ES2843573T3

ES2843573T3 - Composiciones de recubrimiento de sol-gel que incluyen fosfatos de metal estratificados con inhibidor de la corrosión encapsulado y procedimientos relacionados

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Publication number: ES2843573T3
Application number: ES17205126T
Authority: ES
Inventors: Vijaykumar S Ijeri; Om Prakash; Stephen P Gaydos; Raghavan Subasri; Raju Kalidindi Ramachandra Soma; Dendi Sreenivas Reddy
Original assignee: Boeing Co
Current assignee: Boeing Co
Priority date: 2017-01-09
Filing date: 2017-12-04
Publication date: 2021-07-19
Anticipated expiration: 2037-12-04
Also published as: EP3345975B1; CN108286049A; CA2982178A1; JP2022091753A; US10421869B2; JP2018135595A; US20190390067A1; US20180194949A1; EP3345975A1; JP7262638B2; JP7033909B2; AU2017261536B2; US11739225B2; CA2982178C; AU2017261536A1; CN108286049B

Abstract

Método, que comprende: dispersar una composición de fosfato de metal tretravalente estratificado y un primer inhibidor de la corrosión en una disolución acuosa y agitar para formar una primera disolución; recoger un precipitado de la primera disolución; lavar el precipitado de la primera disolución para formar un primer material de inhibición de la corrosión (CIM), comprendiendo el primer CIM el primer inhibidor de la corrosión intercalado en la composición de fosfato de metal tretravalente estratificado; y añadir el primer CIM a una primera composición de sol-gel para formar una primera composición de sol-gel que contiene CIM; en el que el primer inhibidor de la corrosión comprende cerio (III), un vanadato, un molibdato, un tungstato, un compuesto manganoso, un manganato, un permanganato, un aluminato, un fosfonato, un tiazol, un triazol, un imidazol, o una combinación de los mismos.

Description

DESCRIPCIÓN

Composiciones de recubrimiento de sol-gel que incluyen fosfatos de metal estratificados con inhibidor de la corrosión encapsulado y procedimientos relacionados

Antecedentes

1. Campo técnico

La presente divulgación se refiere a composiciones y procedimientos de recubrimiento y, más particularmente, a composiciones de recubrimiento de sol-gel que incluyen fosfatos de metal estratificados con inhibidor de la corrosión encapsulado y procedimientos relacionados.

2. Técnica relacionada

Las aleaciones de alta resistencia, tales como las aleaciones de aluminio, se usan ampliamente en diversas industrias tales como la industria aeroespacial, debido a su alta razón de resistencia con respecto a peso. Sin embargo, estas aleaciones son propensas a la corrosión debido a la presencia de materiales de aleación.

Con el fin de proteger estas aleaciones del ambiente, puede proporcionarse un recubrimiento de conversión de cromo sobre una superficie de una aleación, seguido por la aplicación de imprimador y un recubrimiento superior. Aunque los sistemas de pintura orgánica aplicados sobre la superficie proporcionan buenas propiedades de barrera frente a la corrosión, incluso pequeños defectos formados en la pintura orgánica proporcionan vías de entrada de electrolito en la superficie metálica, lo que inicia una corrosión localizada. Por tanto, se han usado recubrimientos de conversión a base de cromo en pretratamientos anticorrosión antes de la aplicación de recubrimientos orgánicos. Sin embargo, los compuestos de cromo hexavalente tienen efectos perjudiciales.

Por tanto, existe la necesidad de composiciones y procedimientos de recubrimiento que estén libres de cromo a la vez que proporcionen un recubrimiento que sea resistente a la corrosión.

El documento JP 2986962, según su resumen, se refiere a una composición compuesta por una mezcla de (A) un fosfato laminar cristalino expresado por la fórmula M(HPO4)2.XH2O (M es un elemento tetravalente del grupo IV A, el grupo IV B, la serie lantánida o serie actinoide; X es 0-2), preferiblemente fosfato de titanio, fosfato de circonio o fosfato de cerio que tienen una estructura laminar cristalina y (B) un compuesto de cinc (preferiblemente, óxido de cinc).

El documento JP 2004 099943, según una traducción automática de su resumen, se refiere a “[...] una composición antioxidante que tiene excelente resistencia al calor y muestra excelente capacidad antioxidante tanto frente a metales ferrosos como metales no ferrosos. La composición antioxidante comprende un cuerpo compuesto obtenido intercalando anilina o un polímero de su derivado en el espacio entre las capas en fosfato estratificado, y mezclándolos. Como fosfato estratificado, son preferibles dihidrógeno-tripolifosfato de aluminio, fosfato de titanio, fosfato de circonio, fosfato de estaño o similares. La anilina o el polímero de su derivado intercalado en el espacio entre las capas en el fosfato estratificado puede ser el obtenido intercalando previamente la anilina o su derivado, y realizando después la polimerización. Además, el cuerpo compuesto puede comprender ácido sulfónico orgánico tal como ácido dodecilbencenosulfónico, ácido toluenosulfónico y ácido a-olefinsulfónico en el polímero”.

Yang et al., J. Rare Earths 29, 2011, 308-312, según su resumen, se refiere a “fosfatos de circonio con cinc y cerio portados (Zn-Ce/ZrPs) [...] preparados mediante el intercambio de cationes de cinc y cerio en fosfato de circonio y sodio (NaZrP) a través del método de intercambio iónico y caracterizados por difracción de rayos X (XRD), espectroscopía de rayos X de dispersión de energía (EDX) y microscopía electrónica de barrido (SEM). Además, se sometieron a prueba el área superficial específica, el potencial zeta y la actividad antibacteriana. Los resultados mostraron que los Zn-Ce/ZrPs tenían un sistema cristalino hexagonal, y que el área superficial de los Zn-Ce/ZrPs aumentaba más que la del NaZrP. Los Zn-Ce/ZrPs mostraron un efecto antibacteriano sinérgico obvio y tienen potencial para usarse como agentes antibacterianos en el control ambiental”.

El documento US 2009/192251, según su resumen, se refiere a “Un método para potenciar la resistencia a la corrosión de una superficie de metal que incluye la etapa de formar un recubrimiento de sol-gel en el que están presentes las fases de fosfato de cinc (Zn3(PO4)2) y óxido de cinc (ZnO) nanoestructurados en la mezcla. El método puede incluir las etapas de mezclar un organosilano, un compuesto organometálico, un ácido orgánico, agua y alcohol y permitir que los componentes de la mezcla se hidrolicen parcialmente, seguido por añadir al menos un componente que tiene funcionalidad cinc y al menos un componente que tiene funcionalidad fosfato a la mezcla parcialmente hidrolizada, en el que el componente de cinc y el componente de fosfato se añaden en una razón molar de desde aproximadamente 1,5:1 hasta aproximadamente 5:1 (Zn:PO4). La mezcla resultante puede aplicarse como un recubrimiento a una superficie de metal para mejorar la resistencia a la corrosión del metal y para potenciar la adhesión de los materiales resinosos a la superficie”.

El documento IE 20080941, según su resumen, se refiere a “Una composición de recubrimiento de sol-gel que comprende un organosilano hidrolizado, un precursor organometálico y un inhibidor de la corrosión, en la que el inhibidor de la corrosión es un quelante para el precursor organometálico. El inhibidor de la corrosión y el precursor organometálico pueden formar un complejo nanoparticulado. La composición de recubrimiento puede comprender uno o más aditivos seleccionados de: un aditivo antimicrobiano, un aditivo más duro, un aditivo repelente al agua, un colorante, un aditivo resistente al rayado y un aditivo que potencia la flexibilidad. También se describe un procedimiento para preparar una composición de recubrimiento de sol-gel, comprendiendo el procedimiento las etapas de: hidrolizar un organosilano en presencia de un catalizador; quelar un precursor de organosilano; mezclar el silano hidrolizado y el precursor organometálico quelado; e hidrolizar la mezcla de organosilano-precursor organometálico”.

El documento WO 2014/188390, según su resumen, se refiere a “[...] una composición de recubrimiento para superficies de metal que comprende una matriz polimérica y al menos nanocontenedores funcionalizados primeros y segundos dispersos dentro de la matriz y que contienen respectivamente sustancias activas diferentes entre sí. Cada uno de dichos nanocontenedores funcionalizados primeros y segundos define un volumen de tamaño nanométrico que contiene dicha sustancia activa confinada dentro de un núcleo poroso y/o una cubierta porosa que, en condiciones normales, impiden el contacto directo de la sustancia activa con el entorno externo, mientras que en condiciones desencadenantes predeterminadas, permiten la liberación de la sustancia activa en el entorno externo. Los primeros contenedores funcionalizados contienen un agente inhibidor de la corrosión como sustancia activa, mientras que los segundos nanocontenedores funcionalizados contienen o bien un agente que puede desplazar agua de un precursor de una especie polimerizable, que puede formar una capa polimérica tal como para cubrir un área dañada y/o bien impiden la propagación de una fisura u otro defecto, como sustancia activa”.

Sumario

Los aspectos y las realizaciones de la presente invención se definen en las reivindicaciones. En particular, la reivindicación 1 proporciona un método, la reivindicación 12 una composición de sol-gel y la reivindicación 14 un producto recubierto resistente a la corrosión.

Según las realizaciones de la presente divulgación, se proporcionan diversos métodos y formulaciones relacionados con el recubrimiento de sustratos de sol-gel (por ejemplo, un sustrato de aluminio, un sustrato de aleación de aluminio u otro sustrato). Una capa de sol-gel formada sobre un sustrato proporciona ventajosamente protección frente a la corrosión. Además, la capa de sol-gel proporciona ventajosamente una adhesión potenciada entre el sustrato y un sistema de pintura (por ejemplo, imprimador y pintura).

En un aspecto, un método incluye dispersar una composición de fosfato de metal tretravalente estratificado (por ejemplo, una composición de fosfato de circonio estratificado) y un primer inhibidor de la corrosión (CI) (por ejemplo, cerio (III), un vanadato, un molibdato, un tungstato, un compuesto manganoso, un manganato, un permanganato, un aluminato, un fosfonato, un tiazol, un triazol y/o un imidazol) en una disolución acuosa y agitar para formar una primera disolución, recoger un precipitado de la primera disolución, y lavar el precipitado de la primera disolución para formar un primer material de inhibición de la corrosión (CIM). El primer CIM incluye el primer inhibidor de la corrosión intercalado en la composición de fosfato de metal tretravalente estratificado.

En otro aspecto, el método incluye añadir el primer CIM a una primera composición de sol-gel para formar una primera composición de sol-gel que contiene CIM. En otro aspecto, el método incluye además aplicar la primera composición de sol-gel que contiene CIM sobre un sustrato para formar una capa de sol-gel que contiene CIM, curar la capa de sol-gel que contiene CIM mediante radiación UV, y curar térmicamente la capa de sol-gel que contiene CIM para formar un recubrimiento resistente a la corrosión.

