ES2355438T3 - Procedimiento de tratamiento por carblxilación de superficies metálicas, uso de este procedimiento para la protección temporal contra la corrosión y procedimiento de fabricación de una chapa conformada así corboxilada. - Google Patents
Procedimiento de tratamiento por carblxilación de superficies metálicas, uso de este procedimiento para la protección temporal contra la corrosión y procedimiento de fabricación de una chapa conformada así corboxilada. Download PDFInfo
- Publication number
- ES2355438T3 ES2355438T3 ES06847093T ES06847093T ES2355438T3 ES 2355438 T3 ES2355438 T3 ES 2355438T3 ES 06847093 T ES06847093 T ES 06847093T ES 06847093 T ES06847093 T ES 06847093T ES 2355438 T3 ES2355438 T3 ES 2355438T3
- Authority
- ES
- Spain
- Prior art keywords
- mixture
- acids
- bath
- eutectic
- carboxylation
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 31
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 title claims description 30
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 title claims description 30
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims description 5
- 230000008569 process Effects 0.000 title claims description 5
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims abstract description 95
- 230000005496 eutectics Effects 0.000 claims abstract description 64
- 230000021523 carboxylation Effects 0.000 claims abstract description 44
- 238000006473 carboxylation reaction Methods 0.000 claims abstract description 44
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims abstract description 39
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims abstract description 37
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims abstract description 36
- 230000001590 oxidative effect Effects 0.000 claims abstract description 32
- 239000011701 zinc Substances 0.000 claims abstract description 32
- 239000002253 acid Substances 0.000 claims abstract description 29
- 150000007513 acids Chemical class 0.000 claims abstract description 24
- 229910052725 zinc Inorganic materials 0.000 claims abstract description 23
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 22
- HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N Zinc Chemical compound [Zn] HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 21
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 claims abstract description 18
- 239000010959 steel Substances 0.000 claims abstract description 18
- 229920006395 saturated elastomer Polymers 0.000 claims abstract description 16
- 125000004432 carbon atom Chemical group C* 0.000 claims abstract description 15
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 claims abstract description 15
- 239000010949 copper Substances 0.000 claims abstract description 15
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 14
- 150000001735 carboxylic acids Chemical class 0.000 claims abstract description 12
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 claims abstract description 12
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 claims abstract description 11
- 239000000956 alloy Substances 0.000 claims abstract description 11
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 9
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 9
- 150000007524 organic acids Chemical class 0.000 claims abstract description 7
- 235000005985 organic acids Nutrition 0.000 claims abstract description 6
- 238000011282 treatment Methods 0.000 claims description 36
- 235000014113 dietary fatty acids Nutrition 0.000 claims description 33
- 239000000194 fatty acid Substances 0.000 claims description 33
- 229930195729 fatty acid Natural products 0.000 claims description 33
- 150000004665 fatty acids Chemical class 0.000 claims description 33
- MHAJPDPJQMAIIY-UHFFFAOYSA-N Hydrogen peroxide Chemical compound OO MHAJPDPJQMAIIY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 32
- 239000004094 surface-active agent Substances 0.000 claims description 22
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 claims description 18
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N Ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 15
- SWXVUIWOUIDPGS-UHFFFAOYSA-N diacetone alcohol Chemical compound CC(=O)CC(C)(C)O SWXVUIWOUIDPGS-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 12
- MFKRHJVUCZRDTF-UHFFFAOYSA-N 3-methoxy-3-methylbutan-1-ol Chemical group COC(C)(C)CCO MFKRHJVUCZRDTF-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 8
- 229910001335 Galvanized steel Inorganic materials 0.000 claims description 8
- 239000008397 galvanized steel Substances 0.000 claims description 8
- 239000006184 cosolvent Substances 0.000 claims description 7
- IAZDPXIOMUYVGZ-UHFFFAOYSA-N Dimethylsulphoxide Chemical compound CS(C)=O IAZDPXIOMUYVGZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- SECXISVLQFMRJM-UHFFFAOYSA-N N-Methylpyrrolidone Chemical compound CN1CCCC1=O SECXISVLQFMRJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 239000004952 Polyamide Substances 0.000 claims description 6
- 239000002270 dispersing agent Substances 0.000 claims description 6
- POULHZVOKOAJMA-UHFFFAOYSA-N dodecanoic acid Chemical compound CCCCCCCCCCCC(O)=O POULHZVOKOAJMA-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- IPCSVZSSVZVIGE-UHFFFAOYSA-N hexadecanoic acid Chemical compound CCCCCCCCCCCCCCCC(O)=O IPCSVZSSVZVIGE-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 229920002647 polyamide Polymers 0.000 claims description 6
- BDERNNFJNOPAEC-UHFFFAOYSA-N propan-1-ol Chemical compound CCCO BDERNNFJNOPAEC-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 229910001297 Zn alloy Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 239000000374 eutectic mixture Substances 0.000 claims description 4
- 239000003921 oil Substances 0.000 claims description 4
- 229960001922 sodium perborate Drugs 0.000 claims description 4
- YKLJGMBLPUQQOI-UHFFFAOYSA-M sodium;oxidooxy(oxo)borane Chemical compound [Na+].[O-]OB=O YKLJGMBLPUQQOI-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 4
- 239000005639 Lauric acid Substances 0.000 claims description 3
- 235000021314 Palmitic acid Nutrition 0.000 claims description 3
- 229920006243 acrylic copolymer Polymers 0.000 claims description 3
- 150000002191 fatty alcohols Chemical class 0.000 claims description 3
- WQEPLUUGTLDZJY-UHFFFAOYSA-N n-Pentadecanoic acid Natural products CCCCCCCCCCCCCCC(O)=O WQEPLUUGTLDZJY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 229920000847 nonoxynol Polymers 0.000 claims description 3
- 229920005862 polyol Polymers 0.000 claims description 3
- 150000003077 polyols Chemical class 0.000 claims description 3
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 claims description 3
- 239000001993 wax Substances 0.000 claims description 3
- JNYAEWCLZODPBN-JGWLITMVSA-N (2r,3r,4s)-2-[(1r)-1,2-dihydroxyethyl]oxolane-3,4-diol Chemical class OC[C@@H](O)[C@H]1OC[C@H](O)[C@H]1O JNYAEWCLZODPBN-JGWLITMVSA-N 0.000 claims description 2
- 125000000217 alkyl group Chemical group 0.000 claims description 2
- SNQQPOLDUKLAAF-UHFFFAOYSA-N nonylphenol Chemical class CCCCCCCCCC1=CC=CC=C1O SNQQPOLDUKLAAF-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 48
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 37
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 24
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 21
- 239000002609 medium Substances 0.000 description 17
- 239000000839 emulsion Substances 0.000 description 16
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 13
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 10
- 239000007800 oxidant agent Substances 0.000 description 10
- 239000000523 sample Substances 0.000 description 10
- MUBZPKHOEPUJKR-UHFFFAOYSA-N Oxalic acid Chemical compound OC(=O)C(O)=O MUBZPKHOEPUJKR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- 238000004090 dissolution Methods 0.000 description 8
- 230000010287 polarization Effects 0.000 description 8
- 239000002904 solvent Substances 0.000 description 8
- 239000000047 product Substances 0.000 description 7
- HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M Sodium hydroxide Chemical compound [OH-].[Na+] HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 6
- 150000007942 carboxylates Chemical class 0.000 description 6
- 239000011133 lead Substances 0.000 description 6
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 6
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 6
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N aluminium oxide Inorganic materials [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 5
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 5
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 5
- 239000003960 organic solvent Substances 0.000 description 5
- 235000003441 saturated fatty acids Nutrition 0.000 description 5
- 150000004671 saturated fatty acids Chemical class 0.000 description 5
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 5
- 102100034871 C-C motif chemokine 8 Human genes 0.000 description 4
- 101000946794 Homo sapiens C-C motif chemokine 8 Proteins 0.000 description 4
- OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N Phosphorus Chemical compound [P] OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 4
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 description 4
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 4
- 229910052593 corundum Inorganic materials 0.000 description 4
- 238000006731 degradation reaction Methods 0.000 description 4
- 239000000428 dust Substances 0.000 description 4
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 4
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 4
- 229910001845 yogo sapphire Inorganic materials 0.000 description 4
- 238000002441 X-ray diffraction Methods 0.000 description 3
- 230000006399 behavior Effects 0.000 description 3
- 150000001768 cations Chemical class 0.000 description 3
- 238000005238 degreasing Methods 0.000 description 3
- 230000002349 favourable effect Effects 0.000 description 3
- 230000001050 lubricating effect Effects 0.000 description 3
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 3
- 229910052698 phosphorus Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000011574 phosphorus Substances 0.000 description 3
- 238000001556 precipitation Methods 0.000 description 3
- 239000013074 reference sample Substances 0.000 description 3
- 239000000344 soap Substances 0.000 description 3
- UIIMBOGNXHQVGW-UHFFFAOYSA-M Sodium bicarbonate Chemical compound [Na+].OC([O-])=O UIIMBOGNXHQVGW-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 2
- FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M Sodium chloride Chemical compound [Na+].[Cl-] FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 2
- 235000021355 Stearic acid Nutrition 0.000 description 2
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 2
- 150000001732 carboxylic acid derivatives Chemical class 0.000 description 2
- 239000000470 constituent Substances 0.000 description 2
- GHVNFZFCNZKVNT-UHFFFAOYSA-N decanoic acid Chemical compound CCCCCCCCCC(O)=O GHVNFZFCNZKVNT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 2
- 238000005461 lubrication Methods 0.000 description 2
- 239000002480 mineral oil Substances 0.000 description 2
- QIQXTHQIDYTFRH-UHFFFAOYSA-N octadecanoic acid Chemical compound CCCCCCCCCCCCCCCCCC(O)=O QIQXTHQIDYTFRH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- OQCDKBAXFALNLD-UHFFFAOYSA-N octadecanoic acid Natural products CCCCCCCC(C)CCCCCCCCC(O)=O OQCDKBAXFALNLD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 235000006408 oxalic acid Nutrition 0.000 description 2
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 2
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 2
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 2
