Por
"bis-sililo no funcional" se quiere indicar que
exceptuando la función que une entre sí los dos átomos de silicio,
los grupos funcionales del silano son todos hidrolizables.
Cuando se trata una superficie anodizada con una
solución de silano que incluye dos silanos hidrolizables el pH de
la solución está, preferiblemente, entre aproximadamente 4 y
aproximadamente 7, más preferiblemente, entre aproximadamente 4 y
aproximadamente 5.
Cuando se trata una superficie anodizada con una
solución de silano que incluye dos silanos hidrolizables la
concentración total de silanos hidrolizables en la solución de
silano está, preferiblemente, entre aproximadamente 0,1% y
aproximadamente 30%, más preferiblemente, entre aproximadamente 0,5%
y aproximadamente 20% e incluso, más preferiblemente, entre
aproximadamente 1% y aproximadamente 5%.
Cuando se trata una superficie anodizada con una
solución de silano que incluye dos silanos hidrolizables la
relación molar de bis-sililo no funcional
hidrolizable frente a vinilsilano hidrolizable está,
preferiblemente, entre aproximadamente 50:50 y aproximadamente
10:90 y, más preferiblemente, entre aproximadamente 20:80 y
aproximadamente 10:90.
Después del contacto de la solución de silano
con la superficie, a la superficie se le puede aplicar un polímero
como pintura, adhesivo o caucho.
Se ha proporcionado también un método de unir
restos silano a una superficie anodizada de magnesio o de aleación
de magnesio aplicando la solución de silano a la superficie según lo
descrito anteriormente, anodizando primero la superficie en una
solución anodizante básica.
En lo comentado en este documento, se
comprenderá que la expresión "superficie de magnesio" quiere
indicar superficies del metal magnesio o de aleaciones que
contienen magnesio. Las aleaciones de magnesio incluyen pero no se
limitan a aleaciones como AM-50A,
AM-60, AS-41, AZ-31,
AZ-31B, AZ-61,
AZ-63, AZ-80, AZ-81,
AZ-91, AZ-91 D,
AZ-92, HK-31, HZ-32,
EZ-33, M-1, QE-22,
ZE-41, ZH-62, ZK-40,
ZK-51, ZK-60 y
ZK-61.
La presente invención trata de un método útil en
el tratamiento de superficies anodizadas de magnesio para producir
una capa resistente a la corrosión que sea útil también para
preparar una superficie de magnesio para ser pintada. Los
principios y el uso del método y las soluciones de la presente
invención pueden entenderse mejor con la referencia de la
descripción que se adjunta.
La capacidad de los silanos hidrolizables (por
ejemplo, aquellos con uno o más sustituyentes alcoxi o aciloxi)
para unirse a superficies metálicas es bien conocido por el experto
en la técnica. La unión de silanos con una superficie metálica
puede describirse, generalmente, como un proceso en tres etapas.
Primero, se hidroliza un resto hidrolizable.
Segundo, el silano hidrolizado migra a la superficie del metal
donde se une a un grupo hidroxi en la superficie del metal. Tercero
y último, se libera agua y se forma un enlace covalente
Si-O-Xx, siendo Xx un átomo
metálico.
Aunque hay algunos argumentos, como que si la
capa de silano es una monocapa o no, es bien conocido que la capa
de silano incrementa la resistencia a la corrosión de la superficie
metálica a la que está unida. También se sabe que cuando una
superficie metálica es revestida con una capa de silano en la que
los restos silano unidos tienen grupos funcionales orgánicos no
hidrolizables, la capa incrementa la adherencia de polímeros como
pintura, adhesivos y otros polímeros. Evidentemente, los grupos
funcionales orgánicos del silano interaccionan eficazmente con
varios tipos de moléculas de polímero.
Las capas de silano han sido usadas con éxito
para hacer un revestimiento protector para superficies metálicas
como aluminio o cinc. Desafortunadamente, las superficies de
magnesio no han sido tratadas con éxito con soluciones de silano.
Las razones surgen de los requisitos virtualmente ortogonales de la
superficie de magnesio por una parte y de los silanos por otra.
El magnesio se corroe fácilmente en ácido e
incluso en medioambientes ligeramente básicos: las superficies de
magnesio no se corroen a pH 12, pero a menor pH aparece la
corrosión. También, la concentración de los restos hidroxi en una
superficie de magnesio necesaria para la unión de silano está
relacionada con el pH. A pH básicos hay una elevada concentración
de restos hidroxi mientras a pH ácidos hay escasez de la misma.
Por el contrario, los medioambientes ácidos son
desfavorables para la unión de la mayor parte de los silanos al
metal. En general, el pH óptimo para la hidrólisis de la mayor parte
de los silanos está entre 3 y 4. Además, en un medioambiente
básico, los silanos hidrolizados se condensan a menudo para formar
dímeros y polímeros superiores. Se sabe que la adición de alcoholes
a una solución que contiene silanos hidrolizados reduce la
velocidad de condensación. Huelga decir que la velocidad de
hidrólisis y la velocidad de condensación dependen de la naturaleza
del propio silano. Algunos silanos se hidrolizan rápidamente en
soluciones neutras mientras otros se hidrolizan tan lentamente que
la hidrólisis debe ser realizada a bajo pH durante amplios períodos
de tiempo. Algunos silanos se condensan casi inmediatamente incluso
en soluciones ligeramente básicas mientras otros permanecen
estables durante largos períodos de tiempo incluso a pH elevado.
Antes de volver a detalles de la presente
invención, debería apreciarse que la presente invención mantiene un
método general para usar soluciones de silano en el tratamiento de
superficies de magnesio anodizadas. Las propiedades exactas del
tratamiento posterior de una superficie tratada y las condiciones
exactas usadas para preparar una solución de silano de la presente
invención son muy dependientes de la naturaleza de un silano
específico usado. Además, la presente invención proporciona cinco
soluciones de silano específicas para el tratamiento de superficies
de magnesio. Según lo comentado más adelante, la composición exacta
de una solución de la presente invención así como el método de
preparación es bastante flexible.