En otro aspecto, el método incluye además aplicar la primera composición de sol-gel que contiene CIM sobre un sustrato para formar una primera capa de sol-gel que contiene CIM, curar la primera capa de sol-gel que contiene CIM mediante radiación UV, aplicar una segunda composición de sol-gel que contiene CIM sobre el sustrato para formar una segunda capa de sol-gel que contiene CIM, curar la segunda capa de sol-gel que contiene CIM mediante radiación UV, y curar térmicamente una pluralidad de capas de sol-gel que incluyen la primera capa de sol-gel que contiene CIM y la segunda capa de sol-gel que contiene CIM para formar un recubrimiento resistente a la corrosión. En algunos ejemplos, la primera capa de sol-gel que contiene CIM se aplica antes de aplicar la segunda capa de sol-gel que contiene CIM. En otros ejemplos, la primera composición de sol-gel que contiene CIM se aplica después de aplicar la segunda composición de sol-gel que contiene CIM. La segunda composición de sol-gel que contiene CIM se forma, por ejemplo, dispersando una composición de hidróxido doble estratificado (LDH) de Zn-Al y un segundo inhibidor de la corrosión en un disolvente y agitando para formar una segunda disolución, recogiendo un precipitado de la segunda disolución, lavando el precipitado de la segunda disolución para formar un segundo CIM, y añadiendo el segundo CIM a una segunda composición de solgel para formar la segunda composición de sol-gel que contiene CIM. El segundo CIM incluye el segundo inhibidor de la corrosión intercalado en la composición de LDH de Zn-Al.

En un aspecto, un primer CIM incluye una composición de fosfato de metal tretravalente estratificado que incluye partículas (por ejemplo nanopartículas) de fosfato de metal tetravalente estratificado (por ejemplo, fosfato de circonio estratificado), y un primer inhibidor de la corrosión (por ejemplo, cerio (III), un vanadato, un molibdato, un tungstato, un compuesto manganoso, un manganato, un permanganato, un aluminato, un fosfonato, un tiazol, un triazol y/o un imidazol). El primer inhibidor de la corrosión se intercala en las partículas (por ejemplo nanopartículas) de fosfato de metal tetravalente estratificado.

En otro aspecto, una primera composición de sol-gel incluye el primer CIM y un primer material compuesto polimérico de uno o más alcoxisilanos, un alcóxido de circonio y un ácido orgánico. Aún en otro aspecto, un producto recubierto resistente a la corrosión incluye una primera capa de sol-gel que contiene CIM que incluye la primera composición de solgel. El segundo CIM incluye, por ejemplo, una composición de LDH de Zn-Al que incluye partículas (por ejemplo nanopartículas) de LDH de Zn-Al y un segundo inhibidor de la corrosión intercalado en las partículas (por ejemplo nanopartículas) del LDH de Zn-Al.

Las reivindicaciones definen diversos aspectos y realizaciones de la invención. Se proporcionará a los expertos en la técnica una mejor compresión de los métodos y las formulaciones para el recubrimiento de sol-gel de la presente divulgación, así como una apreciación de las ventajas anteriores y adicionales de la misma, al considerar la siguiente descripción detallada de una o más realizaciones de ejemplo de la misma. En esta descripción, se hace referencia a las diversas vistas de las hojas de dibujos adjuntos, que se describen brevemente a continuación, y dentro de las cuales se usan números de referencia similares para identificar elementos similares ilustrados en ellas.

Breve descripción de los dibujos

La figura 1 ilustra un procedimiento de ejemplo para preparar un primer material de inhibición de la corrosión según una realización de la presente divulgación.

La figura 2 ilustra un procedimiento de ejemplo para preparar una composición de sol-gel según una realización de la presente divulgación.

La figura 3 ilustra un procedimiento de ejemplo para formar un recubrimiento resistente a la corrosión que incluye una capa de sol-gel con CIM sobre un sustrato según una realización de la presente divulgación.

La figura 4 ilustra una vista esquemática en sección transversal de un recubrimiento resistente a la corrosión de ejemplo sobre un sustrato según una realización de la presente divulgación.

La figura 5 ilustra un procedimiento de ejemplo para preparar un material de inhibición de la corrosión que incluye una composición de LDH con inhibidor de la corrosión intercalado según una realización de la presente divulgación.

La figura 6 ilustra un procedimiento de ejemplo para preparar una composición de hidróxido doble estratificado (LDH) de Zn-Al según una realización de la presente divulgación.

La figura 7 ilustra un procedimiento de ejemplo para formar un recubrimiento resistente a la corrosión que incluye una o más capas de sol-gel sobre un sustrato según una realización de la presente divulgación.

Las figuras 8A-F ilustran vistas esquemáticas en sección transversal de recubrimientos resistentes a la corrosión de ejemplo que incluyen una pluralidad de capas de sol-gel formadas sobre sustratos según realizaciones de la presente divulgación.

La figura 9 muestra un patrón de difracción de rayos X de polvo (XRD) de una composición de a-fosfato de circonio composición que puede usarse en el procedimiento de la figura 1.

La figura 10A y la figura 10B muestran imágenes de microscopio electrónico de barrido (SEM) de una composición de a fosfato de circonio que puede usarse en el procedimiento de la figura 1 a bajo aumento y a gran aumento, respectivamente, que ilustran la estructura de tipo lámina estratificada de la composición de a -fosfato de circonio.

La figura 11 muestra un patrón de XRD de un a-fosfato de circonio estratificado con cerio intercalado preparado mediante el procedimiento de la figura 1.

La figura 12 muestra un patrón de XRD del a -fosfato de circonio estratificado con vanadato intercalado preparado mediante el procedimiento de la figura 1.

La figura 13 es una imagen de un sustrato no recubierto después de las pruebas de resistencia a la corrosión por niebla salina.

Las figuras 14A-B, 15A-B, 16A-B, 17A-B y 18 A-B muestran sustratos recubiertos formados mediante el procedimiento de la figura 7 después de las pruebas de resistencia a la corrosión por niebla salina.

Descripción detallada

La siguiente descripción es de naturaleza meramente a modo de ejemplo y no pretende limitar la presente divulgación, aplicación o usos.

Los términos “sustituyente”, “radical”, “grupo”, “resto” y “fragmento” pueden usarse indistintamente.

Las formas en singular “un” y “una” pueden incluir referencias en plural a menos que el contexto indique claramente otra cosa.

El número de átomos de carbono en un sustituyente puede indicarse mediante el prefijo “C^a-^b” donde A es el número mínimo y B es el número máximo de átomos de carbono en el sustituyente.

El término “alquilo” abarca un radical alquilo acíclico lineal o ramificado que contiene desde 1 hasta aproximadamente 15 átomos de carbono. En algunas realizaciones, alquilo es un radical alquilo C1-10, alquilo C1-6 o alquilo C1-3. Los ejemplos de alquilo incluyen, pero no se limitan a, metilo, etilo, propilo, isopropilo, butilo, isobutilo, ferc-butilo, sec-butilo, pentan-3-ilo (es decir,

), y similares.

El término “alcoxilo” es RO- donde R es alquilo. Los ejemplos no limitativos de alcoxilo incluyen metoxilo, etoxilo, propoxilo, n-butiloxilo y ferc-butiloxilo. Los términos “alquiloxilo”, “alcoxilo” y “alquil-O-” pueden usarse indistintamente.

El término “metacrilo” es

El término “metacriloxilo” es

El término “metacriloxialquilo” abarca alquilo sustituido con metacriloxilo. Los ejemplos no limitativos de metacriloxialquilo incluyen metacriloxietilo, metacriloxipropilo y metacriloxibutilo.

El término “glicidilo” es

El término “glicidiloxilo” es

Los términos “glicidiloxilo” y “glicidoxilo” pueden usarse indistintamente.

El término “glicidoxialquilo” abarca alquilo sustituido con glicidoxilo. Los ejemplos no limitativos de glicidoxialquilo incluyen, glicidoxietilo y glicidoxipropilo y glicidoxibutilo. Los términos “glicidiloxialquilo” y “glicidoxialquilo” pueden usarse indistintamente.

El término “aminoalquilo” abarca un radical amino unido a una estructura de soporte molecular original a través de un radical alquilo (por ejemplo, NH2-alquil-estructura de soporte).

El término “arilo” se refiere a cualquier radical de carbono ciclado monocíclico, bicíclico o tricíclico, en el que al menos un anillo es aromático. Un radical aromático puede condensarse a un radical cicloalquilo o heterociclilo no aromático. El arilo puede estar sustituido o no sustituido. Los ejemplos de arilo incluyen fenilo y naftilo.

El término “aralquilo” abarca arilo unido a una estructura de soporte molecular original a través de alquilo y puede usarse indistintamente con el término “arilalquilo.” Ejemplos de aralquilo incluyen bencilo, difenilmetilo, trifenilmetilo, feniletilo y difeniletilo. Los términos “bencilo” y “fenilmetilo” pueden usarse indistintamente.

El término “silano” es un compuesto que contiene silicio.

El término “organosilano” es un silano que tiene al menos un enlace de silicio con carbono.

El término “alcoxisilano” es un silano que tiene al menos un enlace de silicio con alcoxilo.

El término “organoalcoxisilano” es un silano que tiene al menos un enlace de silicio con carbono y al menos un enlace de silicio con alcoxilo.

El término “aproximadamente”, tal como se usa en el presente documento cuando se refiere a un valor medible tal como una cantidad, concentración, tiempo y similares, pretende abarcar variaciones de + el 20%, + el 10%, + el 5%, + el 1%, + el 0,5%, o incluso + el 0,1% del valor especificado.

El término “nanopartículas” tal como se usa en el presente documento se refiere a partículas que tienen un tamaño que oscila entre aproximadamente 1 nm y aproximadamente 1000 nm (por ejemplo, un tamaño que oscila entre aproximadamente 1 nm y aproximadamente 200 nm, un tamaño que oscila entre aproximadamente 1 nm y aproximadamente 100 nm, u otro intervalo de tamaño). Por consiguiente, las nanopartículas tal como se hace referencia en el presente documento pueden tener al menos una dimensión medible, preferiblemente al menos dos dimensiones medibles, que oscilan entre aproximadamente 1 nm y aproximadamente 1000 nm (por ejemplo, que oscilan entre aproximadamente 1 nm y aproximadamente 200 nm o entre aproximadamente 1 nm y aproximadamente 100 nm). El tamaño de una nanopartícula puede determinarse a partir de imágenes de microscopía electrónica. Las nanopartículas pueden tener un tamaño promedio (por ejemplo, una media aritmética) que oscila entre aproximadamente 1 nm y aproximadamente 1000 nm (por ejemplo, que oscila entre aproximadamente 1 nm y aproximadamente 200 nm o entre aproximadamente 1 nm y aproximadamente 100 nm). Alternativamente, las nanopartículas pueden tener cada una un tamaño que oscila entre aproximadamente 1 nm y aproximadamente 1000 nm (por ejemplo, que oscila entre aproximadamente 1 nm y aproximadamente 200 nm o entre aproximadamente 1 nm y aproximadamente 100 nm).

