ES2635012T3

ES2635012T3 - Pigmentos revestidos de aleación de aluminio y revestimientos resistentes a la corrosión

Info

Publication number: ES2635012T3
Application number: ES12817242.6T
Authority: ES
Inventors: Craig A. Matzdorf; William Nickerson
Original assignee: US Department of Navy
Current assignee: US Department of Navy
Priority date: 2011-07-27
Filing date: 2012-06-01
Publication date: 2017-10-02
Anticipated expiration: 2032-06-01
Also published as: AU2012287504B2; BR112014001986B1; CA2842937C; EP4219635A2; AU2020202175A1; BR112014001986A2; EP2736982A1; DK2736982T3; AU2016253650A1; CA2842937A1; EP4219635A3; US20120187350A1; US8277688B2; AU2012287504A1; WO2013015880A1; AU2018208744A1; EP2736982B1; EP2736982A4; EP3211044A1; PL2736982T3

Abstract

Un pigmento en polvo de aleación de aluminio galvánico preparado en una atmósfera seleccionada del grupo que consiste en oxígeno, nitrógeno/gas inerte y nitrógeno-hidrógeno y que tiene un tamaño de partícula que varía de 2 a 100 micrómetros; teniendo dicho otro pigmento en polvo de aleación de aluminio la fórmula Aluminio-X-Y en la que X es un elemento seleccionado del grupo que consiste en cinc, cadmio, magnesio, bario y manganeso, e Y es un elemento seleccionado del grupo que consiste en indio, galio, estaño, y bismuto; dicho pigmento en polvo de aleación de aluminio recubierto con una cantidad eficaz de revestimiento semiconductor inhibidor de la corrosión derivado de una solución acuosa ácida que consiste esencialmente en partes en peso de 0,01 a 22 partes de un compuesto de cromo trivalente, de 0,01 a 12 partes de un hexafluorozirconato, de 0,01 a 12 partes de al menos un compuesto seleccionado del grupo que consiste en tetrafluoroboratos, hexafluorosilicatos y hexafluorotitanatos.

Description

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D E S C R I P C I O N

PIGMENTOS REVESTIDOS DE ALEACI0N DE ALUMINIO Y REVESTIMIENTOS RESISTENTES A LA

CORROSION

CAMPO DE LA INVENCION

Esta invencion se refiere a pigmentos en polvo de aleacion de aluminio galvanico revestidos con una cantidad eficaz de semiconductor junto con un aglutinante formador de pelicula para su aplicacion a sustratos metalicos. La combinacion del pigmento en polvo revestido y el aglutinante polimerico formador de pelicula con compuestos de inhibicion de la corrosion ionica adicionales da como resultado una composicion de revestimiento electroquimicamente activa que proporciona proteccion catodica a sustratos metalicos.

Diversas superficies y particularmente superficies metalicas requieren la proteccion de revestimientos especialmente cuando las superficies estan expuestas a ambientes corrosivos. Las superficies metalicas de una aeronave, por ejemplo, estan expuestas al agua de mar lo que requiere proteccion contra la corrosion. Especificamente, una aeronave, por ejemplo, aeronaves de la Armada, estan expuestas al rocio de agua de mar ademas de diversos gases formadores de acido tales como dioxido de azufre, dioxido de carbono, etc. Por otra parte, ademas de las aeronaves, diversas maquinas y equipos en entornos industriales, donde se utilizan combustibles fosiles, necesitan proteccion contra la corrosion. Por lo tanto, es importante que el revestimiento sea resistente a la corrosion, a diversos productos quimicos, al clima y a la vez sean flexibles y tengan buena adhesion a la superficie metalica.

ANTECEDENTES

Se conocen muchos pigmentos metalicos que proporcionan propiedades electroquimicas, electricas, termicas, de barrera y otras propiedades a las composiciones que se usan para proteger materiales tales como el metal de la corrosion, mantener la conductividad electrica, proteger el equipo de los campos electromagneticos, resistir temperaturas elevadas y proporcionar proteccion contra la humedad. La plata, el oro y otros pigmentos de metales nobles se usan por sus propiedades de conductividad electrica y conductividad termica. El cinc y el magnesio se utilizan por sus propiedades electroquimicas. El aluminio se utiliza por sus propiedades de barrera termica y quimica. Un inconveniente importante de los metales nobles es su fuerte potencial catodico. Cuando se utilizan en productos para la gestion electrica y termica, los metales nobles pueden acoplarse con materiales anodicos como las aleaciones de aluminio utilizadas para equipos electricos.

Algunos inconvenientes de los pigmentos de cinc incluyen baja conductividad electrica y baja conductividad termica en comparacion con los metales nobles, asi como su resistencia relativamente pobre a los cloruros y otros materiales corrosivos. Un inconveniente de los pigmentos de magnesio es su alto potencial anodico relativo en comparacion con otros metales. Ademas, el magnesio forma un oxido protector espontaneamente en el aire, haciendolo menos eficaz que el cinc para la proteccion sacrificial del acero y otros materiales catodicos.

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Se han anadido polvos o "pigmentos" metalicos galvanicamente activos a revestimientos o pinturas durante al menos 60 anos. Estos pigmentos estan destinados a impartir proteccion galvanica o electroquimica al metal recubierto, para polarizar el metal a un potencial operativo que no permite que se produzca corrosion. Los revestimientos que contienen pigmentos a base de cinc o magnesio son los mas comunes. El cinc se utiliza tipicamente para proteger el acero. La Patente de Estados Unidos 3.615.730 desvela imprimaciones ricas en cinc a base de silice inorganica que se une y soporta el polvo de cinc y lo mantiene intacto al sustrato. Las imprimaciones ricas en cinc a base de resinas epoxi y poliuretano organicas estan comercialmente disponibles y especificadas por DoD en MIL-DTL-24441 Formula 159, MIL-P-21035 y A-A-5975. Un inconveniente importante es que las imprimaciones galvanicas a base de cinc o revestimientos protectores no funcionan bien en entornos de cloruro acido altamente corrosivos que conducen a la corrosion prematura y al agrietamiento por hidrogeno de aleaciones de acero de alta resistencia. Otro problema es que el cinc es catodico al aluminio y sus aleaciones en muchas condiciones ambientales y, por lo tanto, no proporcionara proteccion galvanica.

Otra clase de revestimientos con carga metalica se basa en polvo de magnesio. La Armada de Estados Unidos el merito de las imprimaciones epoxi ricas en magnesio y documento los resultados del rendimiento de estos revestimientos sobre aleaciones de aluminio en NADC-MA-7063, "Investigation of Metallic Pigments as Corrosion Preventives in Aircraft Primers", A. Stander, 5 de octubre de 1970. Estos revestimientos no fueron adoptados por la Armada, ya que no funcionaron tan bien como las imprimaciones epoxi cromadas cualificadas para MIL-P-23377, y usadas en las aeronaves en ese momento, especialmente en ensayos de niebla salina con SO2 como se define por la Norma ASTM G85 .

Las imprimaciones ricas en magnesio desarrolladas por la Universidad Estatal de Dakota del Norte y documentados en las solicitudes de patente US 2007/0128351 A1 y US 2009/0155598 A1, que estan disponibles comercialmente en Akzo Nobel muestran limitaciones de rendimiento similares. Independientemente de lo que se haga a estos revestimientos, el potencial operativo del magnesio sigue siendo muy alto (negativo) en comparacion con el aluminio, lo que conduce a mayores tasas de autocorrosion y menores eficiencias. Estos revestimientos tambien presentan mecanismos de fallo inusuales que no se comprenden bien.

La Patente de Estados Unidos 5.336.303 desvela pinturas electroquimicamente activas a base de magnesio, aleaciones de magnesio y aleaciones de calcio que tienen un potencial operativo (negativo) alto para proteger los sustratos de acero. Estos revestimientos proporcionan proteccion, pero tambien padecen altas tasas de autocorrosion, baja eficiencia y mal rendimiento en entornos de cloruro altamente acido, como los vistos por aeronaves, barcos e instalaciones de la Armada.

