ES2618897T3 - Revestimientos de protección contra la corrosión y procedimientos de producción de los mismos - Google Patents

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Abstract

Composición de revestimiento de protección contra la corrosión a base de una red de silicona que comprende: una primera mezcla que comprende: un primer silano seleccionado de entre el grupo que consiste en metiltriacetoxisilano y dimetildiacetoxisilano; un segundo silano de metiltrimetoxisilano; y un tercer silano seleccionado de entre el grupo que consiste en tetrametoxisilano y tetraetoxisilano, en la que la primera mezcla comprende de 3,0% a 10,0% del primer silano, de 2,0% a 8,0% del segundo silano, y de 0,5% a 3,0% del tercer silano.

Description

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DESCRIPCION
Revestimientos de proteccion contra la corrosion y procedimientos de produccion de los mismos.
Antecedentes
El deterioro de los materiales debido a la corrosion persiste como un problema grave en diversas industrias. Se espera que las perdidas anuales por corrosion de materiales unicamente en los Estados Unidos de America, alcancen los US$350 mil millones o 3-4% del producto interno bruto. Por lo tanto, ha surgido una gran industria alrededor del desarrollo de los revestimientos de proteccion contra la corrosion y similares.
Sin embargo, la tarea de desarrollar revestimientos satisfactorios que brinden proteccion contra la corrosion de metales y aleaciones es una enorme tarea, en parte por las restricciones impuestas por la Environmental Protection Agency (EPA) sobre el uso de sustancias qufmicas medioambientalmente hostiles. Por ejemplo, el aluminio y sus aleaciones historicamente han estado protegidos con revestimientos de conversion de cromato delgado o imprimadores cromados, pero la EPA ha impuesto restricciones sobre el uso de estos revestimientos e imprimadores debido a los riesgos de salud asociados.
Desafortunadamente, las alternativas de los revestimientos de conversion de cromato tambien enfrentan sus propios problemas. Los materiales organicos-inorganicos, hfbridos de ceramica-polfmero (es decir, ceramero) tienen una excelente estabilidad medioambiental, pero su uso a largo plazo en climas agresivos sigue siendo cuestionable. El volumen libre asociado con estos revestimientos hfbridos suele abrir rutas de percolacion a iones y electrolitos que alcanzan el material sustrato e inician la corrosion. Varios revestimientos organicos son susceptibles de difusion interna de la humedad debido a su estructura microporosa, ademas de que tienden a degradarse en presencia de radiacion solar. Los revestimientos inorganicos pueden ser relativamente impermeables y resistentes a la degradacion solar, pero tienden a ser fragiles y susceptibles de ruptura en sustratos flexibles. Los revestimientos de silicona pueden incluir un contenido de hidrocarburos relativamente alto para garantizar una buena adhesion al sustrato, pero tienden a fallar debido a la deslaminacion inducida por la humedad. Incluso los materiales en los que se aplicara revestimiento de proteccion contra la corrosion pueden causar un mal rendimiento. Por ejemplo, la adherencia de los revestimientos de proteccion contra la corrosion en materiales de aluminio puede resultar impedida por la rapida formacion de una capa de oxido inerte en la superficie desnuda del aluminio.
El documento US 5.508.062 A describe un procedimiento para formar un revestimiento protector resistente a la corrosion insoluble sobre un sustrato, que comprende mezclar una composicion que comprende un catalizador de titanio y un silano, en el que el revestimiento se deja hidrolizar con humedad atmosferica y condensa en el lugar para formar el revestimiento insoluble.
Sumario
Se describen unas formas de realizacion de una composicion de proteccion contra la corrosion y procedimientos de su fabricacion usando una mezcla de silanos. La composicion de la proteccion contra la corrosion se puede usar para el revestimiento de distintos tipos de metales y la proteccion contra la corrosion.
La presente invencion describe una composicion de revestimiento de proteccion contra la corrosion a base de una red de silicona que incluye una primera mezcla de tres silanos. El primer silano se selecciona de metiltriacetoxisilano y dimetildiacetoxisilano. El segundo silano es el metiltrimetoxisilano. El tercer silano se selecciona de tetrametoxisilano o tetraetoxisilano, en el que la primera mezcla comprende de 3,0% a 10,0% del primer silano, de 2,0% a 8,0% del segundo silano, y de 0,5% a 3,0% del tercer silano. El procedimiento de fabricacion de dicha composicion de proteccion contra la corrosion incluye la preparacion y la combinacion de diversas mezclas para producir la composicion de proteccion contra la corrosion. El procedimiento incluye una etapa de preparacion de una mezcla preliminar que incluye tres silanos. El primer silano es metiltriacetoxisilano, o dimetildiacetoxisilano. El segundo silano puede ser metiltrimetoxisilano. El tercer silano puede ser tetrametoxisilano o tetraetoxisilano. El procedimiento tambien puede incluir una etapa para preparar una mezcla intermedia. La mezcla intermedia puede incluir la mezcla preliminar y una primera mezcla suplementaria. La primera mezcla suplementaria puede incluir una sal de metal alcalino. El procedimiento puede incluir una etapa adicional para preparar una suspension coloidal. La suspension coloidal puede incluir la mezcla intermedia y una segunda mezcla suplementaria. La segunda mezcla suplementaria puede incluir un alcoxido de titanio. El procedimiento puede incluir una etapa para preparar una composicion de proteccion contra la corrosion. La composicion de proteccion contra la corrosion puede incluir la suspension coloidal y una tercera mezcla suplementaria. La tercera mezcla suplementaria puede incluir un catalizador de estano o un catalizador de titanio.