- 239000002244 precipitate Substances 0.000 description 2
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 2
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 2
- 238000007670 refining Methods 0.000 description 2
- 239000012418 sodium perborate tetrahydrate Substances 0.000 description 2
- IBDSNZLUHYKHQP-UHFFFAOYSA-N sodium;3-oxidodioxaborirane;tetrahydrate Chemical compound O.O.O.O.[Na+].[O-]B1OO1 IBDSNZLUHYKHQP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000008117 stearic acid Substances 0.000 description 2
- -1 unsaturated aliphatic monocarboxylic Chemical class 0.000 description 2
- 230000000007 visual effect Effects 0.000 description 2
- SCYULBFZEHDVBN-UHFFFAOYSA-N 1,1-Dichloroethane Chemical compound CC(Cl)Cl SCYULBFZEHDVBN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- NLMKTBGFQGKQEV-UHFFFAOYSA-N 2-[2-[2-[2-[2-[2-[2-[2-[2-[2-[2-[2-[2-[2-[2-[2-[2-[2-[2-(2-hexadecoxyethoxy)ethoxy]ethoxy]ethoxy]ethoxy]ethoxy]ethoxy]ethoxy]ethoxy]ethoxy]ethoxy]ethoxy]ethoxy]ethoxy]ethoxy]ethoxy]ethoxy]ethoxy]ethoxy]ethanol Chemical compound CCCCCCCCCCCCCCCCOCCOCCOCCOCCOCCOCCOCCOCCOCCOCCOCCOCCOCCOCCOCCOCCOCCOCCOCCOCCO NLMKTBGFQGKQEV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 101150061900 Ambn gene Proteins 0.000 description 1
- 244000188595 Brassica sinapistrum Species 0.000 description 1
- 235000004977 Brassica sinapistrum Nutrition 0.000 description 1
- 239000005632 Capric acid (CAS 334-48-5) Substances 0.000 description 1
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical group [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- KCXVZYZYPLLWCC-UHFFFAOYSA-N EDTA Chemical compound OC(=O)CN(CC(O)=O)CCN(CC(O)=O)CC(O)=O KCXVZYZYPLLWCC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 235000021360 Myristic acid Nutrition 0.000 description 1
- TUNFSRHWOTWDNC-UHFFFAOYSA-N Myristic acid Natural products CCCCCCCCCCCCCC(O)=O TUNFSRHWOTWDNC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000007832 Na2SO4 Substances 0.000 description 1
- MVWDJLOUEUAWIE-UHFFFAOYSA-N O=C=O.O=C=O Chemical compound O=C=O.O=C=O MVWDJLOUEUAWIE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910019142 PO4 Inorganic materials 0.000 description 1
- 208000031481 Pathologic Constriction Diseases 0.000 description 1
- PMZURENOXWZQFD-UHFFFAOYSA-L Sodium Sulfate Chemical compound [Na+].[Na+].[O-]S([O-])(=O)=O PMZURENOXWZQFD-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N Sulfuric acid Chemical compound OS(O)(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000009825 accumulation Methods 0.000 description 1
- IRYSNLPWOIOTED-UHFFFAOYSA-N acetic acid ethane-1,2-diamine Chemical compound CC(O)=O.CC(O)=O.CC(O)=O.CC(O)=O.NCCN.NCCN IRYSNLPWOIOTED-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000002378 acidificating effect Effects 0.000 description 1
- 230000009471 action Effects 0.000 description 1
- 230000003213 activating effect Effects 0.000 description 1
- 238000012271 agricultural production Methods 0.000 description 1
- 125000001931 aliphatic group Chemical group 0.000 description 1
- 150000004645 aluminates Chemical class 0.000 description 1
- ILRRQNADMUWWFW-UHFFFAOYSA-K aluminium phosphate Chemical compound O1[Al]2OP1(=O)O2 ILRRQNADMUWWFW-UHFFFAOYSA-K 0.000 description 1
- 239000012080 ambient air Substances 0.000 description 1
- 150000001413 amino acids Chemical class 0.000 description 1
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 1
- 150000001450 anions Chemical class 0.000 description 1
- 239000012736 aqueous medium Substances 0.000 description 1
- 239000003125 aqueous solvent Substances 0.000 description 1
- 239000012298 atmosphere Substances 0.000 description 1
- 239000003899 bactericide agent Substances 0.000 description 1
- 239000006172 buffering agent Substances 0.000 description 1
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000001734 carboxylic acid salts Chemical class 0.000 description 1
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- 238000012512 characterization method Methods 0.000 description 1
- 239000002738 chelating agent Substances 0.000 description 1
- PBAYDYUZOSNJGU-UHFFFAOYSA-N chelidonic acid Natural products OC(=O)C1=CC(=O)C=C(C(O)=O)O1 PBAYDYUZOSNJGU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 150000001860 citric acid derivatives Chemical class 0.000 description 1
- 150000001868 cobalt Chemical class 0.000 description 1
- 230000000295 complement effect Effects 0.000 description 1
- 230000000536 complexating effect Effects 0.000 description 1
- 239000008139 complexing agent Substances 0.000 description 1
- 230000006378 damage Effects 0.000 description 1
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 1
- 230000001419 dependent effect Effects 0.000 description 1
- 238000000151 deposition Methods 0.000 description 1
- 230000008021 deposition Effects 0.000 description 1
- 150000001991 dicarboxylic acids Chemical class 0.000 description 1
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 description 1
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 1
- 238000005553 drilling Methods 0.000 description 1
- 238000010410 dusting Methods 0.000 description 1
- 230000005518 electrochemistry Effects 0.000 description 1
- 238000004070 electrodeposition Methods 0.000 description 1
- 239000003792 electrolyte Substances 0.000 description 1
- 239000010408 film Substances 0.000 description 1
- 235000013305 food Nutrition 0.000 description 1
- 239000003517 fume Substances 0.000 description 1
- 230000004927 fusion Effects 0.000 description 1
- 238000005246 galvanizing Methods 0.000 description 1
- 230000035784 germination Effects 0.000 description 1
- 230000002209 hydrophobic effect Effects 0.000 description 1
- 238000007654 immersion Methods 0.000 description 1
- 239000003112 inhibitor Substances 0.000 description 1
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 description 1
- 229910052745 lead Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000314 lubricant Substances 0.000 description 1
- 229910052749 magnesium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011777 magnesium Substances 0.000 description 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 1
- 150000002736 metal compounds Chemical class 0.000 description 1
- 229910000000 metal hydroxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000004692 metal hydroxides Chemical class 0.000 description 1
- 229910001463 metal phosphate Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 1
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 1
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 description 1
- 230000007935 neutral effect Effects 0.000 description 1
- MGFYIUFZLHCRTH-UHFFFAOYSA-N nitrilotriacetic acid Chemical compound OC(=O)CN(CC(O)=O)CC(O)=O MGFYIUFZLHCRTH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000002736 nonionic surfactant Substances 0.000 description 1
- 231100000252 nontoxic Toxicity 0.000 description 1
- 230000003000 nontoxic effect Effects 0.000 description 1
- 150000003891 oxalate salts Chemical class 0.000 description 1
- MRDKYAYDMCRFIT-UHFFFAOYSA-N oxalic acid;phosphoric acid Chemical compound OP(O)(O)=O.OC(=O)C(O)=O MRDKYAYDMCRFIT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 150000004965 peroxy acids Chemical class 0.000 description 1
- NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-K phosphate Chemical compound [O-]P([O-])([O-])=O NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-K 0.000 description 1
- 239000010452 phosphate Substances 0.000 description 1
- 238000007747 plating Methods 0.000 description 1
- 239000011241 protective layer Substances 0.000 description 1
- 230000009257 reactivity Effects 0.000 description 1
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 description 1
- 238000007493 shaping process Methods 0.000 description 1
- 235000017557 sodium bicarbonate Nutrition 0.000 description 1
- 229910000030 sodium bicarbonate Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011780 sodium chloride Substances 0.000 description 1
- 229910052938 sodium sulfate Inorganic materials 0.000 description 1
- 235000011152 sodium sulphate Nutrition 0.000 description 1
- 230000007928 solubilization Effects 0.000 description 1
- 238000005063 solubilization Methods 0.000 description 1
- 241000894007 species Species 0.000 description 1
- 229910001220 stainless steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000006467 substitution reaction Methods 0.000 description 1
- 235000011149 sulphuric acid Nutrition 0.000 description 1
- 238000010301 surface-oxidation reaction Methods 0.000 description 1
- 239000000725 suspension Substances 0.000 description 1
- 230000002194 synthesizing effect Effects 0.000 description 1
- 238000005496 tempering Methods 0.000 description 1
- 239000010409 thin film Substances 0.000 description 1
- 150000003608 titanium Chemical class 0.000 description 1
- 231100000331 toxic Toxicity 0.000 description 1
- 230000002588 toxic effect Effects 0.000 description 1
- 230000001988 toxicity Effects 0.000 description 1
- 231100000419 toxicity Toxicity 0.000 description 1
- 230000002110 toxicologic effect Effects 0.000 description 1
- 231100000027 toxicology Toxicity 0.000 description 1
- 238000002604 ultrasonography Methods 0.000 description 1
- 235000013311 vegetables Nutrition 0.000 description 1
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
- C23C22/00—Chemical surface treatment of metallic material by reaction of the surface with a reactive liquid, leaving reaction products of surface material in the coating, e.g. conversion coatings, passivation of metals
- C23C22/05—Chemical surface treatment of metallic material by reaction of the surface with a reactive liquid, leaving reaction products of surface material in the coating, e.g. conversion coatings, passivation of metals using aqueous solutions
- C23C22/06—Chemical surface treatment of metallic material by reaction of the surface with a reactive liquid, leaving reaction products of surface material in the coating, e.g. conversion coatings, passivation of metals using aqueous solutions using aqueous acidic solutions with pH less than 6
- C23C22/48—Chemical surface treatment of metallic material by reaction of the surface with a reactive liquid, leaving reaction products of surface material in the coating, e.g. conversion coatings, passivation of metals using aqueous solutions using aqueous acidic solutions with pH less than 6 not containing phosphates, hexavalent chromium compounds, fluorides or complex fluorides, molybdates, tungstates, vanadates or oxalates
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
- C10M—LUBRICATING COMPOSITIONS; USE OF CHEMICAL SUBSTANCES EITHER ALONE OR AS LUBRICATING INGREDIENTS IN A LUBRICATING COMPOSITION
- C10M173/00—Lubricating compositions containing more than 10% water
- C10M173/02—Lubricating compositions containing more than 10% water not containing mineral or fatty oils
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
- C23C22/00—Chemical surface treatment of metallic material by reaction of the surface with a reactive liquid, leaving reaction products of surface material in the coating, e.g. conversion coatings, passivation of metals
- C23C22/05—Chemical surface treatment of metallic material by reaction of the surface with a reactive liquid, leaving reaction products of surface material in the coating, e.g. conversion coatings, passivation of metals using aqueous solutions
- C23C22/06—Chemical surface treatment of metallic material by reaction of the surface with a reactive liquid, leaving reaction products of surface material in the coating, e.g. conversion coatings, passivation of metals using aqueous solutions using aqueous acidic solutions with pH less than 6