Los revestimientos con polvos de aluminio se han utilizado durante mas de 100 anos. Estos revestimientos son excelentes barreras para el medio ambiente y proporcionan una buena estabilidad termica y proteccion. Muchos puentes, tanques y otras estructuras de acero se han pintado con revestimientos pigmentados con aluminio a lo largo de los anos con mucho exito. Sin embargo, estos revestimientos no proporcionan proteccion galvanica o electroquimica de la superficie metalica sobre la que estan recubiertos, ya que el polvo o escamas de aluminio estan cubiertos con oxido de aluminio que inhibe la accion electroquimica. Estos usos e inconvenientes estan bien documentados en "Aluminum Paint and Powder de J.D. Edwards y R.I. Wray, 3a

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Edicion, 1955.

Los anodos de magnesio, cinc y aluminio se usan actualmente a granel para proteger el metal de la corrosion. Sin embargo, para ser eficaces, los anodos necesitan estar en contacto electricamente con el objeto que estan protegiendo cuando se sumergen en agua o un electrolito. Hay una extensa bibliografia que describe los pros y los contras de cada material de anodo. Se prefieren los anodos de aluminio, ya que son baratos y proporcionan la maxima eficiencia de los tres metales.

La Tabla 1 muestra el rendimiento electrico y la rentabilidad de estos tres metales en base al peso. Con respecto a los precios al contado recientes para cada metal y su rentabilidad relativa claramente el aluminio es superior al cinc y el magnesio y, por lo tanto, preferido en base al coste, peso y longevidad.

Tabla 1: Comparacion de las propiedades electricas del magnesio, el cinc y el aluminio (de Reding, J.T. Newport, J.J.: The Influence of Alloying Elements on Aluminum Anodes in Sea Water. Materials Protection, Vol. 5. Diciembre de 1966, paginas 15 - 19).

TABLA 1 Propiedades y costes del magnesio, el aluminio y el cinc

: Mg Al Zn

Potencial teorico (voltios): 2,61 1,90 1,00

Salida electrica (amp h/lb): 1000 1352 372

Coste del metal (cent/lb): 35 24,5 14,5

Coste de la corriente al 100 % de eficiencia (cent/amp/amp-h): 0,035 0,018 0,039

Antes de los anos 70, no se utilizaron anodos de aluminio por las mismas razones indicadas en el presente documento para polvos y escamas de aluminio. El material a granel pasivaba rapidamente, haciendo inactivo el anodo e incapaz de proteger el objeto metalico deseado. El desarrollo de las aleaciones de aluminio activadas comenzo a mediados de los anos sesenta. La propiedad intelectual esta documentada en las Patentes de Estados Unidos 3.379.636; 3.281.239; 3.393.138 de Dow Chemical y la Patente de Estados Unidos 3.240.688 de Olin Mathesin. Todas estas aleaciones eran unicas en que por primera vez se demostro que las aleaciones de aluminio a granel permanecian activas y protegian galvanicamente el metal. Desafortunadamente, ninguno tuvo exito comercial ya que todos ellos sufrian de bajas eficiencias haciendolos menos economicos que los anodos de cinc. Durante la decada de 1970, Dow desarrollo una aleacion de anodo de aluminio, que no pasiva y tiene muy altas eficiencias, aproximandose al 90 % de la teoria.

Ademas de ser altamente eficaz frente a teorica, esta aleacion se diseno para tener un potencial operativo de -1,05 voltios frente al electrodo de referencia de Ag/AgCl. Este es casi el mismo que el cinc y optimo para proteger las estructuras de aluminio y acero. Las aleaciones de aluminio usadas en aeronaves, vehiculos anfibios y terrestres y otras aplicaciones de DoD y comerciales comunes tienen potenciales operativos que varian de aproximadamente -0,800 y -0,700 voltios y los aceros aleados tienen potenciales operativos de

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aproximadamente -0,650 voltios. La brecha de potencial operativo entre el anodo de aluminio y los materiales que se disena para proteger es, por lo tanto, de aproximadamente 200-300 milivoltios para el aluminio y 350 milivoltios para el acero. Esta brecha es suficiente para proporcionar proteccion, pero no tan grande por lo que el anodo se corroe rapidamente, como el magnesio. Esta aleacion de anodo ha sido investigada para su uso como revestimiento a granel de hormigon con barras de acero incrustadas y aplicada por procesos de pulverizacion de llama.

Esta invencion se refiere a un proceso para revestir pigmentos de polvo de aleacion de aluminio que son electroquimicamente activos. Una caracteristica novedosa adicional es la capacidad del proceso de revestimiento para transformar particulas de aluminio estandar electricamente inactivas, que tipicamente son aislantes debido al revestimiento de oxido de aluminio que se forma sobre ellas en el entorno natural, en particulas de aluminio electricamente activas. Tambien incluye el metodo para usar estos pigmentos revestidos en un revestimiento destinado a inhibir la corrosion de sustratos metalicos. Los experimentos muestran que se puede producir un revestimiento inhibidor de la corrosion semiconductor eficaz en los pigmentos en polvo de aleacion de aluminio que inhiben la autocorrosion de las particulas, pero no degradan las propiedades inhibidoras de la corrosion de las particulas en el revestimiento. Los ejemplos del proceso para fabricar estos revestimientos y el metodo de utilizacion de estos pigmentos protegidos contra la corrosion en un revestimiento inhibidor de la corrosion se analizan en el presente documento.

Por lo tanto, un objeto de esta invencion es incorporar pigmentos en polvo electroquimicamente activos en un aglutinante para proporcionar proteccion catodica a sustratos metalicos sin necesidad de una fuente de alimentacion externa.

Es otro objeto proporcionar proteccion catodica a sustratos metalicos revistiendo el sustrato con un recubrimiento de anodo de sacrificio que mantiene el potencial electroquimico de los sustratos negativo para evitar su corrosion.

La materia objeto de la presente invencion se especifica en la reivindicacion 1 en la presente, y las caracteristicas preferidas de la invencion se especifican en las reivindicaciones dependientes de la reivindicacion 1.

RESUMEN DE LA INVENCION

En general, esta invencion se refiere a pigmentos en polvo de aleacion de aluminio galvanico preparados en una atmosfera seleccionada del grupo que consiste en oxigeno, nitrogeno-gas inerte, por ejemplo, argon y nitrogeno-hidrogeno, que tienen un tamano de particula que varia de aproximadamente 2 a 100 micrometros; dichos pigmentos en polvo de aleacion de aluminio tienen la formula Aluminio-X-Y en la que X es un elemento seleccionado del grupo que consiste en cinc, cadmio, magnesio, bario y manganeso, e Y es un elemento seleccionado del grupo que consiste en indio, galio, estano, y bismuto. Los pigmentos en polvo de aleacion de aluminio estan revestidos con una cantidad eficaz de un inhibidor de la corrosion semiconductor. En un ejemplo, el inhibidor de la corrosion semiconductor puede obtenerse de una solucion acuosa acida que consiste esencialmente en aproximadamente de

0,01 a 22 partes en peso de un compuesto de cromo trivalente, de aproximadamente

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0,01 a 12 partes en peso de un hexafluorozirconato, de aproximadamente

0,01 a 12 partes en peso de al menos un fluorocarbono seleccionado del grupo que consiste en tetrafluoroboratos, hexafluorosilicatos y hexafluorotitanatos.

En otro ejemplo, el inhibidor de la corrosion semiconductor puede obtenerse de una solucion acuosa acida que consiste esencialmente en aproximadamente de

0,01 a 22 partes en peso de un compuesto de cromo trivalente, de aproximadamente 0,01 a 12 partes en peso de un hexafluorozirconato, de aproximadamente

0,01 a 12 partes en peso de al menos un fluorocarbono seleccionado del grupo que consiste en tetrafluoroboratos, hexafluorosilicatos y hexafluorotitanatos y de aproximadamente 0,01 a 12 partes en peso de al menos un compuesto de cinc divalente.