Se proporcionan composiciones y procedimientos relacionados con el recubrimiento de sol-gel de sustratos tales como sustratos de metal o aleaciones metálicas (por ejemplo, sustratos de aluminio, sustratos de aleación de aluminio u otros sustratos). El recubrimiento de sol-gel puede usarse como un pretratamiento libre de cromo en sustratos antes de la aplicación de recubrimientos orgánicos tales como imprimador y pintura. El pretratamiento puede realizarse aplicando una capa de una composición de sol-gel que incluye un material de inhibición de la corrosión (CIM). La composición de solgel se obtiene como un producto de hidrólisis y condensación de una mezcla de organosilanos y un alcóxido de metal, junto con un inhibidor de la corrosión (CI) (por ejemplo, un compuesto que inhibe la corrosión o un elemento que inhibe la corrosión) encapsulado (por ejemplo, intercalado) en partículas (por ejemplo, nanopartículas, también denominadas nanoportadores o nanocontenedores) compuestos por fosfatos de metal estratificados. Las nanopartículas tienen un tamaño que oscila entre aproximadamente 1 nm y aproximadamente 1000 nm (por ejemplo, un tamaño que oscila entre aproximadamente 1 nm y aproximadamente 200 nm, un tamaño que oscila entre aproximadamente 1 nm y aproximadamente 100 nm, u otro intervalo de tamaño). Se usa radiación ultravioleta (UV) para densificar la capa de solgel además o en lugar del curado térmico de la capa de sol-gel. El curado térmico puede incluir exponer la capa de solgel a alta temperatura (por ejemplo, en una estufa con circulación de aire caliente). Alternativamente, o además, el curado térmico puede exponer la capa de sol-gel a radiación de infrarrojo (IR) o radiación de IR cercano, que reduce el tiempo de curado. Ventajosamente, la composición de recubrimiento de sol-gel puede curarse a baja temperatura, proporcionan una excelente protección de barrera y poseer propiedades de autocuración para proporcionar una protección prolongada frente a la corrosión. Además, las capas de sol-gel formadas usando la composición de recubrimiento de sol-gel pueden liberar inhibidores de la corrosión según demanda.

La figura 1 ilustra un procedimiento 100 de ejemplo para preparar un material de inhibición de la corrosión. El material de inhibición de la corrosión incluye un fosfato de metal estratificado (por ejemplo, un fosfato de circonio estratificado) que encapsula uno o más inhibidores de la corrosión. El material de inhibición de la corrosión puede ser un material de inhibición de la corrosión orgánico que incluye uno o más inhibidores de la corrosión orgánicos, un material de inhibición de la corrosión inorgánico que incluye uno o más inhibidores de la corrosión orgánicos, o un material de inhibición de la corrosión en combinación que incluye uno o más inhibidores de la corrosión orgánicos y uno o más inhibidores de la corrosión inorgánicos.

En el bloque 102, se añade a la disolución una composición de fosfato de metal estratificado (por ejemplo, una composición de fosfato de metal tretravalente estratificado). Por ejemplo, se añade a la disolución la composición de fosfato de metal tretravalente estratificado en una cantidad que oscila entre aproximadamente 1 y aproximadamente 100 g por 1 l de la disolución. La cantidad del fosfato de metal tetravalente estratificado puede ser de 1, 5, 10, 15, 20, 25, 30, 35, 40, 45, 50, 55, 60, 65, 70, 75, 80, 85, 90, 95 o 100 g por 1 l de la disolución, donde cualquier valor puede formar un punto final superior o un punto final inferior, según sea apropiado.

En un aspecto, la composición de fosfato de metal tretravalente estratificado es una composición de fosfato de circonio estratificado de fórmula I:

Zr(HPO4)2nH2O Fórmula I

En otro aspecto, la composición de fosfato de metal tretravalente estratificado es una composición de a -fosfato de circonio de fórmula II:

Zr(HPO4)2H2O Fórmula II

La composición de a -fosfato de circonio estratificado puede formarse, por ejemplo, mezclando una disolución de cloruro de circonilo y una disolución de ácido fosfórico para formar una mezcla, recogiendo un precipitado de la mezcla, y luego lavando y secando el precipitado que incluye la composición de a -fosfato de circonio estratificado.

Aun en otro aspecto, la composición de fosfato de metal tretravalente estratificado es una composición de y-fosfato de circonio de fórmula III:

Zr(PO4)(H2PO4)-2H2O Fórmula III

En el bloque 104, se añade a la disolución un inhibidor de la corrosión. El inhibidor de la corrosión incluye un inhibidor de la corrosión inorgánico, un inhibidor de la corrosión orgánico, o ambos. Por ejemplo, se añade a la disolución el inhibidor de la corrosión en una cantidad que es aproximadamente equimolar con respecto a la composición de fosfato tetravalente estratificado.

En un aspecto, el inhibidor de la corrosión orgánico es un imidazol, un triazol, un tetrazol, un tiazol, un tiadiazol, un bencimidazol, un benzotriazol, un benzotiazol, una quinolina, ácido fítico, un fosfonato, un ácido organofosfónico, o un aceite. El aceite incluye ácidos grasos saturados y/o insaturados tales como ácido esteárico, ácido palmítico, ácido oleico, ácido linoleico y/o ácido linolénico.

Los ejemplos específicos del inhibidor de la corrosión orgánico incluyen 1-(3-aminopropil)imidazol, 1H-1,2,3-triazol, 4-metil-4H-1,2,4-triazol-3-tiol, ácido 1,2,4-triazol-3-carboxílico, 3-amino-1,2,4-triazol-5-tiol, 4H-1,2,4-triazol-4-amina, 3-mercapto-4-metil-4H-1,2,4-triazol, 5-fenil-1H-1,2,4-triazol-3-tiol, 1 -metil-1 H-tetrazol-5-tiol, ácido 1 H-tetrazol-5-acético, ácido 4-metil-1,3-tiazol-5-carboxílico, 1,3,4-tiadiazol-2,5-ditiol, ácido 1H-bencimidazol-2-carboxílico, IH-benzotriazol (BTA), 2-mercaptobenzotiazol (MBT), 8-hidroxiquinolina, ácido fítico, ácido iminodimetilfosfónico, ácido aminotris(metilenfosfónico) (ATMP), ácido etilendiamina-tetra(metilenfosfónico) (EDTMP), ácido 1-hidroxietiliden-1, 1-difosfónico (HEDP), ácido dietilentriamina-penta(metilenfosfónico) (DTPMP), y aceite vegetal (por ejemplo, aceite de linaza u otro aceite vegetal).

En un aspecto, el inhibidor de la corrosión inorgánico es una sal de un oxianión de un metal de transición, un metal de postransición, un metaloide, o un no metal poliatómico. En otro aspecto, el inhibidor de la corrosión inorgánico incluye cerio (III), un vanadato, un molibdato, un tungstato, un fosfato, un compuesto manganoso, un manganato, un permanganato o un aluminato.

Los ejemplos específicos del inhibidor de la corrosión inorgánico incluyen metavanadato de sodio, permanganato de potasio, molibdato de sodio y tungstato de sodio.

En el bloque 106, se agita la disolución. La agitación puede realizarse durante un periodo de tiempo que oscila entre 2 y aproximadamente 48 h. El periodo de tiempo puede ser de aproximadamente 2, 4, 6, 8, 10, 12, 14, 16, 18, 20, 22, 24, 28, 32, 36, 40, 44 o 48 h, donde cualquier valor puede formar un punto final superior o un punto final inferior, según sea apropiado. Se forma un fosfato de metal tetravalente estratificado con inhibidor de la corrosión encapsulado como resultado del bloque 106. La composición de fosfato de metal tretravalente estratificado y el inhibidor de la corrosión se dispersan en la disolución, y la composición de fosfato de metal tretravalente estratificado se intercala con el inhibidor de la corrosión de manera que la composición de fosfato de metal tretravalente estratificado funciona como nanocontenedores que encapsulan el inhibidor de la corrosión.

En el bloque 108, se recoge un precipitado de la disolución, por ejemplo, mediante centrifugación. El precipitado se lava en el bloque 110 y se seca en el bloque 112 para formar el material de inhibición de la corrosión. Por ejemplo, el precipitado se lava una o más veces con agua hasta que el pH del sobrenadante es neutro, y luego se seca en una estufa de secado. El material de inhibición de la corrosión incluye una composición de fosfato de metal tretravalente estratificado que contiene inhibidor de la corrosión (también denominada una composición de fosfato de metal tetravalente estratificado con inhibidor de la corrosión incorporado, una composición de fosfato de metal tretravalente estratificado con inhibidor de la corrosión intercalado, o una composición de fosfato de metal tretravalente estratificado con inhibidor de la corrosión encapsulado).

Si se usa un inhibidor de la corrosión orgánico en el bloque 104, el material de inhibición de la corrosión es un material de inhibición de la corrosión orgánico que incluye el inhibidor de la corrosión orgánico encapsulado en la composición de fosfato de metal tretravalente estratificado. Si se usa un inhibidor de la corrosión inorgánico en el bloque 104, el material de inhibición de la corrosión es un material de inhibición de la corrosión orgánico que incluye el inhibidor de la corrosión orgánico encapsulado en la composición de fosfato de metal tretravalente estratificado. Por consiguiente, en realizaciones en las que se desea tanto un material de inhibición de la corrosión inorgánico como un material de inhibición de la corrosión orgánico, el procedimiento 100 puede realizarse dos veces, una vez usando un inhibidor de la corrosión orgánico en el bloque 104 y una vez usando un inhibidor de la corrosión inorgánico en el bloque 104.

En algunas realizaciones, puede formarse un material de inhibición de la corrosión en combinación que incluye la composición de fosfato de metal tretravalente estratificado que encapsula tanto un inhibidor de la corrosión orgánico como un inhibidor de la corrosión inorgánico mezclando un material de inhibición de la corrosión orgánico y un inhibidor de la corrosión inorgánico, preparado cada uno mediante el procedimiento 100 respectivo, o preparando una disolución que incluye ambos tipos de inhibidores de la corrosión en el bloque 104 en un procedimiento 100.

Los bloques 102-112 pueden realizarse en el orden presentado o en un orden diferente y/o pueden omitirse uno o más bloques en algunas realizaciones. Por ejemplo, el bloque 102 puede realizarse antes, después o simultáneamente con el bloque 104. Además, en otra realización, los compuestos de los bloques 102 y 104 se dispersan en disoluciones independientes y luego se combinan.

La figura 2 ilustra un procedimiento 200 de ejemplo para preparar una composición de sol-gel. Una matriz que puede curarse a baja temperatura se sintetiza en dos partes (composición A y composición B), se mezclan las dos partes entre sí, se añaden y se agitan compuestos adicionales, y se añade un material de inhibición de la corrosión para obtener una composición de sol-gel.