Las cinco soluciones de silano específicas de la
presente invención pueden ser usadas solas o pueden ser usadas para
tratar una superficie previamente tratada. Por previamente tratada
se quiere indicar, por ejemplo, tratada mediante una solución que
contiene fluoruro de hidrógeno en solución acuosa según lo descrito
en la presente memoria.
Primera
solución
La primera solución es una solución acuosa de
fluoruro de hidrógeno (HF)/tensioactivo. Se ve que una superficie
metálica tratada con una primera solución es notablemente resistente
a la corrosión.
Es importante señalar que, en la técnica, el uso
de HF para tratar superficies de magnesio, formando una capa de
Mg-F resistente a la corrosión, es bien conocido.
Además, se ha descrito el uso de tensioactivos no iónicos de
hidrocarburos de cadena larga como Brij® 97 en el revestimiento con
fosfatos de los metales (véase Sankara Narayanan, T.S.N.;
Subbaiyan, M. Metal Finishing 1993, 91, p. 43 y Nair, U.B.;
Subbaiyan, M. Plating and Surface Finishing 1993, 80, p.66).
\vskip1.000000\baselineskip
La primera solución es, sustancialmente, una
solución acuosa de fluoruro de hidrógeno (HF), donde el contenido
de HF está, preferiblemente, entre 5% y 40%, incluso, más
preferiblemente, entre 10% y 30% en volumen, a la que se añade un
tensioactivo no iónico. El tensioactivo no iónico preferido es un
polioxialquilen-éter, preferiblemente un polioxietilen-éter, más
preferiblemente uno de: polioxietilen-oleil-éter,
polioxietilen-cetil-éter,
polioxietilen-estearil-éter,
polioxietilen-dodecil-éter y, lo más
preferiblemente, polioxietilen(10)-oleil-éter
(comercializado como Brij® 97). La cantidad de Brij® 97 añadida es,
preferiblemente, 20 a 1.000 ppm, más preferiblemente 40 a 500 ppm e
incluso, más preferiblemente, 100 a 400 ppm. Cuando se añade un
tensioactivo distinto de Brij® 97, se prefiere un equivalente molar
que alcance el declarado para Brij® 97.
\vskip1.000000\baselineskip
Según lo comentado anteriormente en el presente
documento, el uso de soluciones de silano para tratar las
superficies de magnesio es difícil ya que debe conseguirse que las
condiciones, los métodos de preparación y los silanos salven la
oposición entre la necesidad de la superficie de magnesio por las
soluciones básicas y la necesidad de la solución de silano de ser
ácida.
Lo más generalmente, la presente invención trata
de la preparación y uso de una solución de agua/compuesto orgánico
con un pH mayor que 6 que tiene restos silano hidrolizados en dicho
lugar. Cuando se formula tal solución de silano, deben considerarse
los siguientes factores.
Para ser adecuados para un uso de los mismos, un
silano debe tener al menos un grupo funcional hidrolizable. En
aplicaciones donde se desea también adherir a las capas de polímero
(por ejemplo, para pintar una superficie tratada) es deseable que
el silano tenga al menos un grupo funcional no hidrolizable. Los
grupos funcionales orgánicos adecuados incluyen amino, vinilo,
ureido, epoxi, mercapto, isocianato, metacrilato, sulfano y
vinilbenceno.
\vskip1.000000\baselineskip
En general, la concentración de silano en una
solución de silano de la presente invención está entre
aproximadamente 0,1% y aproximadamente 30% en volumen. Hablando en
términos generales, altas concentraciones de silano son mejores ya
que se produce un revestimiento más denso. Sin embargo, altas
concentraciones de silano también conducen a una velocidad de
condensación de silano mucho mayor y los costes de funcionamiento
concomitantemente mayores debido al desperdicio de los caros
silanos. Además, como muchos silanos no son muy solubles en agua o
en soluciones de agua/compuestos orgánicos, las soluciones con
grandes proporciones de silano no son homogéneas. Aunque las
cantidades exactas de silano que han de ser usadas dependen de
muchos factores, se ha encontrado que, generalmente, es preferible
usar una solución que tenga entre 0,5% y 20% de silano en volumen y,
más preferiblemente, usar una solución que tenga entre 1% y 5% de
silano en volumen.
\vskip1.000000\baselineskip
Según lo declarado anteriormente, es de suma
importancia que un silano sea hidrolizado para un uso del mismo.
Dependiendo de la composición de la solución final, la naturaleza
del silano individual y el tiempo entre la preparación y la primera
utilización puede que sea o que no sea necesario realizar una etapa
separada de hidrólisis. Aunque algunos silanos se hidrolizan muy
rápidamente incluso en soluciones básicas y mientras en algunos
casos el tiempo entre la preparación y la primera utilización de una
solución es muy largo, más a menudo de lo que se piensa es
necesario hidrolizar un silano en una etapa separada. La hidrólisis
es retrasada por concentraciones significativas de disolventes
orgánicos y es acelerada por un pH ácido. Así, una etapa de
hidrólisis se realiza, preferiblemente, en una solución acuosa ácida
en forma de una etapa separada.
Si un silano necesita ser hidrolizado en una
etapa separada en una solución ácida, puede usarse cualquier ácido,
aunque se prefieren los ácidos orgánicos. El más preferido es el
ácido acético ya que las sales del ácido acético son solubles en
soluciones de este tipo.
Un método, generalmente útil, de hidrólisis de
silano se lleva a cabo mezclando 5 partes de silano con entre
aproximadamente 4 y 10 partes de agua y 1 parte de ácido acético
glacial. El tiempo requerido para la hidrólisis depende del silano.