0,01 a 12 partes en peso de un hexafluorozirconato, de 0,01 a 12 partes en peso de al menos un fluorocarbono seleccionado del grupo que consiste en tetrafluoroboratos, hexafluorosilicatos y hexafluorotitanatos, de aproximadamente

0,00 a 12 partes en peso de al menos un compuesto de cinc divalente, y de aproximadamente 0,01 a 5 partes en peso de inhibidor de la corrosion organico soluble en agua.

0,01 a 22 partes en peso de un compuesto de cromo trivalente, de aproximadamente 0,01 a 12 partes en peso de un hexafluorozirconato, de aproximadamente 0,00 a 12 partes en peso de al menos un compuesto de cinc divalente,

cantidades eficaces de al menos un compuesto estabilizante seleccionado del grupo que consiste en

compuestos polihidroxi, compuestos carboxilicos y mezclas de

los compuestos polihidroxi y carboxilicos, y de aproximadamente

0,00 a 5 partes en peso de inhibidor de corrosion organico soluble en agua.

Para los fines de esta solicitud, siempre que un intervalo para un componente especificado en el presente documento sea de 0,00 a alguna cantidad, este componente es opcional.

Los pigmentos en polvo de aleacion de aluminio revestidos en un aglutinante estan disenados para proporcionar proteccion electroquimica a aluminio, acero y otros sustratos metalicos sobre los que se aplican y son capaces de soportar el entorno operativo severo de aeronaves, barcos e instalaciones de la Armada.

DESCRIPCION DE LOS DIBUJOS

Figura 1: Imprimacion epoxi con pigmento de aluminio activo despues de 1000 horas de exposicion a la niebla salina ASTM B117. El sustrato es una aleacion de aluminio 2024-T3.

Figura 2: Panel de prueba derecho de la figura 1 con imprimacion de pintura eliminada por decapante quimico.

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Figura 3: Revestimientos de uretano en 2024-T3 despues de 500 horas de niebla salina neutra ASTM B117: pigmento de aluminio activo sin revestimiento, sin inhibidor (1), pigmento de aluminio activo no revestido con inhibidor de arcilla talcita (m), pigmento de aluminio activo revestido, sin inhibidor (r).

Figura 4: Revestimientos de uretano en 7075-T6 despues de 500 horas de niebla salina neutra ASTM B117: pigmento de aluminio activo sin revestimiento, sin inhibidor (1), pigmento de aluminio activo con inhibidor de arcilla talcita (m), pigmento de aluminio activo revestido, sin inhibidor (r). Figura 5: Revestimientos de uretano en 7075-T6 despues de 336 horas de niebla salina neutra ASTM B117: pigmento de aluminio puro sin revestimiento al 99,99 %, sin inhibidor (1), pigmento de aluminio puro revestido al 99,99 %, sin inhibidor (m), pigmento de aluminio activo revestido, sin inhibidor (r).

Figura 6: Revestimientos de uretano en 2024-T3 despues de 336 horas de niebla salina neutra ASTM B117: pigmento de aluminio activo revestido (segun el Ejemplo 1), sin inhibidor (1), pigmento de aluminio activo revestido (segun el Ejemplo 3), sin inhibidor (m), pigmento de aluminio activo revestido (segun el Ejemplo 4), sin inhibidor (r).

Figura 7: Revestimientos de uretano en 2024-T3 despues de 336 horas de niebla salina neutra ASTM B117: pigmento de aluminio activo revestido (segun el Ejemplo 5), sin inhibidor (I) y revestido (segun el Ejemplo 5) con inhibidor de arcilla talcita al 2,5 % (r).

Figura 8: Revestimientos epoxi en 2024-T3 despues de 1000 horas de niebla salina neutra ASTM B117: con pigmento de aleacion de aluminio activo sin revestimiento (arriba a la izquierda) y revestimiento epoxi eliminado (arriba a la derecha); con pigmento de aluminio activo sin revestimiento, pigmento azul y TiO2 (parte inferior izquierda) y revestimiento epoxi eliminado (parte inferior derecha).

Figura 9: Revestimientos recubiertos con poliuretano de la figura 8 sobre aluminio 2024-T3 despues de 1000 horas de niebla salina ASTM B117. El revestimiento con pigmento azul esta a la derecha. Figura 10: Revestimiento epoxi pigmentado en azul con aleacion de aluminio activa en aluminio 2024-T3 despues de 2000 horas de ASTM G85 Anexo 4 Niebla salina "SO2". La imprimacion de cromo hexavalente de alto contenido en solidos se muestra junto a este para su comparacion, despues de solo 500 horas de exposicion a la niebla salina de SO2.

DESCRIPCION DETALLADA

Esta invencion se refiere a pigmentos en polvo y composiciones de aleacion de aluminio que inhiben la corrosion para revestir substratos metalicos que incluyen, por ejemplo, aluminio, aleaciones de aluminio, hierro y otros metales ferrosos diversos tales como acero.

Las composiciones de revestimiento electroquimicamente resistentes a la corrosion de esta invencion para su aplicacion a sustratos metalicos que consisten esencialmente, en partes en peso, en de aproximadamente 5 a 80 partes de un aglutinante formador de pelicula, de aproximadamente

0,1 a 10 partes y preferiblemente 1,0-5,0 o de 2,0 a 4,0 partes de al menos un inhibidor de corrosion ionica, de aproximadamente

0,0 a 5,0 partes y preferiblemente de 0,1 a 1,5 partes de al menos un agente humectante o tensioactivo y de aproximadamente

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0,0 a 5,0 partes de disolvente tal como agua o un disolvente organico, y de aproximadamente 20 a 80 partes de un pigmento en polvo de aleacion de aluminio galvanico preparado en una atmosfera seleccionada del grupo que consiste en oxigeno, nitrogeno/gas inerte y nitrogeno-hidrogeno y tiene un tamano de particula que varia de aproximadamente 2 a 100 micrometros; dicho pigmento en polvo de aleacion de aluminio revestido con una cantidad eficaz de inhibidor de la corrosion y tiene la formula Aluminio-X-Y en la que X es un elemento seleccionado del grupo que consiste en cinc, cadmio, magnesio, bario y manganeso, e Y es un elemento seleccionado del grupo que consiste en indio, galio, estano y bismuto.

Mas especificamente, el pigmento en polvo de aleacion de aluminio galvanico en el revestimiento se preparo en una atmosfera seleccionada del grupo que consiste en oxigeno, nitrogeno/argon o nitrogeno-hidrogeno y tiene un tamano de particula que varia de aproximadamente 10 a 100 micrometros; teniendo dichos pigmentos en polvo de aleacion de aluminio la formula Aluminio-X-Y en la que X es un elemento seleccionado del grupo que consiste en cinc, cadmio, magnesio, bario y manganeso, e Y es un elemento seleccionado del grupo que consiste en indio, galio, estano y bismuto.

El pigmento en polvo de aleacion de aluminio esta recubierto con cantidades eficaces de semiconductor derivado de una solucion acuosa acida que tiene un pH que varia de aproximadamente 2,5 a 5,5 y consiste esencialmente, en partes en peso, en aproximadamente

Otra solucion acuosa acida eficaz consiste esencialmente en aproximadamente 0,01 a 22 partes en peso de un compuesto de cromo trivalente, de aproximadamente 0,01 a 12 partes en peso de un hexafluorozirconato, de aproximadamente

Otra solucion acuosa acida eficaz consiste esencialmente en aproximadamente 0,01 a 22 partes en peso de un compuesto de cromo trivalente, de aproximadamente

0,00 a 12 partes en peso de al menos un compuesto de cinc divalente, y de aproximadamente 0,01 a 5 partes en peso de inhibidor de corrosion organico soluble en agua.

Otra solucion acuosa acida eficaz consiste esencialmente en aproximadamente 0,01 a 22 partes en peso de un compuesto de cromo trivalente, de aproximadamente 0,01 a 12 partes en peso de un hexafluorozirconato, de aproximadamente 0,00 a 12 partes en peso de al menos un compuesto de cinc divalente,

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compuestos polihidroxi, compuestos carboxilicos y mezclas de

los compuestos polihidroxi y carboxilicos, y de aproximadamente

0,00 a 5 partes en peso de inhibidor de corrosion organico soluble en agua.