En el bloque 202, se prepara la composición A a partir de un alcoxisilano tal como un organoalcoxisilano. Se pone un alcoxisilano en contacto con agua y un ácido orgánico (por ejemplo, HCl, HNO3, H3PO4, u otro ácido orgánico) para formar la composición A.

Por ejemplo, un alcoxisilano se mezcla con agua y se agita, y se añade un ácido orgánico a la disolución del alcoxisilano y agua y se agita en un baño de hielo hasta que la disolución se vuelve transparente. La razón del número de moles del alcoxisilano (que es igual al número de moles de silicio procedentes del alcoxisilano) con respecto al número de moles de agua (nSi/nagua) en la composición A oscila entre aproximadamente 0,5 y aproximadamente 2. La razón puede ser, por ejemplo, de aproximadamente 0,5, 0,6, 0,7, 0,8, 0,9, 1,0, 1,1, 1,2, 1,3, 1,4, 1,5, 1,6, 1,7, 1,8, 1,9 o 2,0, donde cualquier valor puede formar un punto final superior o un punto final inferior, según sea apropiado.

En un aspecto, se usa un alcoxisilano de fórmula IV como precursor A:

R^a-SÍ-(R^b)3 Fórmula IV

en la que;

R^aes metacriloxialquilo o glicidoxialquilo; y

R^bes alcoxilo.

En otro aspecto, R^aes metacriloxialquilo (por ejemplo, metacriloximetilo, metacriloxietilo, metacriloxipropilo, metacriloxibutilo u otro metacriloxialquilo) o glicidoxialquilo (por ejemplo, glicidoximetilo, glicidoxietilo, glicidoxipropilo, glicidoxibutilo); y cada R^bes independientemente alcoxilo (por ejemplo, metoxilo, etoxilo, propoxilo).

Los ejemplos específicos de R^a-SÍ-(R^b)3 incluyen 3-metacriloxipropiltrimetoxisilano, 3-metacriloxipropiltrietoxisilano, 3-glicidiloxipropiltrimetoxisilano y 3-glicidoxipropiletoxisilano.

En algunos aspectos, un alcoxisilano usado como precursor A de una composición de sol-gel incluye metacriloxialquilalcoxisilano (un alcoxisilano de fórmula IV en la que R^aes metacriloxialquilo) y/o un glicidoxialquil-alcoxisilano (un alcoxisilano de fórmula IV en la que R^aes glicidoxialquilo). El metacriloxialquil-alcoxisilano y/o el glicidoxialquil-alcoxisilano se usan, por ejemplo, para facilitar la polimerización de la composición de sol-gel cuando se expone a radiación UV.

En el bloque 204, se prepara la composición B a partir de un alcóxido de metal de transición tal como un alcóxido de circonio. Se pone un alcóxido de circonio en contacto con un ácido orgánico tal como un ácido carboxílico (por ejemplo, ácido acrílico, ácido metacrílico (MAA), ácido etacrílico, ácido crotónico, ácido itacónico, ácido maleico, ácido fumárico, u otro ácido carboxílico) para formar la composición B.

Por ejemplo, el alcóxido de circonio se mezcla con ácido metacrílico y se agita. La razón del número de moles del alcóxido de circonio (que es igual al número de moles de circonio procedentes del alcóxido de circonio) con respecto a la razón del número de moles de ácido metacrílico (nZr/nMAA) oscila entre aproximadamente 0,5 y aproximadamente 2. La razón puede ser, por ejemplo, de aproximadamente 0,5, 0,6, 0,7, 0,8, 0,9, 1,0, 1,1, 1,2, 1,3, 1,4, 1,5, 1,6, 1,7, 1,8, 1,9, o 2,0, donde cualquier valor puede formar un punto final superior o un punto final inferior, según sea apropiado.

En un aspecto, se usa un alcóxido de circonio de fórmula V como precursor B:

Zr-(Ro)4 Fórmula V

en la que;

R^ces alcoxilo.

En otro aspecto, cada R^ces independientemente alcoxilo (metoxilo, etoxilo, n-propoxilo, isopropoxilo, n-butoxilo, terc-butoxilo, u otro alcoxilo).

Los ejemplos específicos de Zr-(Rc )4 incluyen etóxido de circonio, n-propóxido de circonio, isopropóxido de circonio, nbutóxido de circonio y terc-butóxido de circonio.

En algunos aspectos, se usa un alcóxido de circonio como precursor B de una composición de sol-gel, por ejemplo, para igualar el coeficiente de expansión térmica de la composición de sol-gel con un sustrato. El alcóxido de circonio puede usarse en una cantidad tal que el coeficiente de expansión térmica de la composición de sol-gel sea igual a o aproximadamente el coeficiente de expansión térmica del sustrato.

En el bloque 206, la composición A y la composición B se mezclan entre sí. Por ejemplo, la composición B se añade a la composición A con agitación para evitar la aglomeración, y la mezcla de la composición A y la composición B se agita en un baño de hielo y luego se agita a temperatura ambiente de modo que la temperatura de la mezcla alcance la temperatura ambiente.

En el bloque 208, se añaden uno o más alcoxisilanos, tal como uno o más organoalcoxisilanos, a la mezcla de la composición A y la composición B. Se ponen en contacto uno o más alcoxisilanos y un ácido orgánico, tal como un ácido carboxílico (por ejemplo, ácido acrílico, ácido metacrílico, ácido etacrílico, ácido crotónico, ácido itacónico, ácido maleico, ácido fumárico, u otro ácido carboxílico) con la mezcla de la composición A y la composición B para formar una composición de sol-gel.

Por ejemplo, se añade cada uno de uno o más alcoxisilanos a la mezcla y se agita. Entonces, se añade ácido metacrílico a la mezcla resultante y se agita. Opcionalmente, se añade un ácido orgánico antes, junto con o después del ácido orgánico.

En un aspecto, se usa uno o más alcoxisilanos de fórmula VI como precursor C:

R^d-SÍ-(R^e)3 Fórmula VI

en la que;

RD es arilo, aralquilo, glicidoxialquilo o aminoalquilo; y

R^ees alcoxilo.

En otro aspecto, R^des arilo (por ejemplo, fenilo u otro arilo), aralquilo (por ejemplo, bencilo, feniletilo, fenilpropilo, u otro aralquilo), glicidoxialquilo (por ejemplo, glicidometilo, glicidoxietilo, glicidoxipropilo, glicidoxibutilo, u otro glicidoxialquilo), o aminoalquilo (por ejemplo, aminometilo, aminoetilo, aminopropilo, aminobutilo, u otro aminoalquilo); y cada R^ees independientemente alcoxilo (por ejemplo, metoxilo, etoxilo, propoxilo).

Los ejemplos específicos de R^d-SÍ-(R^e)3 incluyen feniltrimetoxisilano, feniltrietoxisilano, 3-glicidoxipropiltrimetoxisilano, 3-glicidoxipropiltrietoxisilano, 3-aminopropiltrimetoxisilano y 3-aminopropiltrietoxisilano.

En algunos aspectos, uno o más alcoxisilanos usados como precursor C de una composición de sol-gel incluyen un arilalcoxisilano (un alcoxisilano de fórmula VI en la que R^des arilo), un glicidiloxialquil-alcoxisilano (un alcoxisilano de fórmula VI en la que R^des glicidoxialquilo) y/o un aminoalquil-alcoxisilano (un alcoxisilano de fórmula VI en la que R^des aminoalquilo). El aril-alcoxisilano se usa, por ejemplo, para mejorar las propiedades de barrera de un recubrimiento formado a partir de la composición de sol-gel. El glicidiloxialquil-alcoxisilano se usa, por ejemplo, para generar un recubrimiento grueso. El aminoalquil-alcoxisilano se usa, por ejemplo, para mejorar la adhesión de la composición de solgel a un sustrato cuando se deposita.

En un ejemplo, se añade un aril-alcoxisilano a la mezcla y se agita. Luego, se añade un aminoalquil-alcoxisilano a la mezcla y se agita. Luego, se añade un glicidiloxialquil-alcoxisilano a la mezcla. Luego, se añade ácido metacrílico y se agita. También puede añadirse un ácido orgánico. En otros ejemplos puede cambiarse el orden de los alcoxisilanos que se añaden.

La cantidad total de los alcoxisilanos, que incluye el alcoxisilano usado en el bloque 202 y el uno o más alcoxisilanos usados en el bloque 208, y la cantidad del alcóxido de circonio usado en el bloque 204, es de manera que la composición de sol-gel tiene una razón de varios moles de alcoxisilanos (que es igual al número de moles de silicio procedentes de los alcoxisilanos) con respecto a varios moles de alcóxido de circonio (que es igual al número de moles de circonio procedentes del alcóxido de circonio) (nSi/nZr) que oscila entre aproximadamente 2 y aproximadamente 10. La razón del número de moles de silicio con respecto al número de moles de circonio (nSi/nZr) puede ser de aproximadamente 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9 o 10, donde cualquier valor puede formar un punto final superior o un punto final inferior, según sea apropiado.

En algunos ejemplos, una o más de las agitaciones realizadas en los bloques 202, 204, 206 y/o 208 pueden realizarse durante un periodo de tiempo que oscila entre aproximadamente 10 min y aproximadamente 120 min. La agitación realizada en los bloques 202, 204, 206 y/o 208, puede realizarse durante un periodo de tiempo de aproximadamente 10, 20, 30, 40, 50, 60, 70, 80, 90, 100, 110 o 120 min, donde cualquier valor puede formar un punto final superior o un punto final inferior, según sea apropiado.

En el bloque 210, la composición de sol-gel se diluye con un disolvente tal como alcohol (por ejemplo, isopropanol u otro disolvente) y se agita. En algunas realizaciones puede omitirse la dilución de la composición de sol-gel, la agitación para envejecer la composición de sol-gel, o ambas (por ejemplo, el bloque 210 en su totalidad).

Por ejemplo, la composición de sol-gel se diluye con isopropanol en una razón en peso de aproximadamente 1:1. La composición de sol-gel diluida, o la composición de sol-gel formada por el bloque 308 si se omite la dilución, se agita para envejecer la composición de sol-gel durante un periodo de tiempo que oscila entre 1 y aproximadamente 24 horas (h). La agitación para envejecer la composición de sol-gel puede realizarse durante un periodo de tiempo de aproximadamente 1,2, 3, 4, 5, 6, 9, 12, 15, 18, 21 o 24 h, donde cualquier valor puede formar un punto final superior o un punto final inferior, según sea apropiado.

En el bloque 212, se añade un fotoiniciador a la composición de sol-gel formada por el bloque 210 (o por el bloque 208 para realizaciones en las que se omite el bloque 210) y se agita.