- C23C22/48—Chemical surface treatment of metallic material by reaction of the surface with a reactive liquid, leaving reaction products of surface material in the coating, e.g. conversion coatings, passivation of metals using aqueous solutions using aqueous acidic solutions with pH less than 6 not containing phosphates, hexavalent chromium compounds, fluorides or complex fluorides, molybdates, tungstates, vanadates or oxalates
- C23C22/50—Treatment of iron or alloys based thereon
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
- C23C22/00—Chemical surface treatment of metallic material by reaction of the surface with a reactive liquid, leaving reaction products of surface material in the coating, e.g. conversion coatings, passivation of metals
- C23C22/05—Chemical surface treatment of metallic material by reaction of the surface with a reactive liquid, leaving reaction products of surface material in the coating, e.g. conversion coatings, passivation of metals using aqueous solutions
- C23C22/06—Chemical surface treatment of metallic material by reaction of the surface with a reactive liquid, leaving reaction products of surface material in the coating, e.g. conversion coatings, passivation of metals using aqueous solutions using aqueous acidic solutions with pH less than 6
- C23C22/48—Chemical surface treatment of metallic material by reaction of the surface with a reactive liquid, leaving reaction products of surface material in the coating, e.g. conversion coatings, passivation of metals using aqueous solutions using aqueous acidic solutions with pH less than 6 not containing phosphates, hexavalent chromium compounds, fluorides or complex fluorides, molybdates, tungstates, vanadates or oxalates
- C23C22/53—Treatment of zinc or alloys based thereon
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
- C23C22/00—Chemical surface treatment of metallic material by reaction of the surface with a reactive liquid, leaving reaction products of surface material in the coating, e.g. conversion coatings, passivation of metals
- C23C22/05—Chemical surface treatment of metallic material by reaction of the surface with a reactive liquid, leaving reaction products of surface material in the coating, e.g. conversion coatings, passivation of metals using aqueous solutions
- C23C22/06—Chemical surface treatment of metallic material by reaction of the surface with a reactive liquid, leaving reaction products of surface material in the coating, e.g. conversion coatings, passivation of metals using aqueous solutions using aqueous acidic solutions with pH less than 6
- C23C22/48—Chemical surface treatment of metallic material by reaction of the surface with a reactive liquid, leaving reaction products of surface material in the coating, e.g. conversion coatings, passivation of metals using aqueous solutions using aqueous acidic solutions with pH less than 6 not containing phosphates, hexavalent chromium compounds, fluorides or complex fluorides, molybdates, tungstates, vanadates or oxalates
- C23C22/56—Treatment of aluminium or alloys based thereon
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
- Chemical Treatment Of Metals (AREA)
- Preventing Corrosion Or Incrustation Of Metals (AREA)
- Coating With Molten Metal (AREA)
- Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
Abstract
Procedimiento de conversión por carboxilación de una superficie metálica elegida entre cinc, hierro, aluminio, cobre, plomo y sus aleaciones, aceros galvanizados o electrocincados, aluminados, cobreados, en condiciones oxidantes frente al metal, mediante la puesta en contacto con un baño acuoso o hidroorgánico que contiene una mezcla de ácidos orgánicos, caracterizado porque: - dichos ácidos orgánicos son ácidos carboxílicos lineales saturados que comprenden de 10 a 18 átomos de carbono; - dicha mezcla es una mezcla binaria o ternaria de dichos ácidos; - las proporciones respectivas de estos ácidos son tales que: * para una mezcla binaria, x ± 5% - y ± 5%, siendo x e y, en porcentajes molares, las proporciones respectivas de los dos ácidos en una mezcla con la composición eutéctica; * para una mezcla ternaria, x ± 3% - y ± 3% - z ± 3%, siendo x, y y z, en porcentaje molar, las proporciones respectivas de los tres ácidos en una mezcla con la composición eutéctica; - la concentración de dicha mezcla en dicho baño es superior o igual a 20 g/l.
Description
La invención se refiere a un procedimiento para la formación de capas de conversión sobre una superficie metálica elegida entre cinc, hierro, aluminio, cobre, plomo y sus aleaciones, así como sobre aceros galvanizados, electrocincados, aluminados y cobreados, que permite producir a velocidad elevada capas de conversión formadas por cristales de muy pequeño tamaño, de 1 a 20 µm. 5
Cuando se aplican antes de la conformación de la chapa, estos tratamientos de conversión de superficies metálicas tienen generalmente al menos uno de los efectos siguientes:
- - la mejora de las propiedades de fricción con lubricación en mecánica, por ejemplo, para la embutición de chapas, sin recurrir a aceites minerales contaminantes;
- - la protección temporal contra la corrosión, pudiendo eliminarse fácilmente la capa de conversión cuando ya no 10 es útil.
Para este primer tipo de aplicaciones, se pueden usar tratamientos idénticos a los tratamientos que se denominan habitualmente de prefosforación y desembocan en la deposición de una capa de fosfato metálico cuyo gramaje (peso de capa) es del orden de 1 a 1,5 g/m2.
Estos diferentes tratamientos de conversión consisten generalmente en una disolución anódica de los 15 elementos metálicos de la superficie, seguida de una precipitación sobre esta superficie de los compuestos formados por la reacción de los elementos metálicos disueltos con las especies presentes en el baño de conversión. La disolución necesita crear condiciones oxidantes frente al metal de la superficie y tiene lugar generalmente en medio ácido. La precipitación de los compuestos metálicos para formar la capa de conversión necesita una concentración suficientemente elevada y está favorecida por un medio convertido en localmente ácido bajo el efecto de la disolución 20 del metal. Es la naturaleza y la estructura de los compuestos precipitados sobre la superficie lo que determina el grado de protección contra la corrosión, de mejora de las propiedades tribológicas y/o de adherencia, así como otras propiedades de la capa.
Para asegurar la oxidación superficial del metal de la superficie a tratar y favorecer su disolución, se puede proceder de manera química o electroquímica, con la ayuda de un agente químico de oxidación del metal que se 25 introduce en la solución de tratamiento, y/o mediante polarización eléctrica de la superficie sometiéndola a la acción de la solución de tratamiento.
Además de un eventual agente oxidante, los baños de conversión contienen esencialmente aniones y cationes susceptibles de formar compuestos insolubles con el metal disuelto de la superficie. Los principales tratamientos de conversión aplicados a aceros son así los tratamientos de cromación sobre acero cincado (mediante galvanización por 30 temple o electrocincado) o aluminado, de fosforación sobre aceros desnudos no aleados o sobre aceros revestidos, o bien incluso de oxalación sobre aceros aleados tales como aceros inoxidables, por ejemplo.
Después de la puesta en contacto con un baño de conversión, generalmente la superficie tratada se aclara para eliminar los componentes de la superficie y/o de la solución de tratamiento que no hayan reaccionado, después se seca esta superficie, especialmente para endurecer la capa de conversión y/o para mejorar las propiedades. 35
Las condiciones de aplicación, la naturaleza y concentración de los aditivos tienen una influencia importante sobre la estructura, morfología y compacidad de la capa de conversión obtenida, por tanto sobre sus propiedades.
El tratamiento de conversión puede estar precedido él mismo por un pretratamiento, constituido generalmente por un desgrasado y un aclarado previos de la superficie, seguidos de una operación denominada de afinado con la ayuda de una solución de pretratamiento adaptada para crear y/o favorecer sitios de germinación sobre la superficie a 40 tratar.
Con este fin, se usan normalmente como solución de afinado sobre superficies cincadas soles o suspensiones coloidales de sales de titanio que permiten la obtención posterior de una capa de conversión que presenta cristales más pequeños en una capa más densa.
Al término del tratamiento de conversión, es igualmente posible efectuar un postratamiento para mejorar las 45 propiedades de la capa de conversión. Así, puede efectuarse un postratamiento de cromación sobre una capa de conversión obtenida mediante fosforación.
Los diferentes tratamientos de la técnica anterior, tales como los tratamientos de cromación, fosforación y oxalación, presentan un inconveniente importante que es la toxicidad de estos productos frente a personas y el ambiente en general. Además, cuando se sueldan por puntos chapas que portan dichas capas de conversión, se crean 50
emanaciones de humos tóxicos.
Se ha propuesto en el documento A-02/677324 usar un tratamiento de carboxilación para realizar la conversión de superficies metálicas. Con este fin, se forman capas de conversión mediante la puesta en contacto de la superficie con un baño acuoso, orgánico o hidroorgánico que comprende uno o varios ácidos carboxílicos en solución o en emulsión a una concentración de al menos 0,1 mol/l, y esto en condiciones oxidantes frente a la superficie metálica. Este 5 o estos ácidos son ácidos monocarboxílicos o dicarboxílicos alifáticos saturados o insaturados.
Los tratamientos precisos usados hasta ahora y que recurren a esta última técnica han proporcionado resultados satisfactorios desde numerosos puntos de vista, pero necesitan mejorarse más en ciertos puntos.
Se han obtenido hasta ahora los mejores resultados con el uso de un baño hidroorgánico que contiene por lo tanto, además de agua, un codisolvente orgánico del que óptimamente se desearía poder prescindir, especialmente 10 para simplificar la fabricación de la solución de tratamiento y mejorar la higiene y la seguridad en los talleres. Se conservaría solamente entonces una mezcla que comprende agua, el o los ácidos orgánicos, el eventual oxidante y un tensioactivo, constituyendo esta mezcla una emulsión.
Por otro lado, se ha constatado la aparición, en líneas de tratamiento que usan soluciones y emulsiones de carboxilación conocidas, de un fenómeno denominado “empolvamiento” que se atribuye a la fragilidad de los cristales de 15 jabones del revestimiento cuando se enrollan las bobinas de chapas o en el contacto con las herramientas de conformación. Este fenómeno resulta de las importantes fricciones ejercidas sobre la superficie metálica en estas operaciones. Así, en la conformación de una chapa cincada, ésta se recubre de un polvo constituido por partículas basadas en cinc, generadas por la degradación del revestimiento. La acumulación de estas partículas en o sobre las herramientas de conformación puede provocar el daño de los artículos conformados, mediante la formación de resaltos 20 o estricciones. Hay igualmente un riesgo de ruptura de la chapa si esta degradación del revestimiento se traduce en un deslizamiento insuficiente de la chapa bajo la influencia de la herramienta de conformación, aunque previamente se aplique una película lubricante a la superficie de la chapa.
Por último, sigue existiendo una demanda de los usuarios para la obtención de una resistencia a la corrosión más mejorada. 25
El objetivo de la invención es proponer tratamientos por carboxilación de superficies metálicas, especialmente de capas de cinc y de aleación de cinc que revisten chapas de acero galvanizadas y electrocincadas que resuelvan mejor que los tratamientos existentes los problemas que se acaban de citar.