La aleacion de aluminio se adquirio a granel en Galvotec Inc., un proveedor cualificado para MIL-A-24799. Ames National Laboratory proceso un lote inicial de esta aleacion de aluminio a granel a los polvos esfericos usando su proceso de atomizacion de gas. La aleacion de metal de aluminio a granel puede procesarse en una atmosfera de oxigeno, nitrogeno/gas inerte o nitrogeno/hidrogeno, (N2/H2) para obtener pigmentos en polvo de aleacion de aluminio esfericos. Los polvos de aluminio recibidos de Ames se tamizaron en tres intervalos de tamanos de polvo: <20 micrometros, 20 a 45 micrometros y 45 a 100 micrometros. Los ejemplos se prepararon con los polvos de <20 micrometros, ya que el espesor de los revestimientos iniciales de interes para aeronaves navales es de aproximadamente 25 micrometros o un milesimo de pulgada de espesor.

Un segundo lote de material a granel, aproximadamente 800 libras, se proceso por Valimet, Stockton, CA, en polvos esfericos de tamano medio de particula de aproximadamente 7 micrometros usando atomizacion de gas en una atmosfera de nitrogeno. Se prefiere el polvo de 7 micrometros, ya que es 3 a 4 veces menor que el espesor de imprimacion medio usado en aeronaves y producira revestimientos de alta calidad sin superficies rugosas debido a que las particulas son mayores que el espesor de la imprimacion.

El pigmento de menor diametro tambien tiene un area superficial mucho mas grande que las particulas de 20+ micrometros tipicamente disponibles. Teoricamente, el area superficial mas grande es mas ventajosa para la proteccion contra la corrosion, ya que se dispone de mas area del pigmento para proteger su superficie prevista de aluminio, acero, etc.

El inhibidor de corrosion ionica anadido a la composicion de revestimiento se selecciona del grupo que consiste en (Hybricor 204) una arcilla de hidro-talcita inorganica, bencimidazol, benzotiazol, benzoxazol, difeniltriazol, benzotriazol y tolilazol. Las cantidades eficaces de disolvente para el revestimiento, por ejemplo, agua o un disolvente organico, se registraron hasta aproximadamente el 50 %, por ejemplo, aproximadamente el 10-25 % en peso del revestimiento humedo.

El aglutinante para la composicion de revestimiento se selecciona del grupo que consiste en poliacrilatos, poliuretanos, poliimidas, polimeros derivados de epoxis, polimeros derivados de isocianatos, y los prepolimeros o monomeros no curados de dichos polimeros. El aglutinante formador de pelicula tambien se puede seleccionar del grupo que consiste en polimeros inorganicos derivados de silanos, siloxanos y siliconas.

Se encontro que el pigmento en polvo de aleacion de aluminio (Al-X-Y) era superior en los revestimientos porque, en teoria, un metal que es menos noble que otro en el que esta en contacto, por ejemplo, aluminio sobre acero, puede actuar como un inhibidor de la corrosion cuando se anade a un revestimiento como particulas o polvo de pigmento. Sin embargo, las particulas de aluminio, ya sea en un revestimiento o no, tienen una pelicula de oxido de formacion natural sobre su superficie que es electricamente aislante e impide que el aluminio proteja estos materiales de la corrosion. Ademas, el potencial de circuito abierto de las

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particulas de aluminio sin alear es esencialmente el mismo que el sustrato de aleacion de aluminio y el acero que se pretende proteger. Como tal, no existe fuerza motriz (tension) para proporcionar proteccion galvanica. Por lo tanto, se encontro que era necesario anadir elementos de aleacion muy pequenos al aluminio y aleaciones de aluminio para hacer la aleacion mas anodica e inhibir la formacion de oxido de aluminio sobre la superficie de las particulas. Las particulas de aluminio de esta naturaleza tienen el potencial operativo adecuado, permanecen electricamente activas y son capaces de prevenir la corrosion de metales que son mas catodicos (electropositivos) que las particulas. Para los fines de esta invencion, la aleacion de aluminio Al-X-Y se convirtio en pigmentos en polvo. Una mejora adicional en la proteccion contra la corrosion de un sustrato metalico es posible recubriendo el pigmento en polvo con un oxido semiconductor inhibidor de la corrosion a escala nanometrica muy fino. Este revestimiento proporciona las propiedades electricas necesarias en el pigmento, reduce la autocorrosion del pigmento en polvo actuando como una barrera al entorno y mejora la adhesion de las particulas a otros materiales, incluidas las resinas utilizadas para fabricar revestimientos protectores. Incluso una mejora adicional en la proteccion contra la corrosion de un sustrato metalico es posible mediante la adicion de un inhibidor de corrosion ionica tal como triazol o arcilla de talcita, que tambien ayuda a inhibir la autocorrosion de los pigmentos de aleacion de aluminio activo y extiende la proteccion contra la corrosion del metal que se protege. Los pigmentos en polvo de Al-X-Y inhiben la corrosion por si mismos, pero son aun mas eficaces cuando se revisten con un oxido semiconductor inhibidor de la corrosion y se combinan en un revestimiento con un inhibidor adicional de la corrosion ionica. Para el proposito de esta invencion, este inhibidor incluye arcilla de talcita, bencimidazol, benzotiazol, benzoxazol, difeniltriazol, benzotriazol y toliltriazol.

Los siguientes Ejemplos ilustran las composiciones de revestimiento de aleaciones ricas en aluminio (Al-X-Y) de esta invencion. Los ejemplos desvelan un proceso para revestir pigmentos de aleacion de aluminio que son electroquimicamente activos, asi como particulas de aluminio estandar que tipicamente no son electroquimicamente activas debido al revestimiento de oxido de aluminio que se forma sobre ellas en el entorno natural. Los ejemplos tambien incluyen el metodo de usar estos pigmentos en un revestimiento para inhibir la corrosion de sustratos metalicos. Los ejemplos muestran ademas que se puede producir una cantidad eficaz de revestimiento semiconductor inhibidor de la corrosion sobre el pigmento de aluminio o aleacion de aluminio que inhibe la autocorrosion del pigmento, pero no degrada las propiedades inhibidoras de la corrosion del pigmento en un revestimiento. En los ejemplos se muestra el proceso para fabricar estos revestimientos y el metodo de utilizacion de estos pigmentos revestidos en un revestimiento inhibidor de la corrosion.

Especificamente, los pigmentos a base de aleaciones de aluminio activo tales como Al-Zn al 5 %-In al 0,015 % proporcionan proteccion contra la corrosion a sustratos de aluminio como 2024-T3 y 7075-T6, pero a veces son propensos a la "autocorrosion" lo que conduce al consumo del pigmento a partir de su propia reaccion con especies corrosivas y no a la proteccion contra corrosion sacrificial del sustrato. Esta autocorrosion no degrada la superficie destinada a ser protegida, sino que provoca que el revestimiento en el que se carga el pigmento se tina, se raye y muestre productos de corrosion blancos de oxido de aluminio e hidroxido de aluminio.

La figura 1 muestra los revestimientos con autocorrosion que se producen. La figura 2 muestra el sustrato de aluminio despues de que el revestimiento se elimino con un decapante quimico. Claramente, la degradacion

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estaba en el revestimiento no en el sustrato. Estos productos de corrosion son desagradables y no deseables para revestimientos que se usaran en objetos donde la limpieza visual y el aspecto son importantes. Como tal metodo o proceso para inhibir o reducir la autocorrosion del pigmento activo de aleacion de aluminio es necesario que no interfiera con el comportamiento de corrosion sacrificial del pigmento de aleacion de aluminio activo.

EJEMPLO 1

Composicion y proceso para aplicar un revestimiento inhibidor de corrosion semiconductor a pigmentos de aleacion de aluminio activo. A un litro de agua destilada, anadir 3,0 gramos de sulfato de cromo basico, 4,0 gramos de hexafluorozirconato de potasio, y 0,12 gramos de tetrafluoroborato de potasio. Agitar la solucion hasta que se disuelvan todos los productos quimicos. Dejar reposar durante siete dias antes de su uso para permitir que el polimero inorganico de sulfato de cromo se complemente con las sales de fluoruro y se equilibre. Diluir esta solucion al 40 % en volumen con agua destilada.