Lo expuesto anteriormente, junto con otras caracterfsticas, utilidades y ventajas del objeto descrito en la presente memoria resultan evidentes a partir de la siguiente descripcion con mayor detalle de ciertas formas de realizacion, tal como se ilustra en los dibujos adjuntos.
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Breve descripcion de los dibujos
Las formas de realizacion preferidas y otras se describen junto con los dibujos adjuntos, en los que:
La figura 1 ilustra un posible modo de interaccion entre los silanos usados en la composicion y en los procedimientos descritos en la presente memoria;
La figura 2 es un diagrama de flujo que detalla el procedimiento de fabricacion de una composicion de proteccion contra la corrosion, tal como se describe en la presente memoria;
La figura 3 es una serie de imagenes de VIEEW de cupones de aleacion de aluminio revestidos y no revestidos despues de su inmersion en disolucion de NaCl al 3,15% en peso durante 30 dfas;
La figura 4 es una serie de imagenes de VIEEW de cupones de aleacion de aluminio revestidos y no revestidos despues de su inmersion en disolucion de Harrison al 10% durante 30 dfas; y
La figura 5 es una serie de imagenes de VIEEW tomadas de la aleacion de aluminio revestido y no revestido
despues de una exposicion en una Camara de Prueba de Corrosion Cfclica Singleton CCT-10 durante 8 dfas.
Descripcion detallada
La composicion de proteccion contra la corrosion descrita en la presente memoria incluye una primera mezcla de tres silanos distintos. Los tres silanos pueden interactuar para formar finalmente una red que es la base de la composicion de proteccion contra la corrosion. Para crear la red deseada, se pueden seleccionar silanos especfficos para la primera mezcla.
El primer silano incluido en la primera mezcla puede ser metiltriacetoxisilano o dimetildiacetoxisilano. El primer silano se selecciona de entre este grupo debido a la presencia de grupos metilo y grupos acetato en los compuestos. Como parte de la sfntesis de la red de la composicion de proteccion contra la corrosion, los grupos metilo pueden inducir hidrolisis facil de los grupos acetato contenidos en el silano.
El segundo silano incluido en la primera mezcla es el metiltrimetoxisilano. De manera similar al primer silano, el
metiltrimetoxisilano se selecciona como el segundo silano debido a la presencia de los grupos metilo y la capacidad
de los grupos metilo para promover la hidrolisis de los enlaces metoxi en el segundo silano.
El tercer silano incluido en la primera mezcla es el tetrametoxisilano o el tetraetoxisilano. El tercer silano se selecciona como un silano que puede reticular los silanoles formados despues de la hidrolisis en los primer y segundo silanos, y finalmente formar la red de composicion de proteccion contra la corrosion.
Cada uno de los silanos utilizados en la primera mezcla puede ser de aproximadamente 90% a aproximadamente 99% puro. La cantidad de cada silano en la primera mezcla se ajusta de manera que de como resultado la formacion de la red descrita anteriormente. Especfficamente, la primera mezcla comprende de 3,0% a 10,0% de del primer silano, de 2,0% a 8,0% del segundo silano, y de 0,5% a 3,0% del tercer silano. Las desviaciones de estas cantidades pueden dar como resultado unas caracterfsticas indeseables de la composicion de proteccion contra la corrosion. Por ejemplo, unas cantidades en exceso del primer silano en la composicion de proteccion contra la corrosion pueden dar como resultado la corrosion del sustrato cuando se reviste con la composicion de proteccion contra la corrosion. Unas cantidades en exceso del segundo silano pueden dar como resultado un revestimiento que presente unas propiedades de barrera deficientes. Unas cantidades en exceso del tercer silano pueden dar como resultado el agrietamiento en el revestimiento formado por la composicion de proteccion contra la corrosion.
La primera mezcla puede incluir ademas uno o mas disolventes para facilitar la interaccion entre los tres silanos. Se puede usar cualquier disolvente adecuado. En algunas formas de realizacion, el disolvente puede ser isopropanol, metanol, etanol, butanol, o cualquier combinacion de los mismos. La cantidad de disolvente en la primera mezcla puede estar comprendida entre aproximadamente 79,0% y aproximadamente 94,5% de la primera mezcla.