Por ejemplo, se añade un fotoiniciador en una cantidad que oscila entre aproximadamente 0,5 y aproximadamente 3 partes en peso por 100 partes en peso de la composición de sol-gel (el peso del sol-gel con el fotoiniciador que va a añadirse o, alternativamente, el peso del sol-gel antes de añadir el fotoiniciador), y se agita la composición de sol-gel con el fotoiniciador. La cantidad del fotoiniciador puede ser de aproximadamente 0,5, 1, 1,5, 2, 2,5 o 3 partes en peso por 100 partes de la composición de sol-gel, donde cualquier valor puede formar un punto final superior o un punto final inferior, según sea apropiado. La agitación puede realizarse durante un periodo de tiempo que oscila entre aproximadamente 10 y aproximadamente 60 min. La agitación puede realizarse durante un periodo de tiempo de aproximadamente 10, 20, 30, 40, 50 o 60 min, donde cualquier valor puede formar un punto final superior o un punto final inferior, según sea apropiado. Una vez que se añade el fotoiniciador, puede evitarse la exposición de la composición de sol-gel a la luz cubriendo un recipiente para la composición de sol-gel (por ejemplo, usando una lámina de aluminio) y/o almacenando en un recipiente de color ámbar.

En el bloque 214, se añade un material de inhibición de la corrosión a la composición de sol-gel para formar una composición de sol-gel que contiene CIM.

Por ejemplo, se añade un material de inhibición de la corrosión preparado mediante el procedimiento 100 de la figura 1 en una cantidad que oscila entre aproximadamente 0,5 y aproximadamente 10 partes en peso por 100 partes en peso de la composición de sol-gel (el peso del sol-gel con el material de inhibición de la corrosión que va a añadirse o, alternativamente, el peso del sol-gel antes de añadir el material de inhibición de la corrosión) a la composición de sol-gel y se agita para formar una composición de sol-gel que contiene CIM. La cantidad del material de inhibición de la corrosión puede ser de aproximadamente 0,5, 1, 1,5, 2, 2,5, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9 o 10 partes en peso por 100 partes en peso de la composición de sol-gel, donde cualquier valor puede formar un punto final superior o un punto final inferior, según sea apropiado.

En otro ejemplo, se añade un material de inhibición de la corrosión en una cantidad de la composición de sol-gel que es una cantidad que oscila entre aproximadamente 1 y aproximadamente 10 partes en peso por 100 partes en peso del contenido en sólidos de la composición de sol-gel a la composición de sol-gel y se agita para formar una composición de sol-gel que contiene CIM. La cantidad del material de inhibición de la corrosión puede ser de aproximadamente 1,2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9 o 10 partes en peso por 100 partes en peso del contenido en sólidos de la composición de sol-gel, donde cualquier valor puede formar un punto final superior o un punto final inferior, según sea apropiado. La composición de solgel puede tener un contenido en sólidos que oscila entre aproximadamente 10 y aproximadamente 70 partes en peso por 100 partes en peso de la composición de sol-gel. La composición de sol-gel puede tener un contenido en sólidos de aproximadamente 10, 20, 30, 40, 50, 60 o 70 partes en peso por 100 partes en peso de la composición de sol-gel, donde cualquier valor puede formar un punto final superior o un punto final inferior, según sea apropiado.

En realizaciones en las que se usa una pluralidad de composiciones de sol-gel (por ejemplo, una composición de sol-gel que no contiene un material de inhibición de la corrosión y/o una o más composiciones de sol-gel que contienen cada una un material de inhibición de la corrosión diferente), el procedimiento 200 puede realizarse una pluralidad de veces para formar cada composición de sol-gel. Alternativamente, la composición de sol-gel puede dividirse en dos o más lotes y el bloque 214 puede realizarse para cada composición de sol-gel que contenga CIM deseada usando un material de inhibición de la corrosión respectivo.

Los bloques 202-214 del procedimiento 200 pueden realizarse en el orden presentado o en un orden diferente y/o pueden omitirse uno o más bloques en algunas realizaciones. Por ejemplo, los bloques 210, 212 y 214 pueden realizarse en un orden diferente. Además, para formar una composición de sol-gel sin un material de inhibición de la corrosión, se omite el bloque 214.

La figura 3 ilustra un procedimiento 300 de ejemplo para formar un recubrimiento resistente a la corrosión que incluye una capa de sol-gel (por ejemplo, un recubrimiento de sol-gel) sobre un sustrato tal como un panel (por ejemplo, un sustrato de aluminio, un sustrato de aleación de aluminio, u otro sustrato). Se aplica una composición de sol-gel a un sustrato, y la composición de sol-gel se cura mediante luz UV y/o se cura térmicamente.

En el bloque 302, se aplica una composición de sol-gel que contiene CIM preparada mediante el procedimiento 200 de la figura 2 a un sustrato. Por ejemplo, la composición de sol-gel que contiene c Im se pone en contacto con el sustrato para formar una capa de sol-gel que contiene CIM, tal como bañando el sustrato en la composición de sol-gel que contiene CIM, sumergiendo el sustrato en la composición de sol-gel que contiene CIM, pulverizando la composición de sol-gel que contiene CIM sobre el sustrato y/o mediante otros métodos de aplicación de la composición de sol-gel que contiene CIM al sustrato. Si se usa recubrimiento por inmersión, la capa de sol-gel que contiene CIM puede depositarse usando una velocidad de extracción que oscila entre aproximadamente 1 y aproximadamente 15 mm/s (por ejemplo, de aproximadamente 5 a aproximadamente 12 mm/s, aproximadamente 10 mm/s, u otra velocidad de extracción). La velocidad de extracción puede ser de aproximadamente 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14 o 15 mm/s, donde cualquier valor puede formar un punto final superior o un punto final inferior, según sea apropiado.

En el bloque 304, la capa de sol-gel que contiene CIM formada por el bloque 302 se cura mediante radiación UV. Por ejemplo, la radiación UV tiene una dosis de luz que oscila entre aproximadamente 500 y aproximadamente 1000 mJ/cm2. La radiación UV puede tener una dosis de luz de aproximadamente 500, 550, 600, 650, 700, 750, 800, 850, 900, 950 o 1000 mJ/cm2, donde cualquier valor puede formar un punto final superior o un punto final inferior, según sea apropiado. El curado mediante radiación UV puede realizarse durante un periodo de tiempo que oscila entre aproximadamente 0,5 y aproximadamente 30 min. El periodo de tiempo puede ser de aproximadamente 0,5, 1,2, 3, 4, 5, 10, 15, 20, 25 o 30 min, donde cualquier valor puede formar un punto final superior o un punto final inferior, según sea apropiado.

En el bloque 306, la capa de sol-gel se cura térmicamente. Por ejemplo, la capa de sol-gel se cura térmicamente a una temperatura que oscila entre aproximadamente 70 y aproximadamente 90°C. La capa de sol-gel puede curarse térmicamente a aproximadamente 70, 75, 80, 85 o 90°C, donde cualquier valor puede formar un punto final superior o un punto final inferior, según sea apropiado. El curado térmico puede realizarse durante un periodo de tiempo que oscila entre aproximadamente 40 y aproximadamente 120 minutos. El periodo de tiempo puede ser de 40, 50, 60, 70, 80, 90, 100, 110 o 120 min, donde cualquier valor puede formar un punto final superior o un punto final inferior, según sea apropiado. En un ejemplo, el curado térmico se realiza en una estufa con circulación de aire caliente. Alternativamente, o además del curado térmico a alta temperatura, el curado térmico incluye exponer la capa de sol-gel a radiación de infrarrojo (IR), radiación de IR cercano y/o radiación de microondas. Por ejemplo, la capa de sol-gel se expone a radiación de IR y/o IR cercano durante un periodo de tiempo que oscila entre aproximadamente 10 y aproximadamente 60 min (por ejemplo, 30 min u otro periodo de tiempo). El periodo de tiempo de exposición a IR y/o IR cercano puede ser de aproximadamente 10, 15, 20, 25, 30, 35, 40, 45, 50, 55 o 60 min, donde cualquier valor puede formar un punto final superior o un punto final inferior, según sea apropiado.

En el bloque 308, se aplica imprimador y/o pintura sobre la capa de sol-gel del sustrato. Por ejemplo, el imprimador se aplica sobre la capa de sol-gel, y la pintura se aplica sobre el imprimador. Ventajosamente, la capa de sol-gel curada no solo proporciona resistencia a la corrosión al sustrato sino que también facilita la adherencia del imprimador y/o la pintura al sustrato.

La figura 4 ilustra una vista esquemática en sección transversal de un recubrimiento resistente a la corrosión de ejemplo sobre un sustrato 402 formado, por ejemplo, mediante el procedimiento 300 de la figura 3. El recubrimiento resistente a la corrosión incluye una capa 404 de sol-gel que contiene CIM formada sobre el sustrato 402. La capa 404 de sol-gel que contiene CIM incluye una composición de sol-gel y un material de inhibición de la corrosión. El material de inhibición de la corrosión incluye una composición de fosfato de metal estratificado (por ejemplo, una composición de fosfato tetravalente estratificado) que proporciona nanoportadores de fosfato de metal tetravalente estratificado, y un inhibidor de la corrosión intercalado en los nanoportadores de fosfato de metal tetravalente estratificado.

En otras realizaciones, el recubrimiento resistente a la corrosión incluye una pluralidad de capas de sol-gel que contiene CIM, una de las cuales puede ser una capa de sol-gel que contiene CIM formada a partir de una composición de sol-gel que contiene una composición de fosfato de metal estratificado con inhibidor de la corrosión intercalado preparada según el procedimiento 200 de la figura 2. Una o más de las otras capas de sol-gel pueden incluir un material de inhibición de la corrosión diferente tal como una composición de hidróxido doble estratificado (LDH) con inhibidor de la corrosión encapsulado formada mediante un procedimiento 500 de la figura 5, descrito adicionalmente a continuación. Además, al menos una de las otras capas de sol-gel puede no incluir un material de inhibición de la corrosión.

La figura 5 ilustra un procedimiento 500 de ejemplo para preparar un material de inhibición de la corrosión que incluye una composición de LDH (por ejemplo, una composición de LDH de Zn-Al) que encapsula uno o más inhibidores de la corrosión. El material de inhibición de la corrosión puede ser un material de inhibición de la corrosión orgánico que incluye uno o más inhibidores de la corrosión orgánicos, un material de inhibición de la corrosión inorgánico que incluye uno o más inhibidores de la corrosión orgánicos, o un material de inhibición de la corrosión en combinación que incluye uno o más inhibidores de la corrosión orgánicos y uno o más inhibidores de la corrosión inorgánicos.

En el bloque 502, se prepara una disolución de inhibidor de la corrosión. Por ejemplo, se disuelve o se dispersa un inhibidor de la corrosión orgánico en un disolvente para formar la disolución. En otro ejemplo, se disuelve un inhibidor de la corrosión inorgánico en un disolvente para formar la disolución. En un ejemplo adicional, se disuelve un inhibidor de la corrosión orgánico y un inhibidor de la corrosión inorgánico en un disolvente para formar la disolución.