Se anadieron aproximadamente 100 gramos de particulas de Al-Zn al 5 %-In al 0,015 % en un matraz de un litro. Las particulas procesadas eran de 40 a 100 micrometros de diametro y esfericas. Anadir al matraz aproximadamente 500 mililitros de una solucion polimerica inorganica en condiciones ambientales y agitar o remover durante aproximadamente cinco minutos. El polvo tiende a depositarse rapidamente en la solucion, por lo que es necesaria una agitacion constante. Despues de cinco minutos, decantar la solucion de polimero inorganico.

El polvo humedo se anadio lentamente a un embudo Buchner grande con papel de filtro. Despues de anadir una suspension humeda, se aplico un vacio. El polvo se aclaro aproximadamente tres veces con agua destilada para eliminar la solucion de polimero inorganico sin reaccionar. Despues del aclarado, se retiraron la torta de polvo y el papel de filtro y se colocaron en un gran vidrio de reloj y se dejaron secar en condiciones ambientales durante una noche. Por la manana, el polvo recubierto se seco para la manipulacion y se puso en un recipiente de vidrio y se sello.

EJEMPLO 2

Composicion y proceso para aplicar un revestimiento inhibidor de la corrosion semiconductor a pigmentos de aluminio puro al 99,99 %. Se siguio un proceso identico al del Ejemplo 1, excepto que las particulas recubiertas eran de aluminio globular puro al 99,99 % y de 10 a 20 micrometros de diametro.

EJEMPLO 3

Una segunda composicion y proceso para aplicar un revestimiento inhibidor de corrosion semiconductor a pigmentos de aleacion de aluminio activo. Un proceso identico al del Ejemplo 1 excepto que los pigmentos de aleacion de aluminio activo tenian un diametro de 10 a 20 micrometros y se anadieron 2,0 gramos por litro de sulfato de cinc a la solucion de polimero inorganico despues de reaccionar durante siete dias y despues de diluir hasta un 40 por ciento en volumen.

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EJEMPLO 4

Una tercera composicion y proceso para aplicar un revestimiento inhibidor de corrosion semiconductor a pigmentos de aleacion de aluminio activo.

Un proceso identico al del Ejemplo 1 excepto que los pigmentos de aleacion de aluminio activo tenian un diametro de 10 a 20 micrometros y se anadieron 2,0 gramos por litro de sulfato de cinc y 1,0 gramos por litro de glicerol a la solucion de polimero inorganico despues de reaccionar durante siete dias y despues de diluir hasta un 40 por ciento en volumen.

EJEMPLO 5

Una cuarta composicion y proceso para aplicar un revestimiento inhibidor de corrosion semiconductor a pigmentos de aluminio activo. Un proceso identico al del Ejemplo 1 excepto que los pigmentos de aluminio activos tenian de 10 a 20 micrometros de diametro.

EJEMPLO 6

Metodo para mezclar y aplicar revestimiento con pigmentos de aleacion de aluminio activo revestidos en comparacion con el revestimiento con pigmentos de aleacion de aluminio activo sin revestir y pigmentos de aleacion de aluminio sin revestir con un inhibidor de corrosion ionico adicional.

Los pigmentos revestidos preparados en el Ejemplo 1 se anadieron a una resina de uretano curada con humedad (Desmodur E-28) a aproximadamente el 72 por ciento en peso por carga de pigmento/resina. El revestimiento liquido se aplico por pulverizacion a paneles de ensayo de aleacion de aluminio de 2024-T3 y 7075-T6 y se dejaron curar durante 24 horas. Despues del curado, los revestimientos se marcaron en el metal base y se colocaron en las camaras de prueba de niebla salina acelerada ASTM B117 y ASTM G85, anexo 4. Los paneles se mantuvieron en bastidores de plastico a 15 grados de la vertical.

Al mismo tiempo, se realizaron revestimientos con el mismo sistema de resina y carga de pigmento/resina con particulas de aleacion de aluminio activo sin revestir (diametro de 40 a 100 micrometros) con un 2,5 % adicional en peso de arcilla de talcita o inhibidor de corrosion ionico. Como resultado, los revestimientos de los pigmentos de aluminio activos sin revestir, los pigmentos de aluminio revestidos y los pigmentos de aluminio sin revestir y los pigmentos de aluminio sin revestir con inhibidor de la corrosion adicional se evaluaron conjuntamente.

Las figuras 3 y 4 muestran los tres revestimientos despues de 500 horas de exposicion a la niebla salina ASTM B117. Esta claro que mediante el revestimiento de los pigmentos de aluminio activo se consigue una gran reduccion en la autocorrosion del pigmento de aluminio activo. Para 7075-T6, el rendimiento es casi tan bueno como el revestimiento con un inhibidor de corrosion ionica anadido.

EJEMPLO 7

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Metodo para mezclar y aplicar revestimiento con pigmentos de aleacion de aluminio activo revestidos (Ejemplo 5) en comparacion con el revestimiento con pigmentos de aluminio puro al 99,99 % revestidos (Ejemplo 2) y pigmentos de aluminio puro al 99,99 % sin revestir.

Los pigmentos revestidos preparados en el Ejemplo 2 y el Ejemplo 5 y pigmentos de aluminio al 99,99 % de 10 a 20 micrometros sin revestir se anadieron individualmente a un aglutinante de resina de uretano curada con humedad (Desmodur E-28) a aproximadamente el 72 por ciento en peso por carga de pigmento/resina. Los revestimientos liquidos se aplicaron por pulverizacion a paneles de ensayo de aleacion de aluminio de 2024-T3 y 7075-T6 y se dejaron curar durante 24 horas. Despues del curado, los revestimientos se marcaron en el metal base y se colocaron en las camaras de prueba de niebla salina acelerada ASTM B117 y ASTM G85, anexo 4. Los paneles se mantuvieron en bastidores de plastico a 15 grados de la vertical.

La Figura 5 muestra el rendimiento de revestimientos en paneles de aluminio 7075-T6 despues de 336 horas en niebla salina ASTM B117. El revestimiento de control de pigmentos de aluminio puro al 99,99 % sin revestir esta a la izquierda, el revestimiento de pigmentos de aluminio puro al 99,99 % revestido esta en el centro, y el revestimiento de pigmentos de aleacion de aluminio activo revestidos esta a la derecha. Comparando los paneles izquierdo y central, es evidente que la resistencia a la corrosion se mejora revistiendo los pigmentos de aleacion de aluminio puro al 99,99 %. El proceso de revestimiento ha mejorado las propiedades de inhibicion de la corrosion del pigmento de aluminio puro y puede producir aluminio puro y otras aleaciones de aluminio estandar que forman naturalmente los materiales viables aislantes de revestimiento de oxido de aluminio para usar como pigmento inhibidor de la corrosion. Los pigmentos de aluminio activo revestidos tuvieron mejor rendimiento que los pigmentos de aluminio puro al 99,99 %, como se puede ver comparando los paneles izquierdo y central con el panel derecho. Este ejemplo muestra las mejoras paso a paso hechas por revestimiento de un pigmento y luego usando la aleacion de aluminio activa, sin inhibidores anadidos u otros productos quimicos.

Figura 5: Revestimientos de uretano en 7075-T6 despues de 336 horas de niebla salina neutra ASTM B117: pigmento de aluminio puro sin revestimiento al 99,99 %, sin inhibidor (1), pigmento de aluminio puro revestido al 99,99 %, sin inhibidor (m), pigmento de aluminio activo revestido, sin inhibidor (r).

EJEMPLO 8

Metodo para mezclar y aplicar revestimientos con pigmentos de aleacion de aluminio activo con tres revestimientos diferentes. (Comparacion del rendimiento de los pigmentos fabricados en los Ejemplos 1,3 y 4 en revestimientos de polimero de uretano)

Los pigmentos revestidos preparados en los Ejemplos 1, 3 y 4 se anadieron individualmente a una resina de uretano curada con humedad (Desmodur E-28) a aproximadamente el 72 por ciento en peso por carga de pigmento/resina. Los revestimientos liquidos se aplicaron por pulverizacion a paneles de ensayo de aleacion de aluminio de 2024-T3 y 7075-T6 y se dejaron curar durante 24 horas. Despues del curado, los revestimientos se marcaron en el metal base y se colocaron en las camaras de prueba de niebla salina acelerada ASTM B117 y ASTM G85, anexo 4. Los paneles se mantuvieron en bastidores de plastico a 15 grados de la vertical.