En algunas formas de realizacion, la composicion de proteccion contra la corrosion puede incluir otras mezclas. En algunas formas de realizacion, con la primera mezcla se incluye una segunda mezcla como parte de la composicion de proteccion contra la corrosion. La segunda mezcla puede incluir generalmente una sal de metal alcalino. La sal de metal alcalino puede servir como un regulador del pH. Se puede usar cualquier sal de metal alcalino adecuada. En algunas formas de realizacion, la sal de metal alcalino puede ser bicarbonato de sodio o bicarbonato de potasio. La segunda mezcla tambien puede incluir agua ultrapura. La sal de metal alcalino puede constituir desde aproximadamente 2,0% a aproximadamente 15,0% de la segunda mezcla, y el agua ultrapura puede constituir de aproximadamente 85,0% a aproximadamente 98,0% de la segunda mezcla.
Una tercera mezcla, que tambien se puede incluir como parte de la composicion de proteccion contra la corrosion, puede incluir generalmente un alcoxido de titanio. El alcoxido de titanio se puede incluir en la composicion para
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impartir a la composicion proteccion contra la luz UV. El alcoxido de titanio se puede incorporar en la red de la composicion. Se puede usar cualquier alcoxido de titanio adecuado. En algunas formas de realizacion, el alcoxido de titanio puede ser etoxido de titanio (IV) o metoxido de titanio (IV). La tercera mezcla tambien puede incluir un disolvente. Se puede usar cualquier disolvente adecuado. En algunas formas de realizacion, el disolvente puede ser isopropanol, metanol, etanol, butanol, o cualquier combinacion de los mismos. El alcoxido de titanio puede ascender de aproximadamente 0,1% a aproximadamente 2,0% de la tercera mezcla, y el disolvente puede ascender de aproximadamente 98,0% a aproximadamente 99,9% de la tercera mezcla.
Una cuarta mezcla, que tambien se puede incluir como parte de la composicion de proteccion contra la corrosion, puede incluir generalmente un catalizador de estano o un catalizador de titanio. Se puede usar cualquier catalizador de estano o catalizador de titanio adecuado. En algunas formas de realizacion, el catalizador de estano puede ser dilaurato de dibutilestano, di-n-butildiacetoxiestano, diisooctilmaleato de dibutilestano, di-n-butilbis(2,4- pentanodionato)estano, di-n-butilbutoxicloroestano, dilaurato de dioctilestano, dineodecanoato de dimeltiestano, y bis(neodecanoato)estano. En algunas formas de realizacion, el catalizador de titanio puede ser 2-etilhexoxido de titanio, di-n-butoxido (bis-2,4-pentanodionato) de titanio, diisopropoxido (bis-2,4-pentanodionato) de titanio, diisopropoxido bis(etil-acetoacetato) de titanio, trimetilsiloxido de titanio. El catalizador de estano o de titanio se puede usar para incrementar el proceso de endurecimiento de la composicion de proteccion contra la corrosion.
En algunas formas de realizacion, la cuarta mezcla puede incluir ademas un segundo disolvente y un codisolvente. En la cuarta mezcla se pueden usar cualesquier disolventes adecuados. En algunas formas de realizacion, el segundo disolvente puede ser isopropanol, metanol, etanol, butanol, o cualquier combinacion de los mismos, y el codisolvente puede ser eter dietflico. El codisolvente se puede usar en la cuarta mezcla por su capacidad para limpiar superficies. El catalizador de estano o de titanio puede ascender de aproximadamente 0,05% a aproximadamente 0,20% de la cuarta mezcla, el segundo disolvente puede ascender de aproximadamente 30,0% a aproximadamente 50,0% de la cuarta mezcla, y el codisolvente puede ascender de aproximadamente 50,0% a aproximadamente 70,0% de la cuarta mezcla. En algunas formas de realizacion, el segundo disolvente puede ascender de aproximadamente 40,02% a aproximadamente 40,03% de la cuarta mezcla, y el codisolvente de aproximadamente 59,88% a aproximadamente 59,97% de la cuarta mezcla.
Cuando se usan las cuatro mezclas en la composicion de proteccion contra la corrosion, la primera mezcla puede ascender de aproximadamente 50,0% a aproximadamente 80,0% de la composicion de proteccion contra la corrosion, la segunda mezcla puede ascender de aproximadamente 0% a aproximadamente 10,0% de la composicion de proteccion contra la corrosion, la tercera mezcla puede ascender de aproximadamente 5,0% a aproximadamente 25,0% de la composicion de proteccion contra la corrosion, y la cuarta mezcla puede ascender de aproximadamente 5,0% a aproximadamente 25,0% de la composicion de proteccion contra la corrosion. En algunas formas de realizacion, la primera mezcla puede ascender de aproximadamente 63,0% a aproximadamente 70,0% de la composicion de proteccion contra la corrosion, la segunda mezcla puede ascender de aproximadamente 3,0% a aproximadamente 4,0% de la composicion de proteccion contra la corrosion, la tercera mezcla puede ascender de aproximadamente 13,0% a aproximadamente 17,0% de la composicion de proteccion contra la corrosion, y la cuarta mezcla puede ascender de aproximadamente 13,0% a aproximadamente 17,0% de la composicion de proteccion contra la corrosion.