Con este fin, la invención tiene como objeto un procedimiento de conversión por carboxilación de una superficie metálica elegida entre cinc, hierro, aluminio, cobre, plomo y sus aleaciones, aceros galvanizados o electrocincados, 30 aluminados, cobreados, en condiciones oxidantes frente al metal, mediante la puesta en contacto con un baño acuoso o hidroorgánico que contiene una mezcla de ácidos orgánicos, caracterizado porque:
- - dichos ácidos orgánicos son ácidos carboxílicos lineales saturados que comprenden de 10 a 18 átomos de carbono;
- - dicha mezcla es una mezcla binaria o ternaria de dichos ácidos; 35
- - las proporciones respectivas de estos ácidos son tales que:
* para una mezcla binaria, x ± 5% - y ± 5%, siendo x e y, en porcentajes molares, las proporciones respectivas de los dos ácidos en una mezcla con la composición eutéctica;
* para una mezcla ternaria, x ± 3% - y ± 3% - z ± 3%, siendo x, y y z, en porcentaje molar, las proporciones respectivas de los tres ácidos en una mezcla con la composición eutéctica; 40
- - la concentración de dicha mezcla en dicho baño es superior o igual a 20 g/l.
De preferencia, para una mezcla binaria las proporciones respectivas de los ácidos son x ± 3 % - y ± 3 %.
Dichas condiciones oxidantes pueden crearse mediante la presencia en el baño de un compuesto oxidante para la superficie metálica.
Dicho compuesto oxidante puede ser agua oxigenada. 45
Dicho compuesto oxidante puede ser perborato de sodio.
Dichas condiciones oxidantes pueden crearse mediante la aplicación al baño de una corriente eléctrica.
El baño puede ser un baño hidroorgánico e incluir un codisolvente.
Este codisolvente puede elegirse entre 3-metoxi-3-metilbutan-1-ol, etanol, n-propanol, dimetilsulfóxido, N-metil-2-pirrolidona, 4-hidroxi-4-metil-2-pentanona, alcohol diacetona.
Dicho baño puede ser un baño acuoso e incluir un tensioactivo y/o un dispersante.
Dicho tensioactivo puede elegirse entre alquilpoliglucósidos, alcoholes grasos etoxilados, ácidos grasos 5 etoxilados, aceites etoxilados, nonilfenoles etoxilados y ésteres de sorbitán etoxilados.
Dicho dispersante puede elegirse entre los polioles de alto peso molecular, las sales de ácidos carboxílicos tales como copolímeros (met)acrílicos y los derivados de poliamidas tales como ceras de poliamidas.
Dichos ácidos carboxílicos saturados pueden tener cada uno un número par de átomos de carbono.
Dichos ácidos carboxílicos saturados pueden ser ácido láurico y ácido palmítico. 10
Dicha superficie metálica puede ser una chapa de acero galvanizada, y el baño puede incluir un complejante de Al3+.
Preferiblemente, dicha mezcla es una mezcla eutéctica.
La invención tiene igualmente como objeto un uso del procedimiento precedente para la protección temporal contra la corrosión de dicha superficie metálica, según el cual se realiza una conversión por caboxilación de dicha 15 superficie, caracterizado porque dicha conversión se realiza por el procedimiento anterior.
Dicha superficie metálica se puede elegir entre cinc, hierro, aluminio, cobre, plomo y sus aleaciones, los aceros galvanizados, aluminados, cobreados
La invención tiene igualmente como objeto un procedimiento de fabricación de una chapa conformada que presenta una superficie metálica elegida entre cinc, hierro, aluminio, cobre, plomo y sus aleaciones, así como aceros 20 galvanizados, aluminados, cobreados, en el que se efectúa un tratamiento de carboxilación de dicha chapa y se conforma, caracterizado porque dicho tratamiento de carboxilación se efectúa mediante el procedimiento precedente.
Dicha chapa puede ser de acero revestido de cinc o de una aleación de cinc, y se conforma mediante embutición.
Como se habrá entendido, la invención se basa en el uso para formar la solución o emulsión de carboxilación 25 de una eutéctica binaria o ternaria de ácidos grasos lineales saturados C10-C18, o de una mezcla que tiene tal composición eutéctica. Preferiblemente, los ácidos usados son todos ácidos de número par de átomos de carbono. Se prefiere particularmente la eutéctica binaria de ácidos C12-C16. La concentración de la eutéctica o de la mezcla en el baño de carboxilación es superior o igual a 20 g/l.
Debe entenderse que, en esta descripción, el término “eutéctica” designa bien una simple mezcla con la 30 composición de la eutéctica o cercana a la eutéctica que incluye dos o tres ácidos grasos lineales saturados C10-C18, o bien una verdadera eutéctica que tiene esta composición, obtenido por fusión de la mezcla de ácidos grasos
En estas condiciones, resulta posible, aunque no obligatorio, prescindir de codisolvente orgánico, y el baño de tratamiento puede contener sólo l eutéctica o la mezcla de ácidos con la composición del eutéctivo, un tensioactivo y agua, si se obtienen las condiciones oxidantes necesarias mediante medios electroquímicos. Esto es muy ventajoso 35 desde un punto de vista ecológico. Estas condiciones oxidantes pueden obtenerse también mediante medios químicos, a saber, mediante la adición de un compuesto oxidante tal como agua oxigenada. Igualmente, se puede desear añadir uno o varios compuestos químicos que reduzcan el pH del medio, pero en la mayoría de los casos, el pH de 3 a 5 obtenido naturalmente por la mezcla de los compuestos que se han citado será suficientemente ácido, especialmente en el contexto de la carboxilación de chapas de acero cincadas. 40
Se elige una concentración mínima de 20 g/l del eutéctica ya que, por debajo de este límite, la velocidad de formación de la capa carboxilada no es suficiente para obtener una capa de conversión eficaz con una duración de tratamiento compatible con las exigencias industriales.
Se comprenderá mejor la invención con la ayuda de la siguiente descripción, dada por referencia a las figuras adjuntas: 45
- - la figura 1 que esquematiza el diagrama de equilibrio de una mezcla de dos ácidos grasos A y B en función de la temperatura;
- - la figura 2 que representa los diagramas binarios de mezclas de ácidos grasos lineales saturados HC10/HC12 (fig. 2a), HC12/HC16 (fig. 2b), HC16/HC18 (fig. 2c) y HC12/HC18 (fig. 2d), sin estar puestos en solución o diluidos en agua o en un medio hidroorgánico;
- - la figura 3 que muestra la evolución de la resistencia a la polarización con el transcurso del tiempo para diferentes eutécticas y una chapa electrocincada de referencia, estando realizada la carboxilación en medio 5 hidroorgánico;
- - la figura 4 que muestra la evolución del potencial de corrosión con el transcurso del tiempo, en las mismas condiciones que los ensayos de la figura 3;
- - la figura 5 que muestra los resultados de ensayos tribológicos efectuados sobre una muestra de chapa electrocincada carboxilada por una eutéctica HC12/HC16 y sobre una muestra de referencia; 10
- - la figura 6 que muestra los resultados de ensayos análogos a los de la figura 3, realizados en medio de agua + tensioactivo;
- - la figura 7 que muestra los resultados de ensayos análogos a los de la figura 4, realizados en medio de agua + tensioactivo.
- - la figura 8 que muestra los resultados de ensayos tribológicos realizados sobre una muestra de chapa 15 galvanizada por temple carboxilada por una eutéctica HC12/HC16 o una mezcla HC12/HC16 y sobre una muestra de referencia;
En primer lugar, se va a recordar brevemente el principio de la carboxilación de superficies metálicas.
Se ha demostrado ampliamente la capacidad de los monocarboxilatos alifáticos lineales saturados de inhibir la corrosión acuosa de metales (Cu, Fe, Pb, Zn y Mg) en solución neutra y aireada. La protección proporcionada es debida 20 a la presencia de una película fina constituida por cristales de jabón metálico e hidróxido de metal tratado. La capa protectora se forma en condiciones oxidantes y tiene una resistencia estrechamente dependiente de la longitud de la cadena carbonada y de la concentración de carboxilato.
El procedimiento de carboxilación, conocido por sí mismo, se ha aplicado prioritariamente a cinc y a revestimientos cincados. Un baño de carboxilación contiene un ácido carboxílico lineal saturado Cn, de fórmula general 25 (CH3(CH2)n-2COOH), con n ≥ 7, denotado HCn, disuelto en agua o en una mezcla generalmente equivolumétrica de agua:disolvente no acuoso (etanol, …). Se añade un oxidante, tal como agua oxigenada o perborato de sodio, al baño con el fin de producir en la interfase de cinc/solución una cantidad suficiente de cationes Zn++. El pH del baño es cercano a 5. En una variante, las condiciones oxidantes que producen los cationes Zn++ se obtienen haciendo circular una corriente eléctrica entre la superficie a proteger y un contraelectrodo sumergido en el baño. 30
Si se designa el ácido carboxílico como HCn, la reacción esencial de formación de la capa carboxilada en la superficie de cinc es:
Zn2+ + 2 Cn- Zn (Cn)2 ↓
Los compuestos utilizables en el contexto de la invención, así como los ácidos y los tensioactivos, pueden proceder de productos del sector agrario, es decir, de la producción agrícola de uso no alimentario (aceites de tornasol, 35 de lino, de colza). Reemplazan ventajosamente a los aceites minerales contaminantes usados para la lubricación de superficies metálicas y a las soluciones de fosforación y cromación usadas para la protección de estas mismas superficies contra la corrosión.
La eficacia del tratamiento de carboxilación se ha verificado esencialmente en el caso de baños basados en ácidos carboxílicos lineales saturados que incluyen 7 a 18 átomos de carbono, y el ácido esteárico HC18 ha aparecido 40 hasta ahora como un compuesto particularmente ventajoso para optimizar la resistencia a la corrosión acuosa y a la corrosión atmosférica de los revestimientos de jabones de cinc.
Sin embargo, los inventores han constatado que pueden obtenerse resultados más mejorados, tanto en términos de protección contra la corrosión como de comportamiento del revestimiento de carboxilación durante el uso (reducción del empolvamiento) en el caso en que se use una eutéctica o una mezcla con la composición de la eutéctica 45 con dos o tres ácidos carboxílicos lineales saturados de C10 a C18, denominados “ácidos grasos saturados C10-C18”. Dicha eutéctica o mezcla proporciona una mejora significativa de la protección contra la corrosión en comparación con revestimientos obtenidos con la ayuda de un sólo ácido o de una mezcla de ácidos de composición no cercana a una eutéctica. Igualmente, las propiedades lubricantes de estos revestimientos según la invención son excelentes. Permiten prescindir de un engrase del producto revestido en su conformación. 50
Entre los ácidos grasos saturados, se prefieren aquellos que contienen un número par de átomos de carbono.
Los ácidos grasos saturados de número par de átomos de carbono utilizables en el marco de la invención son:
- - ácido cáprico HC10;
- - ácido láurico HC12;
- - ácido mirístico HC14; 5
- - ácido palmítico HC16;
- - ácido esteárico HC18.
El estudio de sus mezclas binarias permite poner en evidencia la existencia de dos proporciones particulares para las que aparecen respectivamente una inflexión y un mínimo en la curva de punto de fusión. La figura 1 esquematiza el diagrama de equilibrio de mezclas de ácidos grasos A y B en función de la temperatura. El mínimo e 10 indica la formación de una eutéctica y el cambio de pendiente en el punto u es debido, de forma general, a la existencia de un compuesto molecular definido como c de fórmula AmBn (m y n designan las fracciones molares de A y B, respectivamente).