En un aspecto, el inhibidor de la corrosión orgánico es un imidazol, un triazol, un tetrazol, un tiazol, un tiadiazol, un bencimidazol, un benzotriazol, un benzotiazol, una quinolina, ácido fítico, un ácido organofosfónico, o un aceite. El aceite incluye ácidos grasos saturados y/o insaturados tales como ácido esteárico, ácido palmítico, ácido oleico, ácido linoleico y/o ácido linolénico.

Los ejemplos específicos del inhibidor de la corrosión orgánico incluyen 1-(3-aminopropil)imidazol, 1H-1,2,3-triazol, 4-metil-4H-1,2,4-triazol-3-tiol, ácido 1,2,4-triazol-3-carboxílico, 3-amino-1,2,4-triazol-5-tiol, 4H-1,2,4-triazol-4-amina, 3-mercapto-4-metil-4H-1,2,4-triazol, 5-fenil-1H-1,2,4-triazol-3-tiol, 1-metil-1H-tetrazol-5-tiol, ácido 1 H-tetrazol-5-acético, ácido 4-metil-1,3-tiazol-5-carboxílico, 1,3,4-tiadiazol-2,5-ditiol, ácido 1H-bencimidazol-2-carboxílico, 1H-benzotriazol (BTA), 2-mercaptobenzotiazol (MBT), 8-hidroxiquinolina, ácido fítico, ácido amino-tris(metilenfosfónico) (ATMP), ácido etilendiamina-tetra(metilenfosfónico) (EDTMP), ácido 1-hidroxietiliden-1, 1 -difosfónico (HEDP), ácido dietilentriaminapenta(metilenfosfónico) (DTPMP), y un aceite vegetal (por ejemplo, aceite de linaza u otro aceite vegetal).

En un aspecto, el inhibidor de la corrosión inorgánico es una sal de un oxianión de un metal de transición, un metal de postransición, un metaloide, o un no metal poliatómico. En otro aspecto, el inhibidor de la corrosión inorgánico es un vanadato, un molibdato, un tungstato, un fosfato, un manganato, un permanganato o un aluminato.

En el bloque 504, se prepara una composición de LDH de Zn-Al. Por ejemplo, el compuesto de LDH de Zn-Al puede prepararse mediante un procedimiento 600 de la figura 6.

En el bloque 506, se añade la composición de LDH de Zn-Al a la disolución del inhibidor de la corrosión. Por ejemplo, se añade la composición de LDH de Zn-Al en una cantidad que oscila entre aproximadamente 5 y aproximadamente 100 g por 1 l de la disolución a la disolución con agitación y se continúa con la agitación durante un periodo de tiempo que oscila entre 3 y aproximadamente 48 h. La cantidad de la composición de LDH de Zn-Al puede ser de 5, 10, 15, 20, 25, 30, 35, 40, 45, 50, 55, 60, 65, 70, 75, 80, 85, 90, 95 o 100 g por 1 l de la disolución, donde cualquier valor puede formar un punto final superior o un punto final inferior, según sea apropiado. El periodo de tiempo puede ser de aproximadamente 3, 6, 9, 12, 15, 18, 21,24, 27, 30, 33, 36, 39, 42, 45 o 48 h, donde cualquier valor puede formar un punto final superior o un punto final inferior, según sea apropiado. Se forma un precipitado de LDH con inhibidor de la corrosión encapsulado como resultado del bloque 506. El LDH de Zn-Al se intercala con el inhibidor de la corrosión, de manera que la composición de LDH de Zn-Al funciona como nanocontenedores que encapsulan el inhibidor de la corrosión.

En el bloque 508, se recoge el precipitado de la disolución del inhibidor de la corrosión, por ejemplo, mediante centrifugación. El precipitado se lava en el bloque 510 y se seca en el bloque 512 para formar el material de inhibición de la corrosión. Por ejemplo, el precipitado se lava con agua caliente hasta que el pH del sobrenadante es neutro, y luego se seca en una estufa de secado. El material de inhibición de la corrosión incluye una composición de LDH de Zn-Al con intercambio de inhibidor de la corrosión (también denominada composición de LDH de Zn-Al con inhibidor de la corrosión incorporado, una composición de LDH de Zn-Al con inhibidor de la corrosión intercalado o una composición de LDH de Zn-Al con inhibidor de la corrosión encapsulado).

Si se usa un inhibidor de la corrosión orgánico en el bloque 502, el material de inhibición de la corrosión es un material de inhibición de la corrosión orgánico que incluye el inhibidor de la corrosión orgánico encapsulado en la composición de LDH de Zn-Al. Si se usa un inhibidor de la corrosión inorgánico en el bloque 502, el material de inhibición de la corrosión es un material de inhibición de la corrosión orgánico que incluye el inhibidor de la corrosión orgánico encapsulado en la composición de LDH de Zn-Al. Por consiguiente, en realizaciones en las que se desea tanto un material de inhibición de la corrosión inorgánico como un material de inhibición de la corrosión orgánico, el procedimiento 500 puede realizarse dos veces, una vez usando un inhibidor de la corrosión orgánico en el bloque 102 y una vez usando un inhibidor de la corrosión inorgánico en el bloque 502.

En algunas realizaciones, puede formarse un material de inhibición de la corrosión en combinación que incluye la composición de LDH de Zn-Al que encapsula tanto un inhibidor de la corrosión orgánico como un inhibidor de la corrosión inorgánico mezclando un material de inhibición de la corrosión orgánico y un inhibidor de la corrosión inorgánico, preparado cada uno mediante el procedimiento 500 respectivo, o preparando una disolución que incluye ambos tipos de inhibidores de la corrosión en el bloque 502 en un procedimiento 500.

La figura 6 ilustra un procedimiento 600 de ejemplo para preparar una composición de LDH de Zn-Al. Por ejemplo, el bloque 504 de la figura 5 pueden realizarse mediante el procedimiento 600.

En el bloque 602, se mezcla una disolución de una sal de cinc (por ejemplo, nitrato de cinc u otra sal de cinc) y una disolución de sal de aluminio (por ejemplo, nitrato de aluminio u otra sal de aluminio) para formar una disolución de cinc y aluminio. Por ejemplo, se disuelve nitrato de cinc en un disolvente, se disuelve nitrato de aluminio en un disolvente, y se mezclan la disolución de nitrato de cinc y la disolución de aluminio y se agita bajo purga de nitrógeno para formar la disolución de cinc y aluminio, también denominada mezcla.

En el bloque 604, se añade una disolución de una sal de metal alcalino, tal como una sal de sodio (por ejemplo, nitrato de sodio u otra sal de sodio) a la mezcla. Por ejemplo, se añade gota a gota una disolución de nitrato de sodio a la mezcla a la vez que se mantiene un pH que oscila entre aproximadamente 8 y aproximadamente 11 usando una disolución básica (por ejemplo, una disolución de hidróxido de sodio 2,0 M u otra disolución básica). El pH mantenido puede ser de aproximadamente 8, 8,5, 9, 9,5, 10, 10,5 o 11, donde cualquier valor puede formar un punto final superior o un punto final inferior, según sea apropiado. Se forma un precipitado blanco esponjoso en la mezcla resultante. Una vez que se completa la adición de la disolución de nitrato de sodio, se agita la mezcla vigorosamente bajo purga de nitrógeno durante un periodo de tiempo que oscila entre aproximadamente 3 y 24 h. El periodo de tiempo puede ser de aproximadamente 3, 6, 9, 12, 15, 18, 21 o 24 h, donde cualquier valor puede formar un punto final superior o un punto final inferior, según sea apropiado.

En el bloque 608, se recoge el precipitado de la mezcla, por ejemplo, mediante centrifugación. El precipitado se lava en el bloque 610 y se seca en el bloque 612 para formar la composición de LDH de Zn-Al. Por ejemplo, el precipitado se lava con agua caliente y luego se seca en una estufa de secado.

La figura 7 ilustra un procedimiento 700 de ejemplo para formar un recubrimiento resistente a la corrosión que incluye una o más capas de sol-gel (por ejemplo, uno o más recubrimientos de sol-gel) sobre un sustrato tal como un panel (por ejemplo, un sustrato de aluminio, un sustrato de aleación de aluminio, u otro sustrato). Se aplica una o más capas de la composición de sol-gel a un sustrato, cada una de la una o más capas se cura mediante luz UV, y luego la una o más capas de la composición de sol-gel se curan térmicamente.

En el bloque 702, se aplica una primera composición de sol-gel preparada mediante el procedimiento 200 de la figura 2 (por ejemplo, un compuesto que contiene CIM con una composición de fosfato de metal estratificado con inhibidor de la corrosión encapsulado, un compuesto que contiene CIM con una composición de LDH de Zn-Al con inhibidor de la corrosión encapsulado, o una composición de sol-gel sin un material de inhibición de la corrosión) a un sustrato. Por ejemplo, la primera composición de sol-gel se pone en contacto con el sustrato para formar una capa de sol-gel tal como bañando el sustrato en la primera composición de sol-gel, sumergiendo el sustrato en la primera composición de sol-gel, pulverizando la primera composición de sol-gel sobre el sustrato y/o mediante otros métodos de aplicación de la primera composición de sol-gel al sustrato. Si se usa recubrimiento por inmersión, la capa de sol-gel puede depositarse usando una velocidad de extracción que oscila entre aproximadamente 1 y aproximadamente 15 mm/s (por ejemplo, aproximadamente 5 y aproximadamente 12 mm/s, aproximadamente 10 mm/s, u otra velocidad de extracción). La velocidad de extracción puede ser de aproximadamente 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14 o 15 mm/s, donde cualquier valor puede formar un punto final superior o un punto final inferior, según sea apropiado.

En el bloque 704, la capa de sol-gel formada por el bloque 702 se cura mediante radiación UV. Por ejemplo, la radiación UV tiene una dosis de luz que oscila entre aproximadamente 500 y aproximadamente 1000 mJ/cm2. La radiación UV puede tener una dosis de luz de aproximadamente 500, 550, 600, 650, 700, 750, 800, 850, 900, 950 o 1000 mJ/cm2, donde cualquier valor puede formar un punto final superior o un punto final inferior, según sea apropiado. El curado mediante radiación UV puede realizarse durante un periodo de tiempo que oscila entre aproximadamente 0,5 y aproximadamente 30 min. El periodo de tiempo puede ser de aproximadamente 0,5, 1,2, 3, 4, 5, 10, 15, 20, 25 o 30 min, donde cualquier valor puede formar un punto final superior o un punto final inferior, según sea apropiado.