Haciendo referencia a la figura 1, se muestra un posible mecanismo de reaccion entre las cuatro mezclas.
Un procedimiento para fabricar la composicion de proteccion contra la corrosion descrita en la presente memoria, puede incluir generalmente la preparacion de diversas mezclas y la combinacion de esas mezclas para alcanzar eventualmente la composicion de proteccion contra la corrosion. Haciendo referencia a la figura 2, el procedimiento puede incluir en general una etapa 200 de preparacion de una mezcla preliminar de tres silanos diferentes, una etapa 210 de preparacion de una mezcla intermedia de la mezcla preliminar y una primera mezcla suplementaria que incluye una sal de metal alcalino, una etapa 220 de preparacion de una suspension coloidal de la mezcla intermedia y una segunda mezcla suplementaria que incluye un alcoxido de titanio, y una etapa 230 de preparacion de una composicion de proteccion contra la corrosion de la suspension coloidal y una cuarta mezcla suplementaria que incluye un catalizador de estano o de titanio.
Comenzando con la etapa 200, la mezcla preliminar se puede preparar combinando juntos tres silanos diferentes. La mezcla preliminar puede ser similar o identica a la primera mezcla descrita con mayor detalle anteriormente. Como sucede con la primera mezcla descrita con mayor detalle anteriormente, la mezcla preliminar puede incluir ademas un disolvente, tal como el isopropanol.
Se puede usar cualquier manera para preparar la mezcla preliminar que incluye combinar los tres silanos juntos. En algunas formas de realizacion, la preparacion de la mezcla preliminar puede incluir combinar los tres silanos en un recipiente y exponer a ultrasonidos (“sonicating”) los materiales para promover la interaccion entre los silanos. La exposicion a ultrasonidos se puede llevar a cabo mediante cualquier aparato capaz de exponer a ultrasonidos a las mezclas. La exposicion a ultrasonidos tambien se puede llevar a cabo durante cualquier perfodo de tiempo adecuado. En algunas formas de realizacion, la exposicion a ultrasonidos se lleva a cabo desde aproximadamente 2,0 minutos a aproximadamente 30,0 minutos, y preferentemente durante aproximadamente 15 minutos.
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Con respecto a la etapa 210, la mezcla intermedia se puede preparar combinando la mezcla preliminar con una primera mezcla suplementaria. La primera mezcla suplementaria puede ser similar o identica a la segunda mezcla descrita con mayor detalle anteriormente, incluyendo la presencia de una sal de metal alcalino en la mezcla. Tambien como se describe anteriormente con respecto a la segunda mezcla, la primera mezcla suplementaria puede incluir agua ultrapura. Se puede usar cualquier manera de preparar la primera mezcla suplementaria, que incluye combinar la sal de metal alcalino y el agua ultrapura. En algunas formas de realizacion, la preparacion de la primera mezcla suplementaria puede incluir combinar la sal de metal alcalino y el agua ultrapura en un recipiente y someter a ultrasonidos a los materiales. La exposicion a ultrasonidos se puede llevar a cabo mediante cualquier aparato capaz de someter a ultrasonidos a las mezclas. La exposicion a ultrasonidos tambien se puede llevar a cabo durante cualquier perfodo de tiempo adecuado. En algunas formas de realizacion, la exposicion a ultrasonidos se lleva a cabo durante un tiempo desde aproximadamente 2,0 minutos hasta aproximadamente 30,0 minutos, y preferentemente durante aproximadamente 15 minutos.
Se puede usar cualquier manera de preparar la mezcla intermedia, que incluye combinar la mezcla preliminar y la primera mezcla suplementaria. En algunas formas de realizacion, la preparacion de la mezcla intermedia puede incluir combinar la mezcla preliminar y la primera mezcla suplementaria en un recipiente, y exponer a ultrasonidos a los materiales. La exposicion a ultrasonidos se puede llevar a cabo mediante cualquier aparato capaz de someter a ultrasonidos a las mezclas. La exposicion a ultrasonidos tambien puede se puede llevar a cabo durante cualquier perfodo de tiempo adecuado. En algunas formas de realizacion, la exposicion a ultrasonidos se lleva a cabo durante un tiempo de aproximadamente 2,0 minutos a aproximadamente 60,0 minutos, y preferentemente durante unos 30 minutos.