Se han realizado estudios sobre mezclas binarias de ácidos grasos saturados de las que uno tiene dos átomos de carbono más que el otro, es decir, del tipo HCn + HCn+2. En este caso, se forma siempre la eutéctica para la 15 composición correspondiente a una molécula del ácido de cadena más larga por tres moléculas del otro. Igualmente, la ruptura (figura 1, punto u) correspondiente al complejo aparece siempre para una proporción molar aproximadamente 1/1.
Las figuras 2b y 2d representan los diagramas binarios HC12/HC16 y HC12/HC18. Se constata que el punto eutéctico e, al igual que el punto de inflexión u correspondiente al complejo, no aparecen respectivamente a 25 y 50%, 20 como es el caso con las mezclas de ácidos cuyas longitudes de cadenas sólo difieren en dos átomos de carbono (fig. 2a para HC10/HC12 y fig. 2c para HC16/HC18). La eutéctica se desplaza hacia concentraciones molares más elevadas del ácido graso más corto. La forma del diagrama binario y las posiciones de los puntos u y e son función de la estabilidad más o menos limitada del complejo. La forma depende de la diferencia entre las longitudes de cadena de los constituyentes, y más exactamente, de la diferencia entre los puntos de fusión de estos dos ácidos grasos. La tabla 1 25 presenta composiciones eutécticas e de diversas mezclas binarias y su punto de fusión Tf(e).
Las composiciones de la eutéctica e dadas en la tabla 1 son aproximadas. Según las publicaciones, pueden variar algunos porcentajes. Estas diferencias son debidas a la pureza de los ácidos grasos usados.
Tabla 1- Propiedades de las mezclas de ácidos grasos estudiados
- Mezclas de HCn
- Composición e (% en moles) Tf(e) (ºC)
- HC10/HC12
- 65/35 18
- HC12/HC14
- 69/31 34,2
- HC12/HC16
- 81/19 32,7
- HC12/HC18
- 81,5/18,5 37,0
- HC14/HC16
- 58/42 42,6
- HC14/HC18
- 61/39 44,1
- HC16/HC18
- 72,5/27,5 51,1
Se han efectuado tratamientos de carboxilación de chapas de acero electrocincadas sobre sus dos caras que 30 hacen uso de estas eutécticas.
Se han desgrasado las chapas en un baño de desgrasado alcalino, parecido a los usados en la fosforación alcalina industrial. A continuación se han aclarado. Después, ha tenido lugar el tratamiento de carboxilación por vía química (presencia de un oxidante en el baño, tal como agua oxigenada o un perborato de sodio tetrahidratado) o electroquímica. 35
Las condiciones oxidantes permiten una reacción rápida entre Zn2+ y Cn-, proporcionando cristales finos de carboxilato de Zn.
En el caso de uso de un oxidante, la experiencia muestra que el agua oxigenada y el perborato de sodio tetrahidratado proporcionan resultados comparables. Se explican las ventajas del uso de un oxidante para el aumento de la cantidad de Zn puesto en solución en la interfase de sustrato/solución, y/o para el aumento local del pH debido a la 5 reducción del siguiente oxidante:
BO3- + 2H+ + 2e- BO2- + H2O
H2O2 + 2H+ + 2e- 2 H2O
Con respecto a la cantidad de agua oxigenada, no debe ser demasiado alta para obtener una buena cobertura de la superficie por los cristales de carboxilato. El agua oxigenada en exceso conlleva una disolución más rápida del 10 carboxilato a perácido. La concentración de H2O2 en la solución es, por ejemplo, de 2 a 15 g/l. Por debajo de 2 g/l, el medio no es generalmente lo bastante oxidante para formar suficiente Zn2+ en solución. La duración de la reacción corre el riesgo entonces de no ser compatible con las exigencias industriales. Por encima de 15 g/l, el medio es generalmente demasiado oxidante y los cristales se forman mal. La concentración óptima se sitúa alrededor de 8 a 12 g/l de H2O2 en la solución. 15
Con relación al agua oxigenada, el perborato de sodio presenta el inconveniente de una menor solubilidad en agua. El uso de agua oxigenada proporciona por tanto una mayor flexibilidad en la elección de las concentraciones de oxidante.
El codisolvente preferido es 3-metoxi-3-metilbutan-1-ol (MMB). Se trata de un disolvente ecológico y biodegradable. Además, su punto de inflamación, que es la temperatura a partir de la cual se vuelve inflamable, es de 20 71ºC, en comparación por ejemplo con el del etanol, que es de 12ºC. El MMB proporciona por tanto condiciones de seguridad mejores que el etanol. Se pueden usar también, especialmente, etanol, n-propanol, dimetilsulfóxido, N-metil-2-pirrolidona, 4-hidroxi-4-metil-2-pentanona o alcohol diacetona.
Con respecto al uso de una eutéctica de ácidos grasos, es una primera ventaja la reducción de la temperatura de fusión con relación al uso de un ácido graso único, como resulta de la figura 2. Esto permite mantener el baño de 25 carboxilación a una temperatura relativamente baja, de aproximadamente 45ºC, en muchos casos, particularmente si se usa un medio hidroorgánico..
La eutéctica se prepara mediante fusión durante varias horas de la mezcla de ácidos grasos que la componen. La mezcla se enfría a continuación lentamente hasta temperatura ambiente.
En los ejemplos que se acaban de describir, se ha tratado de chapas de acero electrocincadas (grosor de capa 30 de Zn: 7,5 µm) para obtener un peso de capa carboxilada comprendido entre 1 y 2 g/m2, del que la experiencia muestra que proporciona una tasa de cobertura máxima de la chapa.
Se evalúa el peso de la capa carboxilada mediante la medición de la diferencia de masa entre el sustrato carboxilado y el sustrato decapado con dicloroetano bajo ultrasonidos, tratamiento que conlleva la disolución de la capa de carboxilación. 35
Se ha ensayado la resistencia a la corrosión acuosa de las muestras de ensayo en una célula electroquímica de tres electrodos clásica, mediante seguimiento del potencial de corrosión y medición de la resistencia de polarización. El electrolito usado es de agua según la norma ASTM D1384-87 (148 mg/l de Na2SO4, 138 mg/l de NaHCO3, 165 mg/l de NaCl, pH: 7,8). Esta solución corrosiva se usa habitualmente para evaluar la eficacia de inhibidores de la corrosión en laboratorio. 40
Se ha estudiado la resistencia a la corrosión atmosférica de muestras de 50 cm2 según la norma DIN 50017 con la ayuda de una cámara climática donde se han dispuesto las muestras verticalmente y sometido a ciclos de 24 h que comprenden cada uno sucesivamente una exposición de 8 horas a una humedad del 100% (agua bidesionizada a 40ºC) y después al aire ambiental durante 16 h. Se ha estimado la degradación del revestimiento mediante observación visual y difracción de rayos X. 45
Se ha evaluado el empolvamiento de las muestras mediante la medición de la diferencia de masa del sustrato antes y después de pasadas sucesivas entre dos rodillos escurridores. La pérdida de masa así medida puede estar ligada a la tendencia al empolvamiento del revestimiento.
Se han efectuado ensayos tribológicos con el fin de evaluar las capacidades lubricantes del revestimiento en la embutición. Se han realizado sobre un tribómetro de plano/plano con control de la fuerza de sujeción, haciendo pasar la 50
muestra de chapa sujeta a una velocidad de 1 a 100 mm/s y midiendo la evolución de la distancia entre las herramientas planas que aseguran la sujeción de la muestra. Se puede determinar así el coeficiente de fricción en función de la presión de fijación.
Se han estudiado particularmente las eutécticas binarias de ácidos grasos de número par de átomos de carbono siguientes: 5
- - HC10/HC12;
- - HC12/HC16;
- - HC12/HC18.
Se han estudiado en primer lugar los revestimientos obtenidos con estas tres eutécticas puesta en solución en medio hidroorgánico en presencia de agua oxigenada. Las composiciones de los baños eran las siguientes: 10
- - medio de 50% en volumen de agua y 50% en volumen de 3-metoxi-3-metilbutan-1-ol (MMB);
- - concentración de H2O2 5 g/l;
- - temperatura de 45°C;
- - composiciones y concentraciones de las eutécticas y duración de la carboxilación según la tabla 2:
Tabla 2: Composiciones y concentraciones de eutécticas ensayadas y duración de la carboxilación 15
- Mezcla
- % en moles de eutéctica Concentración (g/l) Duración de la carboxilación (s)
- HC10/HC12
- 64/35 85 4
- HC12/H16
- 81/19 55 4
- HC12/HC18
- 81,5/18,5 45 2
Se han determinado los tiempos de residencia de las muestras de chapa en el baño para obtener un peso de capa de carboxilación comprendido entre 1 y 1,5 g/m2.
La observación visual al microscopio electrónico de barrido muestra que cada uno de estos depósitos proporciona una cobertura satisfactoria de la superficie de la muestra. Se observan pequeños cristales paralepipédicos de tamaño comprendido entre 5 y 10 µm para las eutécticas HC12/HC16 y HC12/HC18. Para la eutéctica HC10/HC12 los 20 cristales son más bien esféricos o cilíndricos.
El análisis de los depósitos mediante difracción de rayos X muestra que estos depósitos están mal cristalizados. No es un defecto en sí para las propiedades buscadas, pero esto complica la caracterización de los depósitos. Se ha podido determinar, sin embargo, sintetizando carboxilatos de Zn en forma de polvo, que los compuestos formados tienen una estructura cercana a ZnCn1, Cn2, designando Cn1 y Cn2 los iones carboxilato 25 correspondientes a los dos ácidos de la mezcla con la composición eutéctica de n1 y n2 átomos de carbono.
La figura 3 muestra la evolución en el tiempo de la resistencia de polarización Rp de los revestimientos, y la figura 4 muestra esta misma evolución para el potencial de corrosión Ecorr en el agua corrosiva para los tres revestimientos ensayados anteriormente definidos y, a modo de referencia, para un revestimiento electrocincado EG no carboxilado. 30
Se ve que los revestimientos según la invención presentan rendimientos muy superiores a los de los revestimientos resultantes de un simple electrocincado. Para estos, la resistencia a la polarización es del orden de 2 kΩ.cm2, y los revestimientos de carboxilación realizados habitualmente con la ayuda de soluciones de agua-disolvente basadas en un ácido graso único sólo proporcionan una mejora relativamente baja de este valor (hasta 15 kΩ.cm2). En contraposición, los revestimientos según la invención proporcionan valores del orden de 5 a 15 veces superiores a los 35 observados para los revestimientos electrocincados solos. Los revestimientos obtenidos gracias a HC12/HC16 en primer lugar y gracias a HC12/HC18 en segundo lugar proporcionan los mejores resultados en valor absoluto y en estabilidad con el tiempo. En cuanto a los potenciales de corrosión, aquellos de los revestimientos según la invención son superiores en 80 a 140 mV a los valores obtenidos para el revestimiento electrocincado. La HC12/HC16 da un resultado aún mejor. Los revestimientos obtenidos con la ayuda de un ácido graso único en medio de agua-disolvente proporcionan habitualmente 40 potenciales de corrosión del orden de -1020 a -1080 mV, por tanto menos favorables que los de los revestimientos según la invención.