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La Figura 6 muestra el rendimiento de revestimientos en paneles de aluminio 2024-T3 despues de 336 horas en niebla salina ASTM B117. El pigmento de aleacion de aluminio activo revestido segun el Ejemplo 1 esta a la izquierda, el pigmento de aleacion de aluminio revestido segun el Ejemplo 3 esta en el centro, y la aleacion de aluminio revestida segun el Ejemplo 4 esta a la derecha. Comparando los tres paneles, es evidente que los revestimientos aplicados por las tres composiciones diferentes son todos eficaces. Se demostro un rendimiento relativo similar despues de 2000 horas de exposicion, y todos son mejores que el revestimiento hecho de pigmento de aluminio activo sin revestir, como se describe en el Ejemplo 6.

EJEMPLO 9

Metodo para mezclar y aplicar revestimientos con pigmentos de aluminio activo revestidos realizados en el Ejemplo 5 con y sin un inhibidor adicional de corrosion ionica anadido al revestimiento.

Las particulas revestidas preparadas en el Ejemplo 5 se anadieron a una resina de uretano curada con humedad (Desmodur E-28) a aproximadamente el 72 por ciento en peso por carga de pigmento/resina. Se hizo un segundo revestimiento de la misma manera, excepto que se anadio tambien un inhibidor de arcilla de talcita al 2,5 % en peso. Los revestimientos liquidos se aplicaron por pulverizacion a paneles de ensayo de aleacion de aluminio de 2024-T3 y 7075-T6 y se dejaron curar durante 24 horas. Despues del curado, los revestimientos se marcaron en el metal base y se colocaron en las camaras de prueba de niebla salina acelerada ASTM B117 y ASTM G85, anexo 4. Los paneles se mantuvieron en bastidores de plastico a 15 grados de la vertical.

La Figura 7 muestra el rendimiento de revestimientos en paneles de aluminio 2024-T3 despues de 336 horas en niebla salina ASTM B117. El revestimiento con pigmento de aleacion de aluminio activo revestido segun el Ejemplo 5 esta a la izquierda y el revestimiento con el pigmento de aleacion de aluminio activo revestido segun el Ejemplo 5 con un inhibidor de corrosion ionica adicional esta a la derecha. Como se muestra en la figura 7, la adicion del inhibidor mejora el rendimiento del revestimiento, eliminando completamente la autocorrosion.

Figura 7: Revestimientos de uretano en 2024-T3 despues de 336 horas de niebla salina neutra ASTM B117: pigmento de aluminio activo revestido (segun el Ejemplo 5), sin inhibidor (1) y pigmento de aluminio activo revestido (segun el Ejemplo 5), con inhibidor de arcilla talcita al 2,5 % (r).

EJEMPLO 10

Metodo para mezclar y aplicar revestimientos con particulas de aluminio activo sin revestir con un inhibidor de la corrosion adicional en un sistema de resina epoxi de dos componentes.

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Se anadieron partfculas de Al-Zn al 5 %-In al 0,015 % sin revestir de 10 a 20 micrometros de diametro a un sistema de resina epoxi de dos componentes (Araldite GZ 571 T-75) a aproximadamente el 89 por ciento en peso en carga de pigmento/resina. Se hizo un segundo revestimiento de la misma manera, excepto que se anadieron tambien Nubicoat HWR (un pigmento azul) y dioxido de titanio al 9,72 y al 4,86 % en peso, respectivamente. Ambos revestimientos tienen un inhibidor de la corrosion de la arcilla del talcita anadido a aproximadamente el 2,5 % en peso. Los revestimientos liquidos se aplicaron por pulverizacion a paneles de ensayo de aleacion de aluminio de 2024-T3 y 7075-T6 y se dejaron curar durante 24 horas en condiciones ambientales y despues se obligaron a curar durante 24 horas a 150F. Despues del curado, los revestimientos se marcaron en el metal base y se colocaron en las camaras de prueba de niebla salina acelerada ASTM B117 y ASTM G85, anexo 4. Los paneles se mantuvieron en bastidores de plastico a 15 grados de la vertical.

La Figura 8 muestra el rendimiento de revestimientos en paneles de aluminio 2024-T3 despues de 1000 horas en niebla salina ASTM B117. El panel en la parte superior izquierda es el revestimiento epoxi con pigmento de aleacion activa por si mismo, mostrando la autocorrosion tipica. El panel en la parte superior derecha es el mismo panel despues de la separacion quimica del revestimiento, mostrando que no dana la aleacion del sustrato. El panel en la parte inferior izquierda es el revestimiento epoxi con pigmento de aleacion activa, pigmento azul y dioxido de titanio. La adicion de estos materiales reduce la autocorrosion del revestimiento y no disminuye las caracteristicas inhibidoras de la corrosion del pigmento de aluminio activo, como se muestra por el panel en la parte inferior derecha, que tiene el revestimiento eliminado.

La figura 9 muestra estos dos revestimientos con un poliuretano de dos componentes aplicado sobre ellos, tipico de los sistemas de revestimiento protectores. Despues de 1000 horas en ASTM B117, no hay corrosion en ninguno de los paneles, lo que demuestra las excelentes propiedades inhibidoras de la corrosion de los revestimientos en cuestion. El revestimiento con pigmento azul se encuentra a la derecha.

La figura 10 muestra el revestimiento pigmentado en azul en aluminio 2024-T3 despues de 2000 horas en niebla salina "SO2" de ASTM G85 Anexo 4. Esta es una prueba extremadamente agresiva, tipicamente cinco veces mas corrosiva que la niebla salina ASTM B117. Como se muestra, no hay corrosion en el panel. Este es un rendimiento excepcional y mucho mejor que las imprimaciones de alto contenido en solidos del estado de la tecnica utilizada hoy en los sistemas de armas aeroespaciales, que se muestra junto a este para la comparacion despues de solo 500 horas en niebla salina SO2 en aluminio 2024-T3. Estas imprimaciones se basan en cromo hexavalente, un carcinogeno, y del que los paises de todo el mundo se han propuesto su eliminacion. La imprimacion objeto no tiene cromo hexavalente. El ensayo se detuvo en el revestimiento azul a las 2500 horas, sin presencia de corrosion.

Los ejemplos muestran que los revestimientos hechos con una combinacion de pigmento en polvo de aleacion de aluminio revestido y la adicion de un inhibidor de corrosion ionica proporcionan las mejores composiciones de revestimiento. Estos revestimientos protegen eficazmente las aleaciones de aluminio del sustrato, 2024-T3 y 7075-T6, en multiples entornos de prueba, nivela salina ASTM B117 y ASTM G85 Anexo 4. La composicion de pigmento en polvo de aleacion de aluminio revestido con el inhibidor de corrosion ionica adicional es eficaz independientemente del tamano del pigmento, de 2 a 100 micras, o sistema aglutinante, por ejemplo, uretano o aglutinantes epoxi. La solucion de polimero inorganico deposita un revestimiento

semiconductor de oxido de zirconio que inhibe la corrosion en los pigmentos de aleacion de aluminio, independientemente del tipo de aleacion, y reduce o elimina la autocorrosion del pigmento cuando dichos pigmentos de aleacion de aluminio se anaden a un sistema aglutinante, aplicado a sustratos de aluminio y expuesto a la niebla salina corrosiva.

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Los ejemplos especificos de aleaciones de aluminio utilizadas para preparar revestimientos se obtuvieron de Galvotec, Inc. que tiene el siguiente analisis quimico:

Mil - DTL - 24779A

(0,08-: <0,090 <0,0040 (4,00- <0,0020 (0,014- <0,0010 <0,0010 Al en

0,20) Si: Fe Cu 6,50) Zn Cd 0,020) In Sn Hg equilibrio

0,11: 0,055 <0,0020 5,14 <0,0010 0,018 ND <0,0010 Bal

10 La composicion quimica de la aleacion de aluminio util para preparar las composiciones de revestimiento de esta invencion se muestra en la Tabla A.