En el bloque 706, se aplica una segunda composición de sol-gel preparada mediante el procedimiento 200 de la figura 2 (por ejemplo, un compuesto que contiene CIM con una composición de fosfato de metal estratificado con inhibidor de la corrosión encapsulado, un compuesto que contiene CIM con una composición de LDH de Zn-Al con inhibidor de la corrosión encapsulado, o una composición de sol-gel sin un material de inhibición de la corrosión) al sustrato (por ejemplo, sobre una capa de sol-gel formada previamente sobre el sustrato). Por ejemplo, la segunda composición de sol-gel se pone en contacto con el sustrato para formar una capa de sol-gel tal como bañando el sustrato en la segunda composición de sol-gel, sumergiendo el sustrato en la segunda composición de sol-gel, pulverizando la segunda composición de solgel sobre el sustrato y/o mediante otros métodos de aplicación de la segunda composición de sol-gel al sustrato. Si se usa recubrimiento por inmersión, la segunda capa de sol-gel puede depositarse usando una velocidad de extracción que oscila entre aproximadamente 1 y aproximadamente 15 mm/s (por ejemplo, de aproximadamente 5 a aproximadamente 12 mm/s, aproximadamente 10 mm/s, u otra velocidad de extracción). La velocidad de extracción puede ser de aproximadamente 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14 o 15 mm/s, donde cualquier valor puede formar un punto final superior o un punto final inferior, según sea apropiado.

En el bloque 708, la capa de sol-gel formada por el bloque 706 se cura mediante radiación UV. Por ejemplo, la radiación UV tiene una dosis de luz que oscila entre aproximadamente 500 y aproximadamente 1000 mJ/cm2. La radiación UV puede tener una dosis de luz de aproximadamente 500, 550, 600, 650, 700, 750, 800, 850, 900, 950 o 1000 mJ/cm2, donde cualquier valor puede formar un punto final superior o un punto final inferior, según sea apropiado. El curado mediante radiación UV puede realizarse durante un periodo de tiempo que oscila entre aproximadamente 0,5 y aproximadamente 30 min. El periodo de tiempo puede ser de aproximadamente 0,5, 1,2, 3, 4, 5, 10, 15, 20, 25 o 30 min, donde cualquier valor puede formar un punto final superior o un punto final inferior, según sea apropiado.

En algunas realizaciones, bloques 706-708 se repiten para formar una o más capas de sol-gel adicionales. Los bloques 706-708 pueden repetirse con el mismo tipo o un tipo diferente de composición de sol-gel hasta que se forman las capas de sol-gel deseadas. En algunas realizaciones, puede omitirse el bloque 704 y/o el 708 para al menos una de las capas de sol-gel (por ejemplo, al menos una de las capas de sol-gel puede secarse al aire o curarse térmicamente, en lugar de curar usando radiación UV). Por ejemplo, puede omitirse el curado usando radiación UV para la capa de sol-gel final más superior entre las capas de sol-gel deseadas. Al menos una de las capas de sol-gel se forma a partir de la capa de solgel que contiene CIM con la composición de fosfato de metal estratificado con inhibidor de la corrosión encapsulado.

En el bloque 710, las capas de sol-gel se curan térmicamente. Por ejemplo, las múltiples capas de sol-gel se curan térmicamente a una temperatura que oscila entre aproximadamente 70 y aproximadamente 90°C. Las múltiples capas de sol-gel pueden curarse térmicamente a aproximadamente 70, 75, 80, 85 o 90°C, donde cualquier valor puede formar un punto final superior o un punto final inferior, según sea apropiado. El curado térmico puede realizarse durante un periodo de tiempo que oscila entre aproximadamente 40 y aproximadamente 120 minutos. El periodo de tiempo puede ser de 40, 50, 60, 70, 80, 90, 100, 110 o 120 min, donde cualquier valor puede formar un punto final superior o un punto final inferior, según sea apropiado. En un ejemplo, el curado térmico se realiza en una estufa con circulación de aire caliente. Alternativamente, o además del curado térmico a alta temperatura, el curado térmico incluye exponer las capas de sol-gel a radiación de infrarrojo (IR), radiación de IR cercano y/o radiación de microondas. Por ejemplo, las capas de sol-gel se exponen a radiación de IR y/o IR cercano durante un periodo de tiempo que oscila entre aproximadamente 10 y aproximadamente 60 min (por ejemplo, 30 min u otro periodo de tiempo). El periodo de tiempo de exposición a IR y/o IR cercano puede ser de aproximadamente 10, 15, 20, 25, 30, 35, 40, 45, 50, 55 o 60 min, donde cualquier valor puede formar un punto final superior o un punto final inferior, según sea apropiado.

En el bloque 712, se aplica imprimador y/o pintura sobre las capas de sol-gel del sustrato. Por ejemplo, el imprimador se aplica sobre la capa de sol-gel más superior, y la pintura se aplica sobre el imprimador. Ventajosamente, las capas de solgel curadas no solo proporcionan resistencia a la corrosión al sustrato, sino que también facilitan la adherencia del imprimador y/o la pintura al sustrato.

Las figuras 8A-F ilustran vistas esquemáticas en sección transversal de recubrimientos resistentes a la corrosión de ejemplo que incluyen una pluralidad de capas de sol-gel formadas sobre los sustratos 800, 810, 820, 830, 840, 850 mediante el procedimiento 700 de la figura 7. La figura 8A muestra un recubrimiento resistente a la corrosión que incluye una capa 802 de sol-gel que contiene un inhibidor de la corrosión intercalado en una composición de fosfato de circonio estratificado (Zr-P) formada sobre el sustrato 800, y una capa 804 de sol-gel que contiene un inhibidor de la corrosión intercalado en una composición de LDH de Zn-Al formada sobre la capa 802 de sol-gel. La figura 8B muestra un recubrimiento resistente a la corrosión que incluye una capa 812 de sol-gel que contiene un inhibidor de la corrosión intercalado en una composición de LDH de Zn-Al formada sobre el sustrato 810, y una capa 814 de sol-gel que contiene un inhibidor de la corrosión intercalado en una composición de fosfato de circonio estratificado formada sobre la capa 812 de sol-gel.

La figura 8C muestra un recubrimiento resistente a la corrosión que incluye una capa 822 de sol-gel que contiene un inhibidor de la corrosión intercalado en una composición de fosfato de circonio estratificado formada sobre el sustrato 820, y una capa 824 de sol-gel que contiene el mismo inhibidor o un inhibidor de la corrosión diferente intercalado en una composición de fosfato de circonio estratificado formada sobre la capa 822 de sol-gel. La figura 8D muestra un recubrimiento resistente a la corrosión que incluye una capa 832 de sol-gel que no contiene un inhibidor de la corrosión formada sobre el sustrato 830, y una capa 834 de sol-gel que contiene un inhibidor de la corrosión intercalado en una composición de fosfato de circonio estratificado formada en la capa 832 de sol-gel.

La figura 8E muestra un recubrimiento resistente a la corrosión que incluye una capa 842 de sol-gel que contiene un inhibidor de la corrosión intercalado en una composición de fosfato de circonio estratificado formada sobre el sustrato 840, y una capa 844 de sol-gel que no contiene un inhibidor de la corrosión formado sobre la capa 842 de sol-gel. La figura 8F muestra un recubrimiento resistente a la corrosión que incluye una capa 852 de sol-gel que no contiene un inhibidor de la corrosión formada sobre el sustrato 850, una capa 854 de sol-gel que contiene un inhibidor de la corrosión intercalado en una composición de fosfato de circonio estratificado formada sobre la capa 852 de sol-gel, y una capa 854 de sol-gel que no contiene un inhibidor de la corrosión formada sobre la capa 854 de sol-gel.

Los siguientes ejemplos se proporcionan para ilustrar determinados aspectos de los procedimientos y las formulaciones relacionados con los recubrimientos de sol-gel, y no se pretende que limiten la invención en modo alguno.

Ejemplo 1.

Se formó una composición de a-fosfato de circonio. Se mezcló una disolución de cloruro de circonilo (ZrOCl2-8H2O) que tenía una concentración de aproximadamente 0,05 M en la cantidad de aproximadamente 120 ml con una disolución de ácido fosfórico (H3PO4) que tenía una concentración de aproximadamente 6 M en la cantidad de aproximadamente 85 ml con agitación constante a aproximadamente 94°C durante aproximadamente 48 h. Se centrifugó el precipitado y se lavó repetidamente con agua para formar un polvo de a -fosfato de circonio. La figura 9 muestra un patrón de difracción de rayos X de polvo (XRD) del a-fosfato de circonio. La figura 10A y la figura 10B muestran imágenes de microscopio electrónico de barrido (SEM) del a -fosfato de circonio a bajo aumento y a gran aumento, respectivamente, que ilustran la estructura de tipo lámina estratificada del a-fosfato de circonio.

Ejemplo 2.

Se preparó una composición de sol-gel según el procedimiento 200 de la figura 2. La composición A se sintetizó mezclando aproximadamente 171,5 g de 3-metacriloxipropiltrimetoxisilano y aproximadamente 17,0 g de agua en un frasco de vidrio cargado en un agitador magnético. Se añadieron además a la mezcla aproximadamente 5,5 gramos de HCl 0,1 N. Se agitó la disolución en un baño de hielo hasta que la disolución se volvió transparente. Aunque en este ejemplo se usó 3-metacriloxipropiltrimetoxisilano, en otros ejemplos puede usarse uno o más de otros alcoxisilanos de fórmula IV en lugar o además del 3-metacriloxipropiltrimetoxisilano. Además, aunque en este ejemplo se usó HCl, en otros ejemplos puede usarse uno o más de otros ácidos orgánicos en lugar o además de HCl.

La composición B se sintetizó mezclando aproximadamente 11,8 g de ácido metacrílico y aproximadamente 45,2 g de npropóxido de circonio con agitación vigorosa. Se continuó con la agitación durante aproximadamente 2 h. Aunque en este ejemplo se usó n-propóxido de circonio, en otros ejemplos puede usarse uno o más de otros alcóxidos de circonio de fórmula V en lugar o además del n-propóxido de circonio.

La composición B se añadió a la composición A con agitación vigorosa para evitar la aglomeración colocando la mezcla en un baño de hielo, y la mezcla se agitó durante aproximadamente 1 h. El frasco que contenía la mezcla se extrajo del baño de hielo y se agitó a temperatura ambiente durante al menos 1 hora para que la mezcla alcanzara temperatura ambiente.

Entonces se añadieron aproximadamente 100 g de feniltrimetoxisilano a la mezcla de la composición A y la composición B y se agitó durante aproximadamente 1 h, y luego se añadieron aproximadamente 100 g de 3-aminopropiltrimetoxisilano y se agitó durante aproximadamente 1 hora. Una vez completada la agitación con 3-aminopropiltrimetoxisilano, se añadieron aproximadamente 25 gramos de 3-glicidoxipropiltrimetoxisilano. Finalmente, se añadieron aproximadamente 10 gramos de ácido metacrílico, seguido por aproximadamente 4 g de HCl 0,1 N se agitó durante una duración adicional de aproximadamente 1 h. Aunque en este ejemplo se usaron feniltrimetoxisilano, 3-aminopropiltrimetoxisilano y 3-glicidoxipropiltrimetoxisilano, en otros ejemplos puede usarse uno o más de otros metoxisilanos de fórmula VI en lugar o además del feniltrimetoxisilano, 3-aminopropiltrimetoxisilano y/o 3-glicidoxipropiltrimetoxisilano.