Se ha estimado igualmente la resistencia a la corrosión atmosférica observando el porcentaje de superficie de la muestra corroído al cabo de 20 ciclos de exposición tales como se definen anteriormente.
Aunque un 100% de la superficie de la muestra electrocincada está corroída al cabo de 10 ciclos, no se observa ninguna degradación después de 20 ciclos para la mezcla de HC12/HC16 que presenta los mejores rendimientos. Para las otras mezclas, la superficie corroída después de 20 ciclos representa aproximadamente un 7% 5 (para HC10/HC12) y 10% (para HC12/HC18) de la superficie total. Estos rendimientos son comparables o superiores a los obtenidos con la ayuda de ácidos grasos únicos en medio de agua-disolvente orgánico.
Por otro lado, no se ha observado ningún producto de corrosión recristalizado por difracción de rayos X.
Se han efectuado ensayos de tribología sobre el revestimiento formado con la ayuda de HC12/HC16 mediante comparación con un revestimiento electrocincado. El resultado se reseña en la figura 5, que muestra el coeficiente de 10 fricción del revestimiento en función de la presión de contacto para los dos revestimientos. El comportamiento tribológico del acero electrocincado se degrada sensiblemente con el aumento de la presión de contacto, lo que no es el caso del revestimiento según la invención, que presenta constantemente un coeficiente de fricción bajo, del mismo orden de magnitud que el de los revestimientos formados con la ayuda de ácidos grasos únicos. Este revestimiento se revela bien adaptado para usarse como lubricante en una embutición de una chapa de acero revestida de cinc o de aleación de 15 cinc.
Se ha verificado igualmente que este revestimiento está poco sujeto a empolvamiento. Después de 20 pasadas por rodillos escurridores, se mide una pérdida de capa de 0,2 g/m2, frente a 0,4 g/m2 para un acero revestido por una capa de conversión de Zn(C7)2.
De manera general, los revestimientos de carboxilación obtenidos con la ayuda de mezclas binarias de ácidos 20 grasos con la composición e la eutéctica tienen rendimientos al menos iguales, y a menudo superiores a, desde cualquier punto de vista, a los de los revestimientos obtenidos con la ayuda de ácidos grasos únicos en medio de agua-disolvente. Globalmente, la mezcla HC12/HC16 es la más satisfactoria de las que se han ensayado.
Ensayos complementarios han podido mostrar que, en el proceso de preparación de muestras, una etapa de afinado que permite activar la superficie metálica a tratar no proporciona una mejora significativa de la calidad del 25 revestimiento de carboxilación formado en la etapa siguiente. Por tanto, podrá omitirse generalmente sin grandes inconvenientes, lo que es muy ventajoso desde un punto de vista económico y ecológico.
Otros ensayos han mostrado igualmente que la invención es igualmente aplicable con provecho a revestimientos galvanizados. En este caso, hace falta eliminar sin embargo la capa de alúmina Al2O3 habitualmente presente en la superficie del revestimiento, puesto que ésta reduce la reactividad de la superficie e inhibe la disolución 30 del cinc. Esto puede hacerse añadiendo complejantes de Al3+ al baño de conversión, tales como NaF, ácido dietilendiaminotetraacético (EDTA), ácido nitrilotriacético (NTA), citratos, oxalatos, ciertos aminoácidos, una mezcla de ácido oxálico y fosfato de aluminio.
Otro procedimiento consiste en preparar la superficie antes de la carboxilación eliminando la capa de Al2O3:
- - mediante un desgrasado alcalino (NaOH, tensioactivos, complejantes) para disolver el Al2O3, seguido de una 35 oxidación alcalina (NaOH, sales de hierro y cobalto, complejantes) que remata la eliminación de Al2O3 y precipita una fina capa que contiene Fe y Co que mejora la disolución del cinc en la conversión;
- - o mediante un ataque ácido (H2SO4) en presencia de iones de Ni; el Ni precipita sobre el sustrato en estado metálico y acelera la disolución del cinc en la conversión.
Por otro lado, se han realizado ensayos sobre la mezcla HC12/HC16 con composiciones que se alejan de la 40 eutéctica 81-19%. Se revela que las mezclas 77/23% y 85/15% presentan ya propiedades degradadas con relación a la eutéctica 81/19%, particularmente con respecto a la resistencia de polarización. Estos rendimientos siguen siendo sin embargo mejores que los obtenidos con las soluciones que contienen HC12 o HC16 solos.
De manera general, se considera que el alejamiento de la composición (en % molares) con relación a los x% - y% de la eutéctica no debe superar x ± 5% - y ± 5% y preferiblemente x ± 3% - y ± 3%, para las eutécticas binarias o x ± 45 3%, y ± 3% - z ± 3% para las eutécticas ternarias.
Por otro lado, existe la necesidad de disponer de un procedimiento en el que los ácidos grasos no tengan necesidad de la presencia de un disolvente orgánico en el medio de carboxilación. Con este fin, se ha verificado especialmente en la eutéctica HC12/HC16 81/19% que era posible obtener buenos resultados suprimiendo el disolvente orgánico y añadiendo un tensioactivo y/o un dispersante al baño de carboxilación. 50
Hace falta por tanto prever una etapa de aclarado para eliminar el tensioactivo, el cual es hidrófilo, con el fin de recuperar el carácter hidrófobo de la capa de carboxilato de Zn y evitar así la corrosión de la chapa.
Como tensioactivos, se han usado compuestos muy variados, generalmente elegidos entre los tensioactivos no iónicos, y especialmente:
- - alquilpoliglicósidos (APG) tales como Agrimul PG 215 CS VP y Glucopon 225 DK/HH de la compañía COGNIS; 5 estos tensioactivos están basados en azúcar, no son tóxicos y tienen una resistencia excepcional a los agentes alcalinos y a las sales;
- - alcoholes grasos etoxilados tales como Brij 58 de la compañía ACROS;
- - ácidos grasos etoxilados saturados o no;
- - aceites etoxilados; 10
- - nonilfenoles etoxilados;
- - ésteres de sorbitán etoxilados.
Como dispersantes, se pueden usar especialmente polioles de alto peso molecular, sales de ácidos carboxílicos tales como copolímeros (met)acrílicos y derivados de poliamidas tales como ceras de poliamidas.
En estas condiciones, el óptimo para la concentración de agua oxigenada se sitúa entre 2 y 8 g/l. 15
Con ácidos grasos únicos, la carboxilación sin disolvente orgánico mediante una simple emulsión acuosa no proporciona revestimientos óptimos para la protección contra la corrosión, puesto que el peso de la capa de carboxilación es relativamente bajo. Por tanto, se ha verificado si el uso de eutécticas de ácidos grasos en estas condiciones podría revelarse más satisfactorio.
Se han preparado así emulsiones de carboxilación que contienen agua, el tensioactivo APG 215 anteriormente 20 citado y la eutéctica HC12/HC16 a 81/19%.
Se ha establecido que a 45ºC se podía obtener una emulsión estable durante al menos 1 hora que contenía hasta al menos un 6% de APG 215 y hasta un 4% de eutéctica. Los porcentajes para el tensioactivo y la eutéctica son porcentajes másicos.
Los experimentos siguientes se han realizado con una emulsión que contenía 3% de eutéctica y 0,1 a 3% de 25 APG 215, en presencia de 5 ó 10 g/l de agua oxigenada.
Las emulsiones ensayadas tenían las composiciones siguientes:
- - A : agua - HC12/HC16 al 3% - APG 215 al 0,1 % - H2O2 5 g/l
- - B : agua - HC12/HC16 al 3% - APG 215 al 1 % - H2O2 5 g/l
- - C : agua - HC12/HC16 al 3% - APG 215 al 3% - H2O2 5 g/l 30
- - D : agua - HC12/HC16 al 3% - APG 215 al 3% - H2O2 10 g/l
Se ha constatado que la emulsión A de baja concentración de APG 215 permite liberar más rápidamente los ácidos grasos. Se alcanza un peso de capa de 1,2 g/m2 en 5 s, mientras que son necesarios 10 s para alcanzar un peso de capa comparable con las otras emulsiones. Para contenidos de APG 215 de 1 a 3%, no se observa un efecto muy marcado de la concentración de tensioactivo. La concentración de oxidante no tiene ya un efecto muy sensible en el 35 intervalo explorado.
El tamaño de cristales no parece estar ligado a la composición de la emulsión. Es más, el producto de carboxilación no está bien cristalizado, y su composición es cercana a ZnC12C16.
Se han realizado mediciones de la resistencia de polarización y del potencial de corrosión en las mismas condiciones que anteriormente, y se han comparado con las obtenidas sobre un revestimiento electrocincado EG. Los 40 resultados se ilustran mediante las figuras 6 y 7, respectivamente.
Resulta que, en la corrosión acuosa, todos los revestimientos proporcionan una resistencia de polarización superior a la del revestimiento electrocincado solo en los primeros minutos de inmersión, después se estabilizan a valores iguales o un poco superiores a los del revestimiento electrocincado. Las emulsiones menos ricas en tensioactivo
proporcionan los mejores resultados. Para el potencial de corrosión, los diferentes revestimientos tienen comportamientos comparables y proporcionan un potencial de corrosión más favorable que el de la chapa electrocincada.
En la corrosión atmosférica, son las emulsiones C y D, las más ricas en tensioactivo, las que presentan los mejores resultados, respectivamente con el 10 y el 20% de superficie corroída al cabo de 20 ciclos. Los resultados 5 tribológicos son igualmente favorables.
Se ha preparado igualmente una mezcla HC12/HC16 en proporciones molares respectivas del 77 y 23% *que por lo tanto se apartan un poco de la eutéctica 81/19%, pero que siguen conforme a la invención) en medio agua/disolvente (MMB).
Se ha puesto esta mezcla en forma de una eutéctica por fusión como se ha indicado anteriormente, y han 10 realizado dos soluciones de carboxilación que utilizan esta mezcla eutéctica.
- - solución 1: 50% de agua + 50% de disolvente en volumen, a la cual se añade un 4% de la eutéctica en masa + 0,095g/l de fosfato de Al + 0,105g/l de ácido oxálico + 5g/l de H2O2.
- - solución 2: 50% de agua + 50% de disolvente en volumen, a la cual se añade un 4% de la eutéctica en masa + 0,1g/l de oxalato de Al + 5g/l de H2O2. 15
La solubilización se lleva a cabo a 45ºC.