TABLA A COMPOSICION QUIMICA

: Convencional Baja tension

Elemento: Peso (%) Peso (%)

Indio: 0,014-0,020 <0,005

Galio: N/A 0,092-0,110

Cinc: 4,0-6,5 <0,15

Silicio: 0,08-0,20 0,10

Cobre: 0,004 max <0,005

Hierro: 0,090 max <0,08

Mercurio: 0,001 max <0,005

Estano: 0,001 max 0,001 max

Niquel: <0,005

Magnesio: <0,010

Manganeso: <0,010

Aluminio: Resto Remanente

15 Los aglutinantes polimericos inorganicos y organicos utilizados para preparar las composiciones de revestimiento de pigmentos en polvo de aleacion de aluminio varian de aproximadamente 5 a 80 partes y

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preferiblemente de 30 a 50 partes en peso de los revestimientos curados.

Los aglutinantes formadores de pelicula utilizados en la preparacion de los revestimientos de aleacion de aluminio de esta invencion incluyen polimeros derivados de epoxis, isocianatos, acrilicos, y los polimeros no curados o precursores de estos polimeros, incluyendo las poliimidas y los precursores, es decir, los acidos poliamicos. Estos polimeros de imida se conocen bien e incluyen precursores de poliimida derivados de dianhidridos aromaticos, poliaminas y terminaciones monofuncionales reticulables reactivas. Los dianhidridos preferidos incluyen dianhidrido piromelitico (PMDA); dianhidrido benzofenona tetracarboxilico; (hexafluoroisopropilideno)-bi (anhidrido ftalico) (HFDA); dianhidrido bifeniltetracarboxilico (BPDA); y dianhidrido de benzofenona tetracarboxilico. Se pueden usar diversas aminas aromaticas polifuncionales, incluyendo diaminas, triaminas y tetraaminas, y mezclas de las mismas para preparar los precursores o polimeros de poliimida. Otros polimeros conocidos incluyen polimeros de los epoxis o resinas epoxi o los precursores, y polimeros derivados de isocianatos. Para los fines de esta invencion, la expresion "precursores epoxi" incluye compuestos epoxi o epoxis que tienen uno o mas grupos oxirano, es decir, un atomo de oxigeno unido a atomos de carbono adyacentes. Diversos precursores de epoxis particularmente adecuados para los fines de esta invencion son precursores que son liquidos a temperatura ambiente. Especificamente, los precursores epoxi incluyen compuestos que se pueden caracterizar como compuestos alifaticos saturados o insaturados, cicloalifaticos, aromaticos o heterociclicos. Los precursores epoxidicos curables se pueden preparar en diversos disolventes que incluyen disolventes organicos que escapan del revestimiento por evaporacion durante la etapa de curado. Estos disolventes se conocen bien e incluyen, por ejemplo, esteres tales como acetato de butilo, acetato de etilo, acetatos de eter monoetilico de etilenglicol (acetato de Cellosolve), acetato de metilo Cellosolve y los eter-alcoholes.

Un aglutinante preferido para los revestimientos de aleacion de Aluminio-X-Y comprende los poliuretanos derivados de isocianatos y mas particularmente los poliuretanos alifaticos derivados de la reaccion de polioles y isocianatos alifaticos multifuncionales. El poliol se utiliza preferiblemente en un disolvente organico, por ejemplo, tolueno, xileno, acetato de n-butilo, metiletilcetona, etc. El numero de hidroxilo del poliol, y el contenido de isocianato (NCO) o los pesos equivalentes del isocianato y poliol se determinan con el fin de obtener el poliuretano deseado. Los polioles e isocianatos preferidos se hacen reaccionar en cantidades aproximadamente estequiometricas, de manera que la relacion NCO con respecto a hidroxilo varia de aproximadamente 0,85 y 1,6 equivalentes de NCO con respecto a 1,0 equivalentes de OH. Los compuestos especificos utilizados en la preparacion de estos aglutinantes incluyen, por ejemplo, isocianatos tales como: difenilmetano-4,4'-diisocianato, tolueno-2,4-diisocianato, diisocianato de tetrametileno, diisocianato de decametileno, diisocianato de etileno, propilen-1,2-diisocianato, y similares. Los poliisocianatos preferidos incluyen diisocianato de hexametileno y metilen-bis-(isocianato de 4-ciclohexilo), por ejemplo, DISMODUR-N. Seleccionando los polioles adecuados y ajustando la relacion de NCO con respecto a OH, las propiedades fisicas y la eficiencia de la pelicula, tales como la resistencia de la pelicula, la flexibilidad, la resistencia quimica, la resistencia al disolvente, etc., se pueden controlar en un amplio intervalo.

Los ejemplos de otros aglutinantes incluyen los poliacrilatos, tales como los polialquilacrilatos, polimetacrilatos, polimetilmetacrilato, polibutilmetacrilato, polietilmetacrilato, polipropilmetacrilato, y combinaciones de los mismos. Tambien se incluyen como aglutinantes los revestimientos de emulsion de latex acrilicos solubles en agua.

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Los aglutinantes inorganicos que se pueden utilizar en la presente invencion incluyen los desvelados en L. Smith ed, Generic Coating Types: An Introduction to Industrial Maintenance Coating Materials, Pittsburgh, Pa. Esta Publicacion Tecnologica se incorpora por referencia. Por ejemplo, las composiciones de revestimiento preparadas con aglutinantes inorganicos que tienen una estructura de SiO2 modificada pueden derivarse de silicatos, silanos, siloxanos o siliconas.

Los revestimientos se pueden aplicar al sustrato en forma de una suspension o solucion en un disolvente adecuado tal como agua como en revestimientos de latex o combinacion de disolventes. La aplicacion puede realizarse, por ejemplo, mediante cualquier tecnica, tal como pulverizacion, cepillado, laminacion, inundacion, inmersion, para conseguir un espesor de revestimiento adecuado, que varia hasta aproximadamente diez (10) milesimas de pulgada.

Se conocen una diversidad de disolventes organicos que pueden utilizarse para los fines de esta invencion en la preparacion de revestimientos organicos. Los disolventes preferidos son disolventes sustancialmente no polares u oleofilos. Estos disolventes incluyen hidrocarburos aromaticos o alifaticos. Los disolventes aromaticos incluyen benceno, tolueno, xilenos, nafta y fracciones de la destilacion de petroleo. Los disolventes de hidrocarburos alifaticos incluyen hexano, ciclohexano, heptanos, octanos e hidrocarburos similares lineales y ramificados y mezclas de los mismos, que tienen generalmente de 4 a 16 atomos de carbono. Se incluyen las fracciones alifaticas de la destilacion de petroleo, incluyendo los alcoholes minerales y diversas mezclas de estos disolventes en cualquier proporcion. Los sistemas acuosos incluyen las resinas acrilicas ya conocidas para su uso en revestimientos de latex.

Los agentes humectantes usados para aplicar los revestimientos a la superficie metalica se anaden a los revestimientos en cantidades que varian de aproximadamente 0,0 a 5,0 partes en peso y preferiblemente en cantidades que van desde aproximadamente 0,1 a 2,0 partes. Estos agentes humectantes incluyen preferiblemente los glicoles de menor peso, tales como etileno o propilenglicoles, los alcoholes alifaticos, alcoxialcoholes, eteres, eter-alcoholes, eteres de glicol y combinaciones de los mismos.