Típicamente, después de 3 a 4 horas se ha hidrolizado una proporción
suficiente para permitir la preparación de una solución de este
tipo.
La relación entre agua y compuesto orgánico en
la solución no es de por sí determinante de la calidad de la capa
de silano formada sobre la superficie metálica tratada. Más bien, la
relación agua/compuesto orgánico define las propiedades físicas de
la solución. En general, un alto contenido en agua es más barato,
respetuoso con el medioambiente y permite una hidrolización de los
silanos más rápida. Sin embargo, un elevado contenido en agua
fomenta la condensación del silano, es menos eficaz en la
solvatación de silanos no hidrolizados y es difícil de secar una
pieza tratada usando una solución sin compuesto orgánico. Por el
contrario, un elevado contenido de compuesto orgánico retrasa tanto
la hidrolización como la condensación, seca rápidamente y solvata
los silanos de forma eficaz.
Así, una relación deseable de agua y disolvente
orgánico depende de muchos factores. Es importante señalar, sin
embargo, que la relación exacta no tiene una importancia crítica. En
cualquier caso, la hidrólisis de silanos hidrolizables libera
alcoholes en la solución de silano, mientras que una etapa de
hidrólisis, una etapa de tratamiento superficial y la solución
adherida por las piezas tratadas (vide infra) libera agua en
la solución salina.
\vskip1.000000\baselineskip
En general, cualquier disolvente orgánico que
sea miscible con agua puede usarse en la formulación de una
solución de silano de este tipo. Aunque, generalmente, cuando se usa
metanol en la formulación de una solución de silano de ese tipo, se
logran los mejores resultados de revestimiento, si la diferencia es
bastante menor de manera que el disolvente orgánico específico
escogido no sea muy importante. Adecuados resultados de
revestimiento se logran usando muchos tipos de alcohol,
especialmente alcoholes alifáticos menores como metanol, etanol,
propanol, isopropanol, isómeros de butanol e isómeros de pentanol.
Adecuados resultados de revestimiento se logran también usando
disolventes orgánicos no alcoholes como acetona, dietiléter, y
acetato de etilo. También son eficaces las mezclas de disolventes
orgánicos individuales. La selección de un disolvente orgánico
específico o una mezcla de disolventes orgánicos depende de
factores como precio, eliminación de los desperdicios, toxicidad,
seguridad, respeto por el medioambiente, velocidad de evaporación y
solubilidad. Sin embargo, está claro para el experto en la técnica
que debido a las consideraciones de solubilidad aparejadas con la
propiedad de un disolvente orgánico de reducir la velocidad de
condensación de silano, la óptima elección de disolvente orgánico
puede depender de la naturaleza del silano usado.
\vskip1.000000\baselineskip
En general, una primera etapa de preparación de
una solución de la presente invención depende del silano usado. Si
es necesario que el silano sea hidrolizado en una etapa separada se
hace.
Si no se necesita ninguna etapa de hidrólisis
separada, el silano se diluye directamente en una solución de
agua/
compuesto orgánico. De otro modo, después de un tiempo suficiente, la solución de la hidrólisis de silano se diluye en la solución de agua/compuesto orgánico.
compuesto orgánico. De otro modo, después de un tiempo suficiente, la solución de la hidrólisis de silano se diluye en la solución de agua/compuesto orgánico.
En algunos casos, la solución diluida es no
homogénea y turbia, indicativo de que el silano no hidrolizado no
está completamente disuelto. Aunque para tratar una superficie puede
usarse una solución no homogénea, ajustar el pH (véase
inmediatamente más adelante) o la adición de disolvente orgánico
puede solubilizar el resto de silano no hidrolizado. Es importante
señalar que muchos silanos se hidrolizan lentamente en una solución
de este tipo de manera que a menudo, durante su uso, el silano no
disuelto que queda es eventualmente hidrolizado incluso sin otra
intervención.
\vskip1.000000\baselineskip
Antes de su uso, el pH de tal solución de silano
debe ser ajustado a un valor deseado. Para tratar una superficie
anodizada de magnesio, una solución de la presente invención debe
tener un pH superior a aproximadamente 6 y, más preferiblemente,
superior a aproximadamente 8. Si el pH no está en el intervalo
deseado, el pH se ajusta, preferiblemente, usando una base
inorgánica y, lo más preferiblemente, KOH, NaOH o NH_{4}OH.
Según la presente invención, para el tratamiento
de una superficie metálica anodizada, el pH de una solución de
silano de este tipo debe ser mayor que aproximadamente 4, vide
infra.
\vskip1.000000\baselineskip
Tanto para hidrólisis como para la propia
solución de silano, a menudo es ventajoso usar un tampón de pH. El
uso de un tampón de pH puede ser útil en el control de los procesos
industriales, especialmente bajo la disciplina de buenas prácticas
de fabricación (GMP) o para asegurar la estabilidad de un silano
específico. Los sistemas tampones preferidos son los que no
producen precipitado en las soluciones utilizadas. Los más
preferidos son los sistemas tampones que usan acetato de amonio o
acetato de sodio.
En muchos casos puede ser ventajoso añadir
tensioactivos no iónicos a una solución de silano de este tipo para
incrementar la resistencia a la corrosión de una superficie tratada.
Los tensioactivos preferidos así como las cantidades añadidas se
listan anteriormente en este documento para la primera solución.
Antes de tratar una superficie metálica con una
solución de este tipo, es ventajoso un pretratamiento de la
superficie para incrementar la resistencia a la corrosión incluso
más allá de una notable resistencia a la corrosión ganada por el
uso de soluciones de silano de este tipo en solitario. El
pretratamiento puede llevarse a cabo, por ejemplo, tratando con HF
como se conoce en la técnica o con una solución fluoruro/fosfato
según lo descrito, por ejemplo, en el documento US 5.683.522.