Con respecto a la etapa 220, la suspension coloidal se puede preparar combinando la mezcla intermedia con una segunda mezcla suplementaria. La segunda mezcla suplementaria puede ser similar o identica a la tercera mezcla descrita con mayor detalle anteriormente, incluyendo la presencia de un alcoxido de titanio en la mezcla. Tambien como se describe anteriormente con respecto a la tercera mezcla, la segunda mezcla suplementaria puede incluir un disolvente. Se puede usar cualquier manera de preparar la segunda mezcla suplementaria, que incluye combinar el alcoxido de titanio y el disolvente. En algunas formas de realizacion, la preparacion de la segunda mezcla suplementaria puede incluir combinar el alcoxido de titanio y el disolvente en un recipiente, y exponer a ultrasonidos a los materiales. La exposicion a ultrasonidos se puede llevar a cabo mediante cualquier aparato capaz de someter a ultrasonidos a las mezclas. La exposicion a ultrasonidos tambien se puede llevar a cabo durante cualquier perfodo de tiempo adecuado. En algunas formas de realizacion, la exposicion a ultrasonidos se lleva a cabo durante un tiempo de aproximadamente 2,0 minutos a aproximadamente 30,0 minutos, y preferentemente durante aproximadamente 15 minutos.
Se puede usar cualquier manera de preparar la suspension coloidal, que incluye combinar la mezcla intermedia y la segunda mezcla suplementaria. En algunas formas de realizacion, la preparacion de la suspension coloidal puede incluir combinar la mezcla intermedia y la segunda mezcla suplementaria en un recipiente, y someter a ultrasonidos los materiales. La exposicion a ultrasonidos se puede llevar a cabo mediante cualquier aparato capaz de exponer a ultrasonidos a las mezclas. La exposicion a ultrasonidos se puede llevar a cabo tambien durante cualquier perfodo de tiempo adecuado. En algunas formas de realizacion, la exposicion a ultrasonidos se lleva a cabo durante un tiempo de aproximadamente 2,0 minutos a aproximadamente 60,0 minutos, y preferentemente durante aproximadamente 30 minutos.
Con respecto a la etapa 230, la composicion de proteccion contra la corrosion se puede preparar combinando la suspension coloidal con una tercera mezcla suplementaria. La tercera mezcla suplementaria puede ser similar o identica a la cuarta mezcla descrita anteriormente con mayor detalle, incluyendo la presencia de un catalizador de estano o de titanio en la mezcla. Tambien como se describe anteriormente con respecto a la cuarta mezcla, la tercera mezcla suplementaria puede incluir un disolvente y un codisolvente. Se puede usar cualquier manera de preparar la tercera mezcla suplementaria, que incluye combinar el catalizador de estano o de titanio, el disolvente y el codisolvente. En algunas formas de realizacion, la preparacion de la tercera mezcla suplementaria puede incluir combinar el catalizador de estano o de titanio, el disolvente y el codisolvente en un recipiente, y someter a ultrasonidos a los materiales. La exposicion a ultrasonidos se puede llevar a cabo mediante cualquier aparato capaz de someter a ultrasonidos a las mezclas. La exposicion a ultrasonidos tambien se puede llevar a cabo durante cualquier perfodo de tiempo adecuado. En algunas formas de realizacion, la exposicion a ultrasonidos se lleva a cabo durante un tiempo de aproximadamente 2,0 minutos a aproximadamente 30,0 minutos, y preferentemente durante aproximadamente 15 minutos.
Se puede usar cualquier manera de preparar la composicion de proteccion contra la corrosion, que incluye combinar la suspension coloidal y la tercera mezcla suplementaria. En algunas formas de realizacion, la preparacion de la composicion de proteccion contra la corrosion puede incluir combinar la suspension coloidal y la tercera mezcla suplementaria en un recipiente, y someter a ultrasonidos a los materiales. La exposicion a ultrasonidos se puede llevar a cabo mediante cualquier aparato capaz de someter a ultrasonidos a las mezclas. La exposicion a ultrasonidos tambien se puede llevar a cabo durante cualquier perfodo de tiempo adecuado. En algunas formas de realizacion, la exposicion a ultrasonidos se lleva a cabo durante un tiempo de aproximadamente 2,0 minutos a
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aproximadamente 60,0 minutos, y preferentemente durante aproximadamente 30 minutos.
La composicion de proteccion contra la corrosion fabricada por el procedimiento descrito en la presente memoria puede ser generalmente un liquido incoloro, transparente. En algunas formas de realizacion, se puede anadir pigmento a la composicion para conferir color a la composicion. La viscosidad de la composicion de proteccion contra la corrosion es relativamente baja, y generalmente puede ser similar a la viscosidad del agua. La baja viscosidad de la composicion de proteccion contra la corrosion puede permitir que la composicion pase lentamente al interior de las grietas en el sustrato que se va a revestir.