A continuación se aplicaron estas soluciones a la carboxilación de ghapas gavanizadas por temple, teniendo la capa de galvanización un espesor de 8µm y un contenido de Al del 0,2 al 0,4% en peso y la habiendo sido galvanización efectuada con un baño de Zn a 450ºC. Los resultados de los ensayos de tribología realizadas a continuación se representan en la figura 8, así como los obtenidos en una muestra de chapa galvanizada de referencia no carboxilada. 20
Esta muestra de referencia presenta un coeficiente de fricción del orden de 0,13 a 17µm según la presión de contacto.
Las chapas carboxiladas según la invención presentan coeficientes de fricción que pueden descender hasta 0,05µm, y siempre muy sensiblemente inferiores, a presión de contacto igual, a los de las chapas de referencia. Se observa igualmente que la sustitución de la mezcla de fosfato de Al + ácido oxálico (solución 1) por oxalato de Al 25 (solución 2) carece de influencia importante sobre las propiedades tribológicas. El hecho de que la composición de la mezcla se aparte ligeramente de la que se da como siendo la de la eutéctica (en la gama de 5% para cada constituyente), no compromete, tampoco, la buena calidad del resultado.
Se ha verificado también que el uso de una mezcla HC12 – HC16 en estas mismas proporciones pero no puestos previamente en forma de una eutéctica dada resultados comparables a los anteriores. Las soluciones 3 y 4, que 30 corresponden respectivamente a composiciones idénticas a las de las soluciones 1 y 2, se han ensayado también.
Como se observa en la figura 8, los resultados de los ensayos de tribología obtenidos con estas soluciones 3 y 4 no se distinguen significativamente de los obtenidos con las soluciones 1 y 2 que contenían verdaderas eutécticas.
Igualmente, todas las soluciones 1 a 4 proporcionaron un depósito recubridor y homogéneo. El peso de la capa formada alcanza 1,2g/m2 al cabo de 3 a 7 s en todos los casos. 35
Para todos estos revestimientos, no se observa corrosión después de 18 ciclos de exposición en las condiciones vistas anteriormente.
En resumen, los rendimientos de los revestimientos de carboxilación formados a partir de eutécticas o de mezclas con la composición de la eutéctica en medio de agua/disolvente orgánico son generalmente superiores a los de revestimientos similares formados mediante emulsiones en medio de agua/tensioactivo. Sin embargo, cuando los 40 rendimientos de los revestimientos formados sin disolvente orgánico se juzgan suficientes, por ejemplo, porque los productos revestidos no están destinados a permanecer mucho tiempo en una atmósfera corrosiva, es ventajoso usarlos, puesto que los riesgos toxicológicos son menores para los manipuladores y para el ambiente. Además, su empleo no necesita controles y postratamiento de efluentes o pocos.
En los experimentos que se han descrito, se han obtenido las condiciones oxidantes con la ayuda de agua 45 oxigenada. Pero, como es conocido, se habrían podido obtener con otros oxidantes, o mediante la aplicación al baño de carboxilación de una corriente eléctrica de intensidad del orden de, por ejemplo, 10 a 25 mA/cm2.
La invención no está limitada a los ejemplos que se han descrito. Particularmente, serían utilizables eutécticas de otras parejas de ácidos grasos lineales saturados C10-C18, tengan estos ácidos cada uno un número par o impar de
átomos de carbono. Se pueden usar igualmente eutécticas de mezclas ternarias de dichos ácidos grasos.
Sin embargo, el uso de ácidos grasos con número par de átomos de carbono es lo que constituye el modo preferido de empleo de la invención. Estos ácidos grasos pares son de origen vegetal y proceden generalmente del sector de los productos agrarios, de fuentes renovables. Los ácidos grasos impares no existen en la naturaleza y deben sintetizarse. Además, las eutécticas de ácidos grasos impares necesitan tratamientos químicos para su preparación. 5
Los baños de conversión pueden contener, de modo facultativo:
- - agentes de regulación del pH o agentes tamponadores para regular las condiciones de formación de la capa de conversión sobre la superficie;
- - aditivos que faciliten el empleo del tratamiento y el reparto del baño sobre la superficie a tratar, como agentes tensioactivos (entendiéndose que la presencia de un tensioactivo es obligatoria cuando el baño es una 10 emulsión acuosa);
- - aditivos que permitan aumentar la duración de la vida del baño como, por ejemplo, agentes quelantes para retardar la precipitación de otros compuestos distintos de los que se desea obtener en la capa de conversión, o agentes bactericidas;
- - agentes acelerantes del tratamiento, y 15
- - aditivos que permitan la dispersión de los ácidos grasos en medio acuoso.
Los tratamientos de conversión según la invención son aplicables a otras superficies metálicas distintas de aceros cincados. Pueden referirse a cualquier superficie metálica susceptible de sufrir una carboxilación, a saber, cinc, hierro, aluminio, cobre, plomo y sus aleaciones, aceros aluminados o cobreados.
Claims (19)
- REIVINDICACIONES1. Procedimiento de conversión por carboxilación de una superficie metálica elegida entre cinc, hierro, aluminio, cobre, plomo y sus aleaciones, aceros galvanizados o electrocincados, aluminados, cobreados, en condiciones oxidantes frente al metal, mediante la puesta en contacto con un baño acuoso o hidroorgánico que contiene una mezcla de ácidos orgánicos, caracterizado porque:
- - dichos ácidos orgánicos son ácidos carboxílicos lineales saturados que comprenden de 10 a 18 átomos de 5 carbono;
- - dicha mezcla es una mezcla binaria o ternaria de dichos ácidos;
- - las proporciones respectivas de estos ácidos son tales que:
* para una mezcla binaria, x ± 5% - y ± 5%, siendo x e y, en porcentajes molares, las proporciones respectivas de los dos ácidos en una mezcla con la composición eutéctica; 10* para una mezcla ternaria, x ± 3% - y ± 3% - z ± 3%, siendo x, y y z, en porcentaje molar, las proporciones respectivas de los tres ácidos en una mezcla con la composición eutéctica;- - la concentración de dicha mezcla en dicho baño es superior o igual a 20 g/l.
- 2. Procedimiento según la reivindicación 1, caracterizado porque la mezcla es binaria y porque las proporciones respectivas de ácidos son x ± 3% - y ± 3%. 15
- 3. Procedimiento según la reivindicación 1 ó 2, caracterizado porque dichas condiciones oxidantes se crean mediante la presencia en el baño de un compuesto oxidante para la superficie metálica
- 4. Procedimiento según la reivindicación 3, caracterizado porque dicho compuesto oxidante es agua oxigenada.
- 5. Procedimiento según la reivindicación 3, caracterizado porque dicho compuesto oxidante es 20 perborato de sodio.
- 6. Procedimiento según la reivindicación 1 ó 2, caracterizado porque dichas condiciones oxidantes se crean mediante la aplicación al baño de una corriente eléctrica.
- 7. Procedimiento según una de las reivindicaciones 1 a 6, caracterizado porque el baño es un baño hidroorgánico y comprende un codisolvente. 25
- 8. Procedimiento según la reivindicación 7, caracterizado porque el codisolvente se elige entre 3-metoxi-3-metilbutan-1-ol, etanol, n-propanol, dimetilsulfóxido, N-metil-2-pirrolidona, 4-hidroxi-4-metil-2-pentanona y alcohol diacetona.
- 9. Procedimiento según una de las reivindicaciones 1 a 6, caracterizado porque dicho baño es un baño acuoso y comprende un tensioactivo y/o un dispersante. 30
- 10. Procedimiento según la reivindicación 9, caracterizado porque dicho tensioactivo se elige entre alquilpoliglucósidos, alcoholes grasos etoxilados, ácidos grasos etoxilados, aceites etoxilados, nonilfenoles etoxilados y ésteres de sorbitán etoxilados.
- 11. Procedimiento según una de las reivindicaciones 9 ó 10, caracterizado porque el dispersante se elige entre los polioles de alto peso molecular, las sales de ácidos carboxílicos tales como copolímeros (met)acrílicos y los 35 derivados de poliamidas tales como ceras de poliamidas.
- 12. Procedimiento según una de las reivindicaciones 1 a 11, caracterizado porque dichos ácidos carboxílicos saturados tienen cada uno un número par de átomos de carbono.
- 13. Procedimiento según la reivindicación 12, caracterizado porque dichos ácidos carboxílicos saturados son ácido láurico y ácido palmítico. 40
- 14. Procedimiento según una de las reivindicaciones 1 a 13, caracterizado porque dicha superficie metálica es una chapa de acero galvanizado, y porque el baño comprende un complejante de Al3+.
- 15. Procedimiento según una de las reivindicaciones 1 a 14 , caracterizado porque dicha mezcla es una mezcla eutéctica.
- 16. Procedimiento de protección temporal contra la corrosión de una superficie metálica, según el cual se realiza una conversión por carboxilación de dicha superficie, caracterizado porque dicha conversión se realiza por el procedimiento según una de las reivindicaciones 1 a 15.
- 17. Procedimiento según al reivindicación 16, caracterizado porque dicha superficie metálica es elegida entre cinc, hierro, aluminio, cobre, plomo y sus aleaciones, los aceros galvanizados, aluminados y cobreados, 5
- 18. Procedimiento de fabricación de una chapa conformada que presenta una superficie metálica elegida entre cinc, hierro, aluminio, cobre, plomo y sus aleaciones, así como aceros galvanizados, aluminados y cobreados, en el que se efectúa un tratamiento de carboxilación de dicha chapa y se conforma, caracterizado porque dicho tratamiento de carboxilación se efectúa según una de las reivindicaciones 1 a 15.
- 19. Procedimiento según la reivindicación 18, caracterizado porque dicha chapa es de acero revestido 10 de cinc o una aleación de cinc y porque se conforma mediante embutición.