Mejores resultados se obtienen, sin embargo, por pretratamiento
usando la primera solución.
El tratamiento de una superficie metálica usando
una solución de silano de este tipo se hace, preferiblemente, por
inmersión, pulverización, barrido o cepillado.
Cuando una solución de silano de este tipo se
aplica a la superficie de magnesio por inmersión, la pieza es
expuesta, preferiblemente, a la solución de silano durante al menos
1 minuto, aunque incluso unos pocos segundos son, a menudo,
suficientes. Después de separar de la solución, la pieza es secada
por corriente de aire o al aire.
Cuando una solución de silano de este tipo se
aplica a una superficie de magnesio por pulverización, al menos se
pulverizan aproximadamente 0,1 ml de solución/cm^{2} de superficie
metálica que ha de ser tratada. Más tarde, la pieza es secada por
goteo, por corriente de aire o al aire.
La temperatura de la solución durante la
aplicación no es crítica de manera que no hay necesidad de calentar
la solución. Ya que el calentamiento requiere un gasto adicional de
energía y puede llevar a una incrementada velocidad de condensación
del silano, la aplicación tienen lugar, preferiblemente, a
temperaturas ambiente que es, preferiblemente, a una temperatura
entre aproximadamente 0ºC y aproximadamente 40ºC, más
preferiblemente, entre aproximadamente 10ºC y aproximadamente
25ºC.
Como es evidente para el experto en la técnica,
una capa de silano curado a elevadas temperaturas (por ejemplo,
preferiblemente superior a aproximadamente 110ºC) se transforma en
una capa de siloxano. Se ha encontrado que siendo todo igual, una
superficie tratada con una solución de silano de la presente
invención y posteriormente curada tiene una mayor resistencia a la
corrosión pero disminuía la adherencia de la pintura que en una
tratada pero con su superficie no curada.
El curado puede ser realizado para,
virtualmente, cualquier período de tiempo, desde medio minuto hasta
incluso horas.
Como es evidente para el experto en la técnica,
en un entorno industrial donde se aplica una solución de silano de
la presente invención sumergiendo la pieza en un baño de la
solución, raramente se hace una solución nueva para cada pieza. Más
bien, se rellena un baño con una solución preparada y los contenidos
en dicho lugar son periódicamente rellenados. Así, cuando se
formula una solución de silano de este tipo para una aplicación así
debe tenerse ésto en cuenta. En general, para almacenamiento a largo
plazo la concentración de silano y el pH de una solución de este
tipo deben ser escogidos de manera que se minimice la condensación
de silano. El contaminante "primario" que puede entrar en el
baño es agua adherida a las piezas de trabajo. Aunque el agua
adherida no cambia el pH, puede incrementar la proporción de agua
hasta un punto en que la condensación del silano ocurra
rápidamente.
Además, debe tenerse en cuenta la lenta
velocidad de la hidrólisis del silano al pH de una solución de
silano de la presente invención. Incluso si un silano específico se
hidroliza sólo lentamente, la velocidad puede ser suficiente de
manera que no se necesite tomar una acción especial. Se añade silano
puro (teniendo cuidado de que la concentración final de silano en
el baño no supere la deseada) y se hidroliza lentamente. Cuando se
usa un silano que no se pueda hidrolizar de forma eficiente al pH de
la solución de silano, primero se hidroliza el silano añadido en
una etapa separada y luego se añade a la solución de silano.
Es evidente para el experto en la técnica que en
aplicaciones donde una solución de este tipo tiene que ser
almacenada o mantenida durante un amplio período de tiempo, es a
menudo ventajoso usar un tampón de pH, según lo descrito
anteriormente en el presente documento. Además, también es evidente
para el experto en la técnica que la composición de una solución
silano de este tipo no es definida repentinamente sino que más bien
puede cambiar con el tiempo.
Segunda
solución
La segunda solución es una solución de
bis-trietoxisililpropil-tetrasulfano.
Una solución de
bis-trietoxisililpropil-tetrasulfano
es excepcionalmente útil para el tratamiento de superficies
descubiertas de magnesio o una superficie de magnesio pretratada
usando la primera solución. La capa de silano formada permite una
excelente adherencia polvo-pintura o
E-revestimiento (electrorrevestimiento) pero
también actúa como un excelente revestimiento protector resistente
a la corrosión y repelente del agua. La repelencia del agua es tan
buena que cuando se aplica el líquido-pintura, la
pintura gotea sobre la superficie tratada. Una solución de
bis-trietoxisililpropil-tetrasulfano
es también excepcionalmente útil para el tratamiento de superficies
anodizadas, véase más adelante.
Debido a la lenta velocidad de hidrólisis,
bis-trietoxisililpropil-tetrasulfano
es, preferiblemente, hidrolizado en una etapa separada antes de la
formulación de la propia solución silano de este tipo. La hidrólisis
se realiza, preferiblemente, según lo descrito anteriormente en el
presente documento, durante entre 3 y 12 horas. Incluso después de
un largo período de hidrólisis, la solución resultante es turbia,
indicativo de que una significativa proporción de
bis-trietoxisililpropil-tetrasulfano
ni está hidrolizado ni disuelto.
Después de la hidrólisis, la solución de
bis-trietoxisililpropil-tetrasulfano
es reconstituida, de forma ideal, con solución de agua/compuesto
orgánico que tiene entre aproximadamente 70% y aproximadamente 100%
de disolvente orgánico, más preferiblemente, entre aproximadamente
90% y aproximadamente 100% de disolvente orgánico. Se ha observado
que incluso en soluciones con sólo un contenido en agua moderado, a
útiles pH el
bis-trietoxisililpropil-tetrasulfano
experimenta rápidamente condensación.
La segunda solución tiene, preferiblemente, un
pH superior a aproximadamente 6, más preferiblemente, entre
aproximadamente 6 y aproximadamente 10 y, lo más preferiblemente,
entre aproximadamente 7 y aproximadamente 8.