Los sustratos se pueden revestir con la composicion de proteccion contra la corrosion descrita en la presente memoria mediante cualquier procedimiento adecuado. En algunas formas de realizacion, la composicion se puede pulverizar o cepillar sobre el sustrato, o el sustrato se puede revestir mediante inmersion con la composicion. Despues de que se ha aplicado la composicion al sustrato, se puede permitir que la composicion se endurezca y forme un revestimiento sobre el sustrato. El revestimiento puede estar generalmente seco al tacto en 30 minutos de revestimiento, y se puede manipular en 3 horas de revestimiento. En condiciones ambientales, el revestimiento se puede curar casi completamente en aproximadamente 12 horas de revestimiento, y puede presentar una resistencia total tras aproximadamente 6 dfas. El proceso de curado total se puede acelerar curando a temperaturas elevadas tales como entre 40-60°C. Como se menciona anteriormente, el proceso de endurecimiento tambien se puede acelerar usando un catalizador de estano o de titanio. El revestimiento resultante puede ser generalmente una pelfcula transparente, dura, delgada sobre la superficie del sustrato. En algunas formas de realizacion, el revestimiento puede presentar un grosor de aproximadamente 2 mm a aproximadamente 5 mm.
El revestimiento formado aplicando la composicion de proteccion contra la corrosion al sustrato puede formar enlaces covalentes con el sustrato para asegurar una buena adherencia y proteger frente a la deslaminacion. Por ejemplo, en el caso de revestir sustratos de aluminio, la composicion puede atacar la capa de oxido de la superficie del sustrato de aluminio para revelar funcionalidades hidroxilo. Las funcionalidades reactivas de la composicion pueden formar entonces enlaces qufmicos estables con las funcionalidades del sustrato.
Cualquier sustrato metalico se puede revestir con la composicion de proteccion contra la corrosion, incluyendo aleaciones de diversos metales. Como se menciona anteriormente, se ha mostrado que la composicion de proteccion contra la corrosion es especialmente util para revestir sustratos de aluminio y de aleaciones de aluminio.
Los revestimientos sobre sustratos producidos mediante la composicion de proteccion contra la corrosion se pueden revestir con capas de acabado especialmente desarrolladas, para proporcionar unas caracterfsticas beneficiosas adicionales al sustrato revestido.
Ejemplos
Para cada uno de los ejemplos a continuacion, se revistieron por inmersion unos cupones metalicos de 2 pulgadas por 2 pulgadas con la composicion de proteccion contra la corrosion descrita en la presente memoria. Los cupones revestidos se secaron al aire toda la noche, y despues se calentaron a 60°C durante 5 horas, con la excepcion de los cupones usados para el ensayo de inmersion, que se curaron durante 15 dfas a 60°C. Los cupones revestidos se almacenaron entonces en una caja seca (McDry) a una humedad relativa del 2% hasta que se necesitaron para la experimentacion. Se obtuvieron unos resultados similares a los descritos a continuacion en cupones que se secaron al aire en condiciones ambientales durante 24 horas, despues se calentaron hasta una temperatura desde 40°C hasta 60°C durante 2 horas, y finalmente se dejaron en condiciones ambientales durante 48 horas.
Ejemplo 1 - Estudios de exposicion a exteriores y corrosion
Para este estudio se uso un total de 12 cupones de aleacion de aluminio - cuatro cupones de 2” x 2” 6061A1, cuatro cupones de 2” x 2” 2024A1, y cuatro cupones de 2” x 2” 7075 A1. Un cupon en cada conjunto se dejo al descubierto, dos cupones en cada conjunto se revistieron con la composicion de proteccion contra la corrosion, y un cupon en cada conjunto se revistio y se rayo. Los 12 cupones se montaron sobre una rejilla de ensayo y se expusieron al sitio de ensayo de Muana Loa de altitud elevada en la Big Island, HI, que se establecio por el Hawaii Corrosion Laboratory, University of Hawai. Este sitio de ensayo se escogio por el elevado nivel de exposicion a la radiacion solar.
Los cupones se recuperaron despues de 4 meses de exposicion.
Cada cupon se escaneo usando un instrumento VIEEW antes y despues del perfodo de exposicion de 4 meses. La comparacion visual de los escaneos de VIEEW, antes y despues de la exposicion, no revelo danos visibles a los cupones revestidos con la composicion de proteccion contra la corrosion.
Ejemplo 2 - Ensayo de Inmersion
Se preparo una disolucion al 3,15% en peso de NaCl usando sustancias qufmicas de grado reactivo y agua ultrapura
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de resistividad 18 MW. La disolucion de Harrison se preparo anadiendo 3,5 g/l de sulfato de amonio y 0,5 g/l de cloruro de sodio a agua ultrapura. La disolucion de Harrison se diluyo hasta una fuerza de 10%.