Se diluyó la mezcla resultante con isopropanol en una razón en peso de aproximadamente 1:1 y se agitó durante aproximadamente 3 h a temperatura ambiente para el envejecimiento. Aunque la mezcla se agitó durante aproximadamente 3 h, en otros ejemplos la mezcla puede envejecerse durante un periodo de tiempo diferente, tal como agitación durante la noche. Se formó aproximadamente 1 kg de composición de sol-gel lista para la aplicación de recubrimiento. Se añadió un fotoiniciador, IRGACURE® 184, en la cantidad de aproximadamente el 2% en peso por el 100% de la composición de sol-gel (incluyendo el fotoiniciador) y se agitó durante aproximadamente 30 min. Aunque en este ejemplo se usó IRGACURE® 184, en otros ejemplos puede usarse uno o más de otros fotoiniciadores en lugar o además de IRGACURE® 184. Después de añadir IRGAc u Re® 184, la composición de sol-gel se mantuvo alejada de la luz para evitar que la composición de sol-gel interaccionara con la luz. El contenido en sólidos de la composición de solgel fue de aproximadamente 28 partes en peso por 100 partes en peso de la composición de sol-gel (incluyendo el fotoiniciador).

Ejemplo 3.

Se preparó una composición de sol-gel que incluía una composición de a -fosfato de circonio estratificado (sin un inhibidor de la corrosión intercalado) según el procedimiento 200 de la figura 2. Se añadió una composición de a -fosfato de circonio estratificado, preparada tal como se describe en el ejemplo 1, a una composición de sol-gel preparada tal como se describe en el ejemplo 2. Para añadir 5 partes en peso de la composición de a -fosfato de circonio estratificado por 100 partes en peso del contenido en sólidos de la composición de sol-gel, se añadieron aproximadamente 1,4 g de la composición de a-fosfato de circonio estratificado por 100 g de la composición de sol-gel y se agitó durante la noche. Aunque en este ejemplo se llevó a cabo la agitación durante la noche, en otros ejemplos pueden usarse otros periodos de tiempo (por ejemplo, aproximadamente 2 h pueden ser suficientes para una dispersión uniforme).

Ejemplo 4.

Se preparó un material de inhibición de la corrosión que incluía una composición de a -fosfato de circonio estratificado con vanadato intercalado según el procedimiento 100 de la figura 1. Se añadió una composición de a -fosfato de circonio, preparada tal como se describe en el ejemplo 1, en una cantidad de aproximadamente 3 g y metavanadato de sodio (NaVO3) en una cantidad de aproximadamente 1,292 g a aproximadamente 325 ml de agua y se agitó durante aproximadamente 16 h. Aunque en este ejemplo se usó metavanadato de sodio, en otros ejemplos pueden usarse otros inhibidores de la corrosión en lugar o además del metavanadato de sodio. Se centrifugó la disolución resultante y el polvo obtenido se lavó repetidamente con agua hasta que se obtuvo un pH neutro para formar un a-fosfato de circonio estratificado con vanadato intercalado. La figura 12 muestra un patrón de XRD del a-fosfato de circonio estratificado con vanadato intercalado.

Ejemplo 5.

Se preparó una composición de sol-gel que incluía una composición de a-fosfato de circonio estratificado con vanadato intercalado según el procedimiento 200 de la figura 2. Se añadió una composición de a-fosfato de circonio estratificado con vanadato intercalado, preparada tal como se describe en el ejemplo 4, como material de inhibición de la corrosión a una composición de sol-gel, preparada tal como se describe en el ejemplo 2, para formar una composición de sol-gel que contiene CIM. Aunque en este ejemplo se usó la composición de a-fosfato de circonio estratificado con vanadato intercalado, en otros ejemplos pueden usarse otros materiales de inhibición de la corrosión. Para añadir 5 partes en peso del material de inhibición de la corrosión por 100 partes en peso del contenido en sólidos de la composición de sol-gel, se añadieron aproximadamente 1,4 g de la composición de a -fosfato de circonio estratificado con vanadato intercalado por 100 g de la composición de sol-gel y se agitó durante la noche. Aunque en este ejemplo se llevó a cabo la agitación durante la noche, en otros ejemplos pueden usarse otros periodos de tiempo (por ejemplo, aproximadamente 2 h pueden ser suficientes para una dispersión uniforme).

Ejemplo 6.

Se preparó un material de inhibición de la corrosión que incluía una composición de a -fosfato de circonio estratificado con cerio intercalado según el procedimiento 100 de la figura 1. Se añadió una composición de a -fosfato de circonio, preparada tal como se describe en el ejemplo 1, en una cantidad de aproximadamente 3 g y nitrato de cerio hexahidratado (Ce(NO3)3,6H2O) en una cantidad de aproximadamente 4,601 g a aproximadamente 325 ml de agua y se agitó durante aproximadamente 16 h. Aunque en este ejemplo se usó nitrato de cerio hexahidratado, en otros ejemplos pueden usarse otros inhibidores de la corrosión en lugar o además del nitrato de cerio hexahidratado. Se centrifugó la disolución resultante y el polvo obtenido se lavó repetidamente con agua hasta que se obtuvo un pH neutro para formar un a -fosfato de circonio estratificado con cerio intercalado. La figura 11 muestra un patrón de XRD del a-fosfato de circonio estratificado con cerio intercalado.

Ejemplo 7.

Se preparó una composición de sol-gel que incluía una composición de a -fosfato de circonio estratificado con cerio intercalado según el procedimiento 200 de la figura 2. Se añadió una composición de a-fosfato de circonio estratificado con cerio intercalado, preparada tal como se describe en el ejemplo 6, como material de inhibición de la corrosión a una composición de sol-gel, preparada tal como se describe en el ejemplo 2, para formar una composición de sol-gel que contiene CIM. Aunque en este ejemplo se usó la composición de a-fosfato de circonio estratificado con cerio intercalado, en otros ejemplos pueden usarse otros materiales de inhibición de la corrosión. Para añadir 5 partes en peso del material de inhibición de la corrosión por 100 partes en peso del contenido en sólidos de la composición de sol-gel, se añadieron aproximadamente 1,4 g de la composición de a -fosfato de circonio estratificado con cerio intercalado por 100 g de la composición de sol-gel y se agitó durante la noche. Aunque en este ejemplo se llevó a cabo la agitación durante la noche, en otros ejemplos pueden usarse otros periodos de tiempo (por ejemplo, aproximadamente 2 h pueden ser suficientes para una dispersión uniforme).

Ejemplo 8.

Se formó una composición de LDH de Zn-Al según el procedimiento 600 de la figura 6. Se mezcló una disolución de aproximadamente 104,1 g de nitrato de cinc hexahidratado (Zn(NO3)2-6H2O) disuelto en aproximadamente 25 ml agua y una disolución de aproximadamente 65,6 g de nitrato de aluminio nonahidratado (Al(NO3)3-9H2O) disuelto en aproximadamente 25 ml agua con agitación vigorosa bajo purga de N2. A esta mezcla, se añadieron gota a gota aproximadamente 87,5 ml de una disolución de NaNO3 que tenía una concentración de aproximadamente 0,1 M, ajustada a un pH de aproximadamente 10, y se mantuvo a un pH de aproximadamente 10 añadiendo un NaOH que tenía una concentración de aproximadamente 2,0 M. Se formó un precipitado blanco y esponjoso de LDH. Una vez completada la adición, se agitó vigorosamente toda la mezcla bajo purga de N2 durante aproximadamente 12 h. Se centrifugó el precipitado a aproximadamente 6500 rpm y se lavó aproximadamente 3 o 4 veces con agua caliente (a 80°C), seguido por secado a aproximadamente 65°C durante aproximadamente 24 h. Se formó una composición de LDH de Zn-Al en forma de un polvo.

Ejemplo 9.

Se formó un material de inhibición de la corrosión que incluía una composición de LDH de Zn-Al con vanadato intercalado según el procedimiento 500 de la figura 5. Se preparó una disolución de metavanadato de sodio que tenía una concentración de aproximadamente 0,1 M en la cantidad de aproximadamente 400 ml. Se ajustó el pH de esta disolución a un pH que oscila entre aproximadamente 8 y aproximadamente 9 mediante la adición de una disolución de NaOH que tenía una concentración de aproximadamente 2,0 M. A esto se le añadieron aproximadamente 10 g de una composición de LDH de Zn-Al, preparada tal como se describe en el ejemplo 8, con agitación continua. Se continuó con la agitación durante aproximadamente 24 h. Entonces se centrifugó la disolución para obtener un polvo. Se lavó el polvo con agua caliente hasta que el pH del sobrenadante fue neutro, y le siguió el secado de la composición de LDH de Zn-Al con intercambio de vanadato a aproximadamente 60°C durante un periodo de tiempo que oscila entre aproximadamente 3 y aproximadamente 4 h en una estufa de secado. En otros ejemplos pueden prepararse otros materiales de inhibición de la corrosión usando otros inhibidores de la corrosión orgánicos o inhibidores de la corrosión inorgánicos.

Ejemplo 10.

Se preparó una composición de sol-gel que incluía una composición de LDH de Zn-Al con vanadato intercalado según el procedimiento 200 de la figura 2. Se añadió una composición de LDH de Zn-Al con vanadato intercalado, preparada tal como se describe en el ejemplo 9, como material de inhibición de la corrosión a una composición de sol-gel, preparada tal como se describe en el ejemplo 2, para formar una composición de sol-gel que contiene CIM. Aunque en este ejemplo se usó la composición de LDH de Zn-Al con vanadato intercalado, en otros ejemplos pueden usarse otros materiales de inhibición de la corrosión. Para añadir 5 partes en peso del material de inhibición de la corrosión por 100 partes en peso del contenido en sólidos de la composición de sol-gel, se añadieron aproximadamente 1,4 g de la composición de LDH de Zn-Al con vanadato intercalado por 100 g de la composición de sol-gel y se agitó durante la noche. Aunque en este ejemplo se llevó a cabo la agitación durante la noche, en otros ejemplos pueden usarse otros periodos de tiempo (por ejemplo, aproximadamente 2 h pueden ser suficientes para una dispersión uniforme).

Ejemplo 11.

Se formó un material de inhibición de la corrosión que incluía una composición de LDH de Zn-Al con aceite de linaza intercalado según el procedimiento 500 de la figura 5. Se añadió una composición de LDH de Zn-Al, preparada tal como se describe en el ejemplo 8, a una disolución que contenía aceite de linaza con agitación continua. Se continuó con la agitación durante aproximadamente 24 h. Entonces se centrifugó la disolución para obtener un polvo. Se lavó el polvo con agua caliente hasta que el pH del sobrenadante fue neutro, y le siguió secado de la composición de LDH de Zn-Al con intercambio de aceite de linaza a aproximadamente 60°C durante un periodo de tiempo que oscila entre aproximadamente 3 y aproximadamente 4 h en una estufa de secado. En otros ejemplos pueden prepararse otros inhibidores