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Tercera
solución
La tercera solución es una solución de
vinilsilano. De los cuatro sustituyentes del átomo de silicio en el
silano, al menos uno es un resto hidrolizable (preferiblemente un
resto alcoxi como metoxi o etoxi o un resto ariloxi o aciloxi) y al
menos uno es un resto vinilo. Por ejemplo, viniltrimetoxisilano es
un silano ideal para usar en formular la tercera solución.
Según lo descrito anteriormente en el presente
documento, el propósito del resto hidrolizable es permitir que el
silano se una a la superficie del metal mientras que el propósito
del resto vinilo es interaccionar con una siguiente capa de
pintura. Así, una tercera solución de vinilsilano es
excepcionalmente útil para el tratamiento de superficies
descubiertas o una superficie tratada usando la primera solución. La
capa de silano formada permite excelente adherencia
líquido-pintura (especialmente sistemas de pintura
epoxi, sistemas de pintura acrílica y sistemas de pintura de
poliuretano) pero también actúa como un revestimiento independiente
resistente a la corrosión.
Debido a la baja velocidad de hidrólisis en pH
elevado, los vinilsilanos como viniltrimetoxisilano se hidrolizan,
preferiblemente, en una etapa separada antes de la formulación de la
propia solución de silano de este tipo. La hidrólisis se realiza,
preferiblemente, según lo descrito anteriormente en el presente
documento.
Después de la hidrólisis, una solución de
vinilsilano de este tipo se reconstituye idealmente con solución de
agua/compuesto orgánico que tenga entre aproximadamente 25% y
aproximadamente 75% de disolvente orgánico, más preferiblemente,
entre aproximadamente 40% y aproximadamente 60% de disolvente
orgánico.
Una solución de vinilsilano de este tipo tiene,
preferiblemente, un pH superior a aproximadamente 6, más
preferiblemente, entre aproximadamente 7 y aproximadamente 10 y, lo
más preferiblemente, entre aproximadamente 6 y aproximadamente
7.
\vskip1.000000\baselineskip
Cuarta
solución
La cuarta solución es una solución de
aminosilano. De los cuatro sustituyentes del átomo de silicio en el
silano, al menos uno es un resto hidrolizable (preferiblemente, un
resto alcoxi como metoxi o etoxi o un resto ariloxi o aciloxi) y al
menos uno es un resto amino. Por ejemplo, aminotrimetoxisilano es un
silano ideal para usar en formular la cuarta solución.
\global\parskip0.900000\baselineskip
Según lo descrito anteriormente en el presente
documento, el propósito del resto hidrolizable es permitir que el
silano se una a la superficie del metal mientras que el propósito
del resto amino es interaccionar con una posterior capa de pintura.
Así, una cuarta solución de aminosilano es útil para el tratamiento
de superficies descubiertas (recientemente limpiadas) o una
superficie tratada usando la primera solución. La capa de
aminosilano formada permite buena adherencia
líquido-pintura (especialmente sistemas de pintura
epoxi, sistemas de pintura acrílica y sistemas de pintura de
poliuretano) pero también actúa como un revestimiento resistente a
la corrosión. Dicho eso, se ha encontrado que la resistencia a la
corrosión de una superficie tratada con una solución cuarta es
inferior a la permitida por otras soluciones mencionadas en la
presente aplicación. Sin embargo, la facilidad de preparación
(véase inmediatamente más adelante) de la cuarta solución es tal
que la cuarta solución puede usarse de una manera eficaz para
proteger temporalmente las piezas de magnesio en vez de aceites o
grasas.
Los aminosilanos son resistentes a la
condensación y tienen un pH naturalmente básico. Así, cuando se
prepara una cuarta solución es normalmente posible omitir la etapa
de adición de la base. Además, los aminosilanos se hidrolizan muy
rápidamente incluso en soluciones básicas. No es, por tanto,
necesario realizar una etapa de hidrólisis separada cuando se usan
los aminosilanos mencionados en la presente aplicación. La
hidrólisis es, de hecho, tan rápida que, por ejemplo, puede
elaborarse una solución al 5% de aminotrimetoxisilano en agua y
aplicarse directamente (por ejemplo, pulverizando) a una superficie
de magnesio de una pieza.
Quinta
solución
La quinta solución es una solución de
ureidosilano. De los cuatro sustituyentes del átomo de silicio en el
silano, al menos uno es un resto hidrolizable (preferiblemente, un
resto alcoxi como metoxi o etoxi o un resto ariloxi o aciloxi) y al
menos uno es un resto ureido. Por ejemplo,
ureidopropiltrimetoxisilano es un silano ideal para preparar la
quinta solución.
Según lo descrito anteriormente en el presente
documento, el propósito del resto hidrolizable es permitir que el
silano se una a la superficie del metal mientras que el propósito
del resto ureido es interaccionar con una posterior capa de
pintura. Así, una quinta solución de ureidosilano es
excepcionalmente útil para el tratamiento de superficies
descubiertas o una superficie tratada usando la primera solución. La
capa de silano formada permite excelente adherencia
líquido-pintura (especialmente sistemas de pintura
epoxi, sistemas de pintura acrílica y sistemas de pintura de
poliuretano) pero también actúa como un revestimiento independiente
resistente a la corrosión.
Los ureidosilanos son resistentes a la
condensación y tienen un pH naturalmente básico. Así, es normalmente
posible omitir la etapa de adición de base cuando se formula una
solución de ureidosilano. Además, los ureidosilanos se hidrolizan
muy rápidamente incluso en soluciones básicas. No es, por tanto,
necesario realizar una etapa de hidrólisis separada cuando se usan
los ureidosilanos mencionados en la presente aplicación. Dicho eso,
es a menudo preferible añadir primero un ureidosilano a un volumen
igual de agua y, después de entre 15 y 30 minutos, diluir el silano
así hidrolizado con un disolvente agua/compuesto orgánico.