Inmersion en NaCl
Un conjunto de tres cupones de tres aleaciones de aluminio diferentes (2024A1, 6061A1 y 7075A1) se revistieron con la composicion de proteccion contra la corrosion como se describio anteriormente y se sumergieron en la disolucion de NaCl al 3,15% en peso preparada como se describe anteriormente, durante 30 dfas. Para comparacion, tambien se sumergieron simultaneamente los cupones no revestidos de las mismas aleaciones de aluminio. La figura 3 muestra el analisis de VIEEW de los cupones revestidos (C) y no revestidos (UC) tras 30 dfas de inmersiones. Los cupones no revestidos sufrieron un dano grave en la superficie debido a la corrosion, mientras que los cupones revestidos no resultaron afectados. La ligera corrosion en los bordes de los cupones revestidos puede ser debida a defectos del borde en el revestimiento durante el proceso de revestimiento por inmersion.
Inmersion en disolucion de Harrison
Un conjunto de nueve cupones revestidos de aleaciones de aluminio (2024A1, 6061A1 y 7075A1) y tres cupones no revestidos se expusieron a Q-Sun durante 60 horas. Seis de los nueve cupones revestidos y los tres cupones no revestidos se sumergieron a continuacion en una disolucion de Harrison preparada como se describe anteriormente. Seis cupones revestidos adicionales que no se expusieron a la luz UV tambien se sumergieron en disolucion de Harrison preparada como se describe anteriormente. Los cupones se recuperaron tras 30 dfas de inmersion. Todos los cupones se lavaron entonces con agua ultrapura y se secaron al aire, en cuyo momento se tomaron imagenes de VIEEW de cada uno de los cupones. La figura 4 muestra las imagenes de VIEEW tomadas para las diversas muestras. Cada muestra esta marcada con el tipo de aleacion de aluminio y si estaba revestida (C) o no revestida (UC), y si se expuso a radiacion UV (E) o no se expuso a radiacion UV (UE).
Ni los cupones revestidos expuestos a UV ni los cupones revestidos no expuestos a UV mostraron signos de corrosion, sugiriendo que la composicion de proteccion contra la corrosion actuo como un revestimiento impermeable en condiciones de inmersion, incluso tras la exposicion a UV. Los cupones no revestidos sufrieron una grave corrosion.
Ejemplo 3 - Ensayo de corrosion en clima acelerado
Se montaron tres tipos de cupones revestidos de aleaciones de aluminio (2024A1, 6061A1 y 7075A1) sobre una rejilla de plastico y se expusieron a un entorno de clima acelerado en una Camara de Prueba de Corrosion Cfclica Singleton CCT-10 durante 8 dfas. Un cupon revestido procedente de cada conjunto se rayo para estudiar el efecto de la corrosion en un defecto deliberado del revestimiento. Para fines comparativos, los cupones no revestidos de las mismas aleaciones de aluminio se expusieron simultaneamente. El ensayo se realizo segun los estandar GM9540P. En la figura 5 se muestran las imagenes de VIEEW de los cupones tras la exposicion.
Los cupones no revestidos sufrieron un grave dano en la superficie debido a la corrosion, mientras que los cupones revestidos no resultaron afectados. La ligera corrosion en los bordes de los cupones revestidos puede ser debida a los defectos de los bordes. Los cupones revestidos rayados se corroyeron en el area rayada, pero no hubo signos de despegue del revestimiento adyacente a estas areas rayadas.
Se debe apreciar que las formas de realizacion ilustradas son unicamente ejemplos preferidos de la invencion.

Claims (15)

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    REIVINDICACIONES
    1. Composicion de revestimiento de proteccion contra la corrosion a base de una red de silicona que comprende: una primera mezcla que comprende:
    un primer silano seleccionado de entre el grupo que consiste en metiltriacetoxisilano y dimetildiacetoxisilano; un segundo silano de metiltrimetoxisilano; y
    un tercer silano seleccionado de entre el grupo que consiste en tetrametoxisilano y tetraetoxisilano,
    en la que la primera mezcla comprende de 3,0% a 10,0% del primer silano, de 2,0% a 8,0% del segundo silano, y de 0,5% a 3,0% del tercer silano.
  2. 2. Composicion de revestimiento de proteccion contra la corrosion a base de una red de silicona segun la reivindicacion 1, que comprende ademas:
    una segunda mezcla que comprende una sal de metal alcalino, en la que opcionalmente la sal de metal alcalino es el bicarbonato de sodio o el bicarbonato de potasio, preferentemente la segunda mezcla comprende de 2,0% a 15,0% de sal de metal alcalino.
  3. 3. Composicion de revestimiento de proteccion contra la corrosion a base de una red de silicona segun la reivindicacion 2, que comprende ademas:
    una tercera mezcla que comprende un alcoxido de titanio, en la que opcionalmente el alcoxido de titanio es etoxido de titanio (IV) o metoxido de titanio (IV), preferentemente la tercera mezcla comprende de 0,1% a 2,0% de alcoxido de titanio.