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
EP05292773 | 2005-12-22 | ||
EP05292773A EP1801262B1 (fr) | 2005-12-22 | 2005-12-22 | Procédé de traitement par carboxylatation de surfaces métalliques, utilisation de ce procédé pour la protection temporaire contre la corrosion, et procédé de fabrication d'une tôle mise en forme ainsi carboxylatée |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
ES2355438T3 true ES2355438T3 (es) | 2011-03-25 |
Family
ID=36474726
Family Applications (2)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
ES05292773T Active ES2318436T3 (es) | 2005-12-22 | 2005-12-22 | Procedimiento de tratamiento por carboxilacion de superficies metalicas, uso de este procedimiento para la proteccion temporal contra la corrosion y procedimiento de fabricacion de una chapa conformada asi carboxilada. |
ES06847093T Active ES2355438T3 (es) | 2005-12-22 | 2006-12-20 | Procedimiento de tratamiento por carblxilación de superficies metálicas, uso de este procedimiento para la protección temporal contra la corrosión y procedimiento de fabricación de una chapa conformada así corboxilada. |
Family Applications Before (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
ES05292773T Active ES2318436T3 (es) | 2005-12-22 | 2005-12-22 | Procedimiento de tratamiento por carboxilacion de superficies metalicas, uso de este procedimiento para la proteccion temporal contra la corrosion y procedimiento de fabricacion de una chapa conformada asi carboxilada. |
Country Status (19)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US8273189B2 (es) |
EP (2) | EP1801262B1 (es) |
JP (1) | JP4981062B2 (es) |
KR (1) | KR101033913B1 (es) |
CN (1) | CN101448974B (es) |
AR (1) | AR058727A1 (es) |
AT (2) | ATE415504T1 (es) |
BR (1) | BRPI0621113A2 (es) |
CA (1) | CA2632928C (es) |
DE (2) | DE602005011317D1 (es) |
ES (2) | ES2318436T3 (es) |
MA (1) | MA30081B1 (es) |
MX (1) | MX2008007702A (es) |
PL (2) | PL1801262T3 (es) |
RU (1) | RU2384653C1 (es) |
TW (1) | TWI376428B (es) |
UA (1) | UA86726C2 (es) |
WO (1) | WO2007077336A1 (es) |
ZA (1) | ZA200805274B (es) |
Families Citing this family (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN103422085A (zh) * | 2012-05-22 | 2013-12-04 | 广州市泓硕环保科技有限公司 | 一种改善铁或铝基材料对涂料附着力的处理方法及组合物 |
FR3000103B1 (fr) | 2012-12-21 | 2015-04-03 | Total Raffinage Marketing | Composition lubrifiante a base d'ether de polyglycerol |
ES2763038T3 (es) | 2015-04-15 | 2020-05-26 | Henkel Ag & Co Kgaa | Revestimientos finos protectores contra corrosión que incorporan polímeros de poliamidoamina |
CN113106434B (zh) * | 2021-04-12 | 2022-01-04 | 南昌大学 | 一种环保型铝合金化学氧化液及化学氧化方法 |
Family Cites Families (11)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
GB792813A (en) * | 1955-08-22 | 1958-04-02 | American Chem Paint Co | Improvements in or relating to the production of shaped metal articles |
US4373050A (en) * | 1966-06-01 | 1983-02-08 | Amchem Products, Inc. | Process and composition for coating metals |
SE389681B (sv) * | 1971-06-14 | 1976-11-15 | Amchem Prod | Forfarande for beleggning av en metallyta med ett smorjmedelsskikt, varvid ytan bringas i kontakt med en sur vattenlosning innehallande en smorjmedelskomponent och ett oxidationsmedel |
ATE81528T1 (de) * | 1987-07-29 | 1992-10-15 | Ecoform Umformtechnik Gmbh | Schmiermittel fuer die kaltumformung metallischer werkstoffe und verfahren zu seiner herstellung. |
GB2268512B (en) * | 1990-03-13 | 1994-09-28 | Henkel Corp | Compositions and processes for conditioning the surface of formed metal articles |
JP3267853B2 (ja) * | 1996-01-12 | 2002-03-25 | ユシロ化学工業株式会社 | 水溶性潤滑剤組成物及び金属腐食防止方法 |
FR2767079B1 (fr) * | 1997-08-11 | 1999-10-29 | Lorraine Laminage | Procede de traitement de surfaces de toles metalliques pour ameliorer leur aptitude au collage, a l'emboutissage et au degraissage |
TW574353B (en) * | 2000-01-17 | 2004-02-01 | Nihon Parkerizing | Agents, liquid compositions and process for hydrophilization |
FR2822852B1 (fr) * | 2001-03-27 | 2003-12-12 | Usinor | Procede de traitement par carboxylatation de surfaces metalliques |
JP2005068473A (ja) * | 2003-08-21 | 2005-03-17 | Chubu Kiresuto Kk | 表面処理を施した銅または銅合金製品、銅または銅合金の表面処理方法、該表面処理に用いる表面処理剤、並びに該表面処理に用いる表面処理剤キット |
US7223299B2 (en) * | 2003-09-02 | 2007-05-29 | Atotech Deutschland Gmbh | Composition and process for improving the adhesion of a siccative organic coating compositions to metal substrates |
-
2005
- 2005-12-22 EP EP05292773A patent/EP1801262B1/fr not_active Not-in-force
- 2005-12-22 PL PL05292773T patent/PL1801262T3/pl unknown
- 2005-12-22 DE DE602005011317T patent/DE602005011317D1/de active Active
- 2005-12-22 ES ES05292773T patent/ES2318436T3/es active Active
- 2005-12-22 AT AT05292773T patent/ATE415504T1/de active
-
2006
- 2006-12-20 UA UAA200808303A patent/UA86726C2/ru unknown
- 2006-12-20 CN CN200680052258XA patent/CN101448974B/zh not_active Expired - Fee Related
- 2006-12-20 DE DE602006018357T patent/DE602006018357D1/de active Active
- 2006-12-20 WO PCT/FR2006/002814 patent/WO2007077336A1/fr active Application Filing
- 2006-12-20 RU RU2008130099/02A patent/RU2384653C1/ru not_active IP Right Cessation
- 2006-12-20 AT AT06847093T patent/ATE488618T1/de active
- 2006-12-20 EP EP06847093A patent/EP1963545B1/fr not_active Not-in-force
- 2006-12-20 KR KR1020087016185A patent/KR101033913B1/ko not_active IP Right Cessation
- 2006-12-20 ES ES06847093T patent/ES2355438T3/es active Active
- 2006-12-20 JP JP2008546519A patent/JP4981062B2/ja not_active Expired - Fee Related
- 2006-12-20 MX MX2008007702A patent/MX2008007702A/es active IP Right Grant
- 2006-12-20 BR BRPI0621113-5A patent/BRPI0621113A2/pt not_active IP Right Cessation
- 2006-12-20 PL PL06847093T patent/PL1963545T3/pl unknown
- 2006-12-20 CA CA2632928A patent/CA2632928C/fr not_active Expired - Fee Related
- 2006-12-21 TW TW095148238A patent/TWI376428B/zh not_active IP Right Cessation
- 2006-12-26 AR ARP060105769A patent/AR058727A1/es unknown
-
2008
- 2008-06-18 ZA ZA200805274A patent/ZA200805274B/xx unknown
- 2008-06-20 MA MA31067A patent/MA30081B1/fr unknown
-
2009
- 2009-04-09 US US12/421,253 patent/US8273189B2/en not_active Expired - Fee Related
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
US8273189B2 (en) | 2012-09-25 |
BRPI0621113A2 (pt) | 2011-11-29 |
PL1801262T3 (pl) | 2009-05-29 |
CN101448974A (zh) | 2009-06-03 |
ATE488618T1 (de) | 2010-12-15 |
EP1963545A1 (fr) | 2008-09-03 |
JP2009520879A (ja) | 2009-05-28 |
PL1963545T3 (pl) | 2011-07-29 |
CN101448974B (zh) | 2011-09-14 |
MA30081B1 (fr) | 2008-12-01 |
ZA200805274B (en) | 2009-06-24 |
CA2632928C (fr) | 2011-08-09 |
KR20080088596A (ko) | 2008-10-02 |
UA86726C2 (ru) | 2009-05-12 |
JP4981062B2 (ja) | 2012-07-18 |
WO2007077336A1 (fr) | 2007-07-12 |
TWI376428B (en) | 2012-11-11 |
US20090242079A1 (en) | 2009-10-01 |
RU2384653C1 (ru) | 2010-03-20 |
ES2318436T3 (es) | 2009-05-01 |
EP1963545B1 (fr) | 2010-11-17 |
EP1801262B1 (fr) | 2008-11-26 |
CA2632928A1 (fr) | 2007-07-12 |
RU2008130099A (ru) | 2010-01-27 |
ATE415504T1 (de) | 2008-12-15 |
AR058727A1 (es) | 2008-02-20 |
TW200728499A (en) | 2007-08-01 |
MX2008007702A (es) | 2008-09-12 |
DE602005011317D1 (de) | 2009-01-08 |
EP1801262A1 (fr) | 2007-06-27 |
KR101033913B1 (ko) | 2011-05-11 |
DE602006018357D1 (de) | 2010-12-30 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
ES2547566T3 (es) | Compuesto de recubrimiento metálico y método para la deposición de cobre, zinc y estaño adecuado para la producción de una célula solar de película fina | |
ES2425172T3 (es) | Fundente y procedimiento de galvanizado por inmersión en caliente | |
ES2626805T3 (es) | Pasivados de tricromo para el tratamiento de acero galvanizado | |
ES2663684T3 (es) | Recubrimientos de níquel producidos por reducción química y composiciones y métodos para formar los recubrimientos | |
BRPI0720740B1 (pt) | Líquido para tratamento de superfície de metal para revestimento por eletrodeposição de cátion, método de tratamento de superfície de metal, e, material à base de metal | |
ES2355438T3 (es) | Procedimiento de tratamiento por carblxilación de superficies metálicas, uso de este procedimiento para la protección temporal contra la corrosión y procedimiento de fabricación de una chapa conformada así corboxilada. | |
JP4862445B2 (ja) | 電気亜鉛めっき鋼板の製造方法 | |
JP5621398B2 (ja) | 溶融亜鉛めっき用無煙フラックス及びそのフラックスを用いた溶融亜鉛めっき方法 | |
ES2312604T3 (es) | Procedimiento de tratamiento de superficies metalicas por carboxilatacion. | |
Cruz et al. | Cyanide-free copper-silver electroplated coatings on carbon steel exposed to 5% NaClO bleacher | |
JP6006475B2 (ja) | 金属表面への微細構造皮膜形成液 | |
JP2022100934A (ja) | スケール除去剤および金属材の製造方法 | |
JP7432355B2 (ja) | 皮膜を有する基材 | |
JP2010270352A (ja) | 耐食性に優れたMg合金めっき鋼材およびその製造方法 | |
Anawati et al. | Effect of alloying elements Al and Ca on corrosion resistance of plasma anodized Mg alloys | |
Kumar et al. | Structural, mechanical, tribological and corrosion characteristics of dual layer Ni-P/Sr-P coating on AZ91D Mg alloy through environmentally-friendly chemical conversion and electroless routes | |
FR2820439A1 (fr) | Bain acide pour l'electrodeposition d'un alliage zinc-manganese | |
JP4832854B2 (ja) | 黒色クロムめっき液及びそれを用いた黒色クロムめっき方法 | |
JP2021055178A (ja) | アルミニウム合金材及びその製造方法 | |
KR20200007584A (ko) | 마스크 세정용 조성물 및 이를 이용한 마스크 세정 방법 | |
JP2018021227A (ja) | 洗浄液、鋼製溶接構造物の洗浄方法、及び鋼製溶接構造物の製造方法 | |
JPH093534A (ja) | 化成処理性に優れた極低炭素冷延鋼板の製造方法 |