La viscosidad o espesamiento del revestimiento se puede ajustar para el metodo particular de aplicacion anadiendo agua para revestimientos de latex o disolventes organicos inertes para revestimientos organicos. La superficie de metal revestida puede secarse por exposicion al aire o por horneado. Si la composicion de revestimiento tiene una viscosidad correcta, el revestimiento o la pelicula se pueden aplicar directamente a la superficie metalica y puede no ser necesario el horneado. El espesor de la pelicula puede no ser critico, sin embargo, puede ser suficiente una cantidad eficaz suficiente para formar un revestimiento que alcance hasta aproximadamente 0,004 pulgadas o mas por pie cuadrado para revestimientos de bastidores de aeronaves u otros elementos estructurales para proporcionar proteccion adecuada contra la corrosion. Los revestimientos inhibidores de la corrosion se aplican sobre los sustratos metalicos y sobre los pigmentos en polvo de aleacion de aluminio con un espesor comprendido entre aproximadamente 0,001 y 0,003 pulgadas, por ejemplo, hasta 10 milesimas de pulgada. El revestimiento se puede aplicar por diversos metodos incluyendo pulverizacion, laminacion o cepillado sobre la superficie dependiendo de la viscosidad. La viscosidad del revestimiento para la aplicacion particular se puede conseguir ajustando el contenido del disolvente dentro de los intervalos especificados y mediante la seleccion de los reactivos particulares usados para formar el

aglutinante polimerico.

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R E I V I N D I C A C I O N E S

1. Un pigmento en polvo de aleacion de aluminio galvanico preparado en una atmosfera seleccionada del grupo que consiste en oxfgeno, nitrogeno/gas inerte y nitrogeno-hidrogeno y que tiene un tamano de partfcula que varfa de 2 a 100 micrometros; teniendo dicho otro pigmento en polvo de aleacion de aluminio la formula Aluminio-X-Y en la que X es un elemento seleccionado del grupo que consiste en cinc, cadmio, magnesio, bario y manganeso, e Y es un elemento seleccionado del grupo que consiste en indio, galio, estano, y bismuto; dicho pigmento en polvo de aleacion de aluminio recubierto con una cantidad eficaz de revestimiento semiconductor inhibidor de la corrosion derivado de una solucion acuosa acida que consiste esencialmente en partes en peso de

0,01 a 22 partes de un compuesto de cromo trivalente, de 0,01 a 12 partes de un hexafluorozirconato, de

0,01 a 12 partes de al menos un compuesto seleccionado del grupo que consiste en tetrafluoroboratos, hexafluorosilicatos y hexafluorotitanatos.
2. El pigmento en polvo de aleacion de aluminio de la reivindicacion 1, en el que dicha solucion acuosa acida contiene adicionalmente de 0,00 a 12 partes de al menos un compuesto de cinc divalente, y/o de 0,00 a 5 partes en peso de inhibidor de corrosion organico soluble en agua.
3. El pigmento en polvo de aleacion de aluminio de la reivindicacion 1 o 2, en el que X es cinc e Y es indio.
4. El pigmento en polvo de aleacion de aluminio segun la reivindicacion 3, en el que: el compuesto de cinc divalente es sulfato de cinc; y/o

dicho pigmento tiene un tamano de partfcula que varfa de aproximadamente 20 a 40 micrometros; y/o

el fluorometalato en dicho recubrimiento inhibidor de corrosion semiconductor es un tetrafluoroborato de metal alcalino; y/o

el hexafluorozirconato es un hexafluorozirconato de metal alcalino.
5. El pigmento en polvo de aleacion de aluminio de la reivindicacion 4, en el que el compuesto de cinc divalente es sulfato de cinc y en el que:

dicho pigmento se prepara en una atmosfera de nitrogeno-hidrogeno; y/o dicho pigmento se prepara en una atmosfera de oxfgeno; y/o

dicho pigmento se recubre con una solucion acuosa que tiene un pH que varfa de aproximadamente 2,5 a 5,5.
6. Una composicion electroqmmicamente resistente a la corrosion para su aplicacion a sustratos metalicos que consiste esencialmente en, en partes en peso, de

5 a 80 partes de un aglutinante, de

20 a 80 partes de un pigmento en polvo de aleacion de aluminio galvanico preparado en una atmosfera

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seleccionada del grupo que consiste en oxigeno, nitrogeno-gas inerte y nitrogeno-hidrogeno y tiene un tamano de particula que varia de 2 a 100 micrometros; dicho pigmento en polvo de aleacion de aluminio recubierto con una cantidad eficaz de un inhibidor de corrosion semiconductor, y tiene la formula Aluminio-X- Y en la que X es un elemento seleccionado del grupo que consiste en cinc, cadmio, magnesio, bario y manganeso, e Y es un elemento seleccionado del grupo que consiste en indio, galio, estano y bismuto.
7. La composicion resistente a la corrosion de la reivindicacion 6, que consiste ademas en:

0,0 a 10 partes de al menos un inhibidor de la corrosion ionica; y/o 0,0 a 5,0 partes de al menos un agente humectante o tensioactivo.
8. La composicion resistente a la corrosion de la reivindicacion 6 o 7, en la que el aglutinante es un aglutinante formador de pelicula.
9. La composicion resistente a la corrosion de cualquiera de las reivindicaciones 6 a 8, en la que el pigmento en polvo de aleacion de aluminio esta recubierto con una cantidad eficaz de recubrimiento inhibidor de la corrosion semiconductor derivado de una solucion acuosa acida que consiste esencialmente en

0,01 a 22 partes de un compuesto de cromo trivalente, de 0,01 a 12 partes de un hexafluorozirconato, de

0,01 a 12 partes de al menos un fluorocarbono seleccionado del grupo que consiste en tetrafluoroboratos, hexafluorosilicatos y hexafluorotitanatos.
10. La composicion resistente a la corrosion de la reivindicacion 9, en la que dicha solucion acuosa acida consiste ademas en:

0,00 a 12 partes de al menos un compuesto divalente de cinc; y/o

0,00 a 5 partes en peso de inhibidor de corrosion organico soluble en agua.
11. La composicion resistente a la corrosion de la reivindicacion 9 o 10, en la que:

al menos uno de los compuestos de cinc divalentes es sulfato de cinc; y/o el pH de la solucion acuosa acida varia de aproximadamente 2,5 a 5,5.
12. La composicion resistente a la corrosion de la reivindicacion 7, en la que el inhibidor de la corrosion ionica se selecciona del grupo que consiste en una arcilla de talcita inorganica, benznidazol, benzotiazol, benzoxazol, difeniltriazol, benzotriazol y toliltriazol.
13. La composicion resistente a la corrosion de la reivindicacion 12, en la que:

dichos inhibidores de corrosion ionica estan presentes en la composicion de revestimiento inhibidora de la corrosion semiconductora en cantidades que varian de aproximadamente 1,0 a 10 partes en peso; y/o

10

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el inhibidor de la corrosion ionica es arcilla de talcita y el pigmento en polvo de aleacion de aluminio tiene la formula Aluminio-Cinc-Indio.
14. La composicion resistente a la corrosion de la reivindicacion 9, en la que:

la relacion de una cantidad eficaz de revestimiento inhibidor de la corrosion semiconductor varia de aproximadamente 10 partes en peso del inhibidor a aproximadamente 100 partes en peso del pigmento en polvo de aleacion de aluminio; o

la relacion de una cantidad eficaz de recubrimiento inhibidor de la corrosion semiconductor varia de aproximadamente 10 partes en peso del inhibidor a aproximadamente 100 partes en peso del pigmento en polvo de aleacion de aluminio y la relacion de pigmento en polvo de Aluminio-X-Y varia de aproximadamente 50 a 70 partes y el aglutinante varia de aproximadamente 50 a 30 partes.
15. La composicion resistente a la corrosion de la reivindicacion 8, en la que;

el aglutinante formador de pelicula se selecciona del grupo que consiste en poliuretanos, poliimidas, poliacrilatos, polimeros derivados de diisocianatos, polimeros derivados de epoxis y los prepolimeros no curados de dichos polimeros; o

el aglutinante formador de pelicula se selecciona del grupo que consiste en poliuretanos, poliimidas, poliacrilatos, polimeros derivados de diisocianatos, polimeros derivados de epoxis y los prepolimeros no curados de dichos polimeros y el pigmento en polvo de aleacion de aluminio tiene la formula Aluminio-Cinc- Indio y tiene un tamano de particula que varia de aproximadamente 20-40 micrometros.