Tal solución de ureidosilano tiene,
preferiblemente, un pH superior a aproximadamente 6, más
preferiblemente, superior a aproximadamente 8 y, lo más
preferiblemente, superior a aproximadamente 10.
A diferencia de las superficies de magnesio no
anodizadas, las superficies de magnesio anodizadas tienen una
suficiente concentración de hidroxi para la eficaz unión de silanos
incluso a un pH ácido. Además, las superficies anodizadas son
resistentes a los ácidos por eso pueden ser tratadas a pH inferiores
que son más adecuados para las soluciones de silanos.
Es importante señalar que cuando una solución de
silano como la mencionada en la presente aplicación se usa para
tratar una superficie anodizada, la anodización debe realizarse en
una solución básica y no en una ácida. Se ha encontrado que los
silanos no se unen de forma eficaz a superficies anodizadas en
condiciones ácidas. Ejemplos de procesos anodizantes realizados en
una solución básica están descritos en los documentos US 4.978.432
y US 5.264.113.
Segunda
solución
Según lo declarado anteriormente en el presente
documento, la segunda solución, una solución de
bis-trietoxisililpropil-tetrasulfano
es excepcionalmente útil en el tratamiento de superficies
anodizadas. La capa de silano formada permite una excelente
adherencia polvo-pintura o electrorrevestimiento
pero también actúa en solitario como un excelente revestimiento
protector resistente a la corrosión y repelente del agua.
Cuando la segunda solución se usa para tratar
una superficie anodizada, el pH está, preferiblemente, cerca del
neutro, en el intervalo de desde aproximadamente 5 a aproximadamente
8 y, más preferiblemente, desde aproximadamente 6 a aproximadamente
7.
\global\parskip1.000000\baselineskip
Cuando se usa para tratar una superficie
anodizada, la cantidad de
bis-trietoxisililpropil-tetrasulfano
usado es, preferiblemente, desde aproximadamente 0,1% a
aproximadamente 5% de la solución, más preferiblemente, desde
aproximadamente 0,8% a aproximadamente 2% y, lo más preferiblemente,
desde aproximadamente 1% a aproximadamente 2%.
Sexta
solución
La sexta solución está compuesta de una mezcla
de dos silanos, un vinilsilano y un compuesto
bis-sililo no funcional.
El compuesto bis-sililo no
funcional usado en formular la sexta solución es, preferiblemente,
un compuesto bis-silil-alquilo no
funcional como 1,2 bis-(trietoxisilil)-etano. Otros
compuestos bis-sililo no funcionales preferidos
incluyen 1,2 bis-(trimetoxisilil)-etano,
1,6-bis-(trialcoxisilil)-hexanos y
1,2-bis-(trietoxisilil)-etileno.
Compuestos bis-sililo no
funcionales tienden a condensarse muy rápidamente a un pH básico de
manera que no sean adecuados para uso en el sellado de superficies
de magnesio no anodizadas según lo descrito anteriormente en el
presente documento. Sin embargo, se ha encontrado que compuestos
bis-sililo no funcionales prestan una notable
resistencia a la corrosión a las superficies anodizadas cuando se
usa de acuerdo con las enseñanzas de la presente aplicación.
La falta de un resto no hidrolizable en estos
bis-sililos no funcionales impide el pintado de una
superficie anodizada después del tratamiento con, exclusivamente,
un bis-sililo no funcional. Para superar esta
desventaja, también se usa un vinilsilano cuando se formula la
sexta solución. Según lo descrito anteriormente en el presente
documento para la tercera solución, de los cuatro sustituyentes del
átomo de silicio en el vinilsilano, al menos uno es un resto
hidrolizable (preferiblemente un resto alcoxi como metoxi o etoxi o
un resto ariloxi o aciloxi) y al menos uno es un resto vinilo. Por
ejemplo, viniltrimetoxisilano es un silano ideal para uso en la
fórmula de la sexta solución. Según lo descrito anteriormente en el
presente documento, el propósito del resto hidrolizable es permitir
que el silano se una a la superficie del metal mientras que el
propósito del resto vinilo es interaccionar con una posterior capa
de pintura.
Una sexta solución de silano es excepcionalmente
útil para el tratamiento de superficies anodizadas o una superficie
anodizada tratada usando la primera solución. La capa de silano
formada permite una excelente adherencia
líquido-pintura (especialmente sistemas de pintura
epoxi, sistemas de pintura acrílica y sistemas de pintura de
poliuretano), un excelente pretratamiento de
E-revestimiento y también actúa como un
revestimiento independiente sellante y protector de las superficies
anodizadas.
Cuando se formula una sexta solución, la
cantidad total de silano está, preferiblemente, entre
aproximadamente 0,1% y aproximadamente 30%, más preferiblemente,
entre aproximadamente 0,5% y aproximadamente 20% e incluso, más
preferiblemente, entre aproximadamente 1% y aproximadamente 5% de
silano en volumen. Puede usarse cualquier relación de silanos pero,
preferiblemente, la relación molar de bis-sililo no
funcional frente a vinilsilano está entre aproximadamente 50:50 y
aproximadamente 10:90, más preferiblemente, la relación está entre
aproximadamente 20:80 y aproximadamente 10:90. Es importante
señalar que las relaciones declaradas en el presente documento se
refieren a la relación de los silanos añadidos en la solución y no a
la relación de silanos hidrolizados en la solución cuando está
lista para su uso.
La hidrólisis se realiza, preferiblemente, según
lo descrito anteriormente en el presente documento, en donde
primero los dos silanos se combinan y, más tarde, se hidrolizan en
una solución acuosa ácida.