  4. 4. Composicion de revestimiento de proteccion contra la corrosion a base de una red de silicona segun la reivindicacion 3, que comprende ademas:
    una cuarta mezcla que comprende un catalizador de estano o un catalizador de titanio,
    en la que opcionalmente el catalizador de titanio se selecciona de entre el grupo que consiste en dilaurato de dibutilestano, di-n-butildiacetoxiestano, diisooctilmaleato de dibutilestano, di-n-butilbis(2,4- pentanodionato)estano, di-n-butilbutoxicloroestano, dilaurato de dioctilestano, dineodecanoato de dimeltiestano, y bis(neodecanoato)estano, y el catalizador de titanio se selecciona de entre el grupo que consiste en 2- etilhexoxido de titanio, di-n-butoxido (bis-2,4-pentanodionato) de titanio, diisopropoxido (bis-2,4-pentanodionato) de titanio, diisopropoxido bis(etil-acetoacetato) de titanio, trimetilsiloxido de titanio,
    en la que opcionalmente la cuarta mezcla comprende de 0,05% a 0,20% de catalizador de estano o de catalizador de titanio,
    en la que opcionalmente la cuarta mezcla comprende ademas un segundo disolvente y un codisolvente, y opcionalmente el segundo disolvente se selecciona de entre el grupo que consiste en isopropanol, metanol, etanol y butanol, y el codisolvente es el eter dietflico.
  5. 5. Composicion de revestimiento de proteccion contra la corrosion a base de una red de silicona segun la reivindicacion 4, en la que la primera mezcla comprende ademas un primer disolvente, en la que opcionalmente el primer disolvente se selecciona de entre el grupo que consiste en isopropanol, metanol, etanol, y butanol.
  6. 6. Composicion de revestimiento de proteccion contra la corrosion a base de una red de silicona segun la reivindicacion 4, en la que cada uno del primer silano, del segundo silano y del tercer silano son de aproximadamente 90% a aproximadamente 99% puros.
  7. 7. Procedimiento para fabricar una composicion de proteccion contra la corrosion, que comprende: preparar una mezcla preliminar que comprende:
    3,0% a 10% de un primer silano seleccionado de entre el grupo que consiste en metiltriacetoxisilano y dimetildiacetoxisilano;
    2,0% a 8,0% de un segundo silano de metiltrimetoxisilano; y
    0,5% a 3,0% de un tercer silano seleccionado de entre el grupo que consiste en tetrametoxisilano y
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    tetraetoxisilano;
    preparar una mezcla intermedia que comprende la mezcla preliminar y una primera mezcla suplementaria, comprendiendo la primera mezcla suplementaria una sal de metal alcalino y agua ultrapura;
    preparar una suspension coloidal que comprende la mezcla intermedia y una segunda mezcla suplementaria, comprendiendo la segunda mezcla suplementaria un alcoxido de titanio;
    preparar una composicion de proteccion contra la corrosion que comprende la suspension coloidal y una tercera mezcla suplementaria, comprendiendo la tercera mezcla suplementaria un catalizador de estano o un catalizador de titanio.
  8. 8. Procedimiento segun la reivindicacion 7, en el que la mezcla preliminar comprende ademas un primer disolvente.
  9. 9. Procedimiento segun la reivindicacion 7, en el que preparar la mezcla preliminar comprende exponer a ultrasonidos el primer silano, el segundo silano y el tercer silano.
  10. 10. Procedimiento segun la reivindicacion 7, siendo la primera mezcla suplementaria preparada exponiendo a ultrasonidos la sal de metal alcalino y el agua ultrapura.
  11. 11. Procedimiento segun la reivindicacion 7, en el que la segunda mezcla suplementaria comprende ademas un segundo disolvente, en el que opcionalmente la segunda mezcla suplementaria se prepara exponiendo a ultrasonidos el alcoxido de titanio y el segundo disolvente.
  12. 12. Procedimiento segun la reivindicacion 7, en el que la tercera mezcla suplementaria comprende ademas un tercer disolvente y un codisolvente, en el que opcionalmente la tercera mezcla suplementaria se prepara exponiendo a ultrasonidos el tercer disolvente, el codisolvente, y el catalizador de estano o el catalizador de titanio.
  13. 13. Procedimiento segun la reivindicacion 7, en el que preparar la mezcla intermedia comprende exponer a ultrasonidos la mezcla preliminar y la primera mezcla suplementaria.
  14. 14. Procedimiento segun la reivindicacion 7, en el que preparar la suspension coloidal comprende exponer a ultrasonidos la mezcla intermedia y la segunda mezcla suplementaria.
  15. 15. Procedimiento segun la reivindicacion 7, en el que preparar la composicion de proteccion contra la corrosion comprende exponer a ultrasonidos la suspension coloidal y la tercera mezcla suplementaria.
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