Después de la hidrólisis, la sexta solución de
silano se reconstituye, idealmente, con una solución de
agua/compues-
to orgánico que tiene entre aproximadamente 25% y aproximadamente 75% de disolvente orgánico, más preferiblemente, entre aproximadamente 40% y aproximadamente 60% de disolvente orgánico.
to orgánico que tiene entre aproximadamente 25% y aproximadamente 75% de disolvente orgánico, más preferiblemente, entre aproximadamente 40% y aproximadamente 60% de disolvente orgánico.
La sexta solución tiene, preferiblemente, un pH
entre aproximadamente 4 y aproximadamente 7 y, más preferiblemente,
entre aproximadamente 4 y aproximadamente 5.
Segunda
solución
A 50 ml de agua se añadieron 5 ml de ácido
acético glacial. A esta solución ácida se añadieron 50 ml de
bis-trietoxisililpropil-tetrasulfano.
La solución de silano/ácido acético se agitó durante tres horas
para permitir la hidrolización del silano. Después de las tres
horas, la solución de silano/ácido acético se añadió a una mezcla
4:1 de etanol e isopropanol para obtener un litro de solución B1,
una segunda solución. El pH de la solución B1 se ajustó a
aproximadamente 7,5 por adición de una solución de NaOH 1M.
Un bloque fundido a presión de magnesio sólido y
un bloque Thixomold® de aleación AZ91 se limpiaron en una solución
de limpieza fuertemente alcalina, enjuagada con un exceso de agua y
se sumergió en un baño que contenía solución B1 durante 2 minutos.
Los dos bloques se dejaron secar al aire.
La resistencia eléctrica de los dos bloques se
ensayó de acuerdo con la Fed. Std. Nº 141. La resistencia eléctrica
de ambos bloques era de 0,0062 Ohm/cm^{2}.
El bloque fundido a presión se expuso a niebla
salina al 5% de acuerdo con los requisitos de la
ASTM-117. Después de 48 horas, el bloque fundido a
presión retuvo su aspecto original. Un bloque de control de un
bloque de magnesio tratado con la conversión con cromato se corroía
intensamente bajo las mismas condiciones.
El bloque Thixomold® se sumergió en una solución
al 5% de cloruro sódico. Después de 24 horas sólo se observó una
mínima picadura de corrosión. Un bloque de control de un bloque de
Thixomold® tratado con la conversión con cromato se corroía
intensamente bajo las mismas condiciones.
Dos bloques fundidos a presión de aleación AZ91
se anodizaron con una capa de 12 micras usando los procedimientos
anodizantes, descritos en la
MIL-M-45202 Tipo II, a pH básico.
Uno de los dos bloques se sumergió durante 2 minutos en un baño que
contenía solución B1. El bloque se dejó secar al aire. Ambos bloques
se expusieron a niebla salina al 5% de acuerdo con los requisitos
de la ASTM-117. Los primeros puntos de corrosión se
observaron después de 300 horas en el bloque no tratado. Los
primeros puntos de corrosión se observaron después de 500 horas en
el bloque tratado con la solución B1.
A 25 ml de agua se añadieron 2,5 ml de ácido
acético glacial. A la solución ácida se añadieron 25 ml de
bis-trietoxisililpropil-tetrasulfano.
La solución de silano/ácido acético se agitó durante tres horas
para permitir la hidrolización del silano. Después de las tres
horas, la solución de silano/ácido acético se añadió a una mezcla
4:1 de etanol e isopropanol para obtener un litro de solución B2,
una segunda solución. El pH de la solución B2 se ajustó
aproximadamente a 7,5 por adición de una solución de NaOH 1M.
Un bloque fundido a presión de aleación AZ91 se
limpió en una solución de limpieza fuertemente alcalina, se enjuagó
con un exceso de agua y se sumergió en un baño que contenía solución
B2 durante 2 minutos. El bloque se dejó secar al aire. Después de
secar, el bloque se pintó usando un sistema de revestimiento de
polvo epoxi-fenólico.
La adherencia de la pintura al bloque tratado
con solución B2 se ensayó de acuerdo con los requisitos de la DIN
ISO 2409. La pieza pasó la prueba. Un bloque de control se pintó de
una forma idéntica después de sólo una etapa de limpieza, enjuagado
y secado. La pintura se desconchaba bajo las mismas condiciones de
ensayo.
Tres bloques fundidos a presión de aleación AZ91
se limpiaron en una solución de limpieza fuertemente alcalina y se
enjuagaron con un exceso de agua. El segundo y tercer bloques se
sumergieron en un baño que contenía solución B2 durante 2 minutos.
Los bloques se dejaron secar al aire. Después de secar, los bloques
primero (sin tratar) y tercero (tratado) se pintaron usando un
sistema de revestimiento de polvo
epoxi-fenólico.
La adherencia de la pintura al primer bloque
(sin tratar) era tan mediocre que el bloque no se ensayó más.
El segundo y tercer bloques fundidos a presión
se expusieron a niebla salina al 5% de acuerdo con los requisitos
de la ASTM-117. Después de 48 horas, se observaron
los primeros signos de corrosión en el segundo bloque (sin
pintar).
El tercer bloque fundido a presión que se trató
y se pintó no mostraba evidencia de corrosión, incluso después de
1.000 horas de exposición a la niebla salina.
Sexta
solución
A una mezcla de 40 ml de viniltrimetoxisilano y
10 ml de bis-trietoxisilil-etano se
añadieron 5 ml de ácido acético glacial. A la solución silano/ácido
se añadieron 50 ml de agua. La solución silano/ácido acético/agua
se agitó durante seis horas para permitir la hidrolización del
silano. Después de las seis horas, la solución de silano/ácido
acético se añadió a una mezcla 4:1:5 de etanol/isopropanol/agua para
obtener un litro de solución D, una sexta solución. El pH de la
solución D se ajustó aproximadamente a 4,5 por adición de una
solución de NaOH 1M.
Dos bloques fundidos a presión de aleación de
magnesio AM-60 se anodizaron con una capa de 12
micras usando los procedimientos anodizantes a pH básico conocidos
en la técnica como ANOMAG®. Uno de los dos bloques se sumergió
durante 2 minutos en un baño que contenía solución D. Los bloques se
dejaron secar al aire.
Ambos bloques se expusieron a niebla salina al
5% de acuerdo con los requisitos de la ASTM-117. Los
primeros puntos de corrosión se observaron después de 48 horas en
el bloque sin tratar. Los primeros puntos de corrosión se
observaron después de 260 horas en el bloque tratado con solución
D.
La adherencia de la pintura húmeda después del
tratamiento con una sexta solución.
Un bloque fundido a presión de aleación
AM-60 de magnesio se anodizó con una capa de 12
micras usando el procedimiento anodizante descrito en la patente
provisional de EE.UU. 60/301, 147 y en la solicitud de patente en
tramitación junto con la presente del mismo autor de la invención.
El bloque se sumergió durante 2 minutos en un baño que contenía
solución D. El bloque se dejó secar al aire. Después de secar, el
bloque se pintó usando un sistema de pintura de poliuretano.
La adherencia de la pintura al bloque tratado
con solución D se ensayó de acuerdo con los requisitos de la DIN
ISO 2409. El bloque pasó la prueba. Un bloque de control se pintó de
una forma idéntica después de sólo una etapa de limpieza, enjuagado
y secado. La pintura se desconchaba bajo las mismas condiciones.
Claims (17)
1. Un método de tratamiento de una pieza que
comprende:
- proporcionar una superficie de la pieza que ha sido anodizada en una solución anodizante básica, siendo dicha superficie escogida de superficies de magnesio anodizadas y de superficies de aleaciones de magnesio anodizadas;
- preparar una solución acuosa de tratamiento que tiene un pH mayor que 4, que contiene un disolvente orgánico miscible en agua y al menos un silano hidrolizable que está al menos parcialmente hidrolizado en una solución acuosa; y
- tratar dicha superficie anodizada con dicha solución de tratamiento para generar una capa de silano.
2. El método de la reivindicación 1, en el que
dicho disolvente comprende al menos una de las sustancias escogidas
de un grupo que consiste en alcoholes, acetona, éteres y acetato de
etilo.
3. El método de la reivindicación 1, en el que
al menos uno de dichos silanos, al menos uno hidrolizable, tiene al
menos un grupo funcional seleccionado del grupo constituido por
amino, vinilo, ureido, epoxi, mercapto, isocianato, metacrilato,
vinilbenceno y sulfano.
4. El método de la reivindicación 1, en el que
al menos uno de dichos silanos, al menos uno hidrolizable, es un
vinilsilano, un bis-sililo no funcional,
bis-trietoxisililpropil-tetrasulfano,
aminotrimetoxisilano o ureidopropiltrimetoxisilano.
5. El método de la reivindicación 1, en el que
dicha solución de tratamiento tiene un contenido de un tampón de pH
y/o tensioactivos no iónicos.
6. El método de la reivindicación 1, en el que
dicha solución de tratamiento tiene un pH entre 5 y 7.
7. El método de la reivindicación 1, en el que
el preparar una solución de tratamiento comprende:
- i.
- preparar una solución hidrolizante mezclando un silano hidrolizable en una solución acuosa; y
- ii.
- asegurar, después de dicha mezcla, que dicha solución hidrolizante tiene un pH de menos que aproximadamente 6.
8. El método de la reivindicación 7, en el que
el asegurar que dicha solución hidrolizante tiene un pH de menos
que aproximadamente 6 comprende añadir una cantidad de ácido a dicha
solución hidrolizante.
9. El método de la reivindicación 8, en el que
dicho ácido es ácido acético.
10. El método de la reivindicación 1, en el que
el preparar una solución de tratamiento comprende:
- i.
- mezclar una cantidad de dicho silano, al menos uno hidrolizable, con dicho disolvente; y
- ii.
- asegurar que dicha solución de tratamiento tiene un pH deseado.
11. El método de la reivindicación 10, en el que
el asegurar que dicha solución de tratamiento tiene un pH deseado
comprende añadir una cantidad de una base a dicha solución de
tratamiento.
12. El método de la reivindicación 11, en el que
dicha base es escogida del grupo constituido por KOH, NaOH y
NH_{4}OH.
13. El método de la reivindicación 10, en el que
dicha cantidad de dichos silanos, al menos uno hidrolizable, es
escogido de manera que un contenido total de silano hidrolizable de
dicha solución de tratamiento está entre aproximadamente 0,1% y
aproximadamente 30% en volumen, preferiblemente, entre
aproximadamente 0,5% y aproximadamente 20% en volumen, más
preferido, entre aproximadamente 1% y aproximadamente 5% en
volumen.
14. El método de la reivindicación 1, que
comprende además:
- después de la mencionada puesta en contacto de dicha superficie con dicha solución de tratamiento, aplicar un polímero a dicha superficie.
15. El método de la reivindicación 14, en el que
dicho polímero es escogido de un grupo constituido por polímeros de
pintura, adhesivos y caucho.
16. El método de la reivindicación 1, en el que
una concentración de dicho
bis-trietoxisililpropil-tetrasulfano
en dicha solución de tratamiento está entre aproximadamente 0,1% y
aproximadamente 5%, preferiblemente, entre aproximadamente 0,8% y
aproximadamente 2%, más preferido, entre aproximadamente 1% y
aproximadamente 2%.
17. Un artículo que comprende:
- a)
- al menos una superficie que contiene magnesio que ha sido anodizada en una solución anodizante básica, siendo dicha superficie escogida de superficies de magnesio anodizadas y superficies de aleaciones de magnesio anodizadas, y
- b)
- una capa de silano, por medio de la cual la capa de silano es generada con un método según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 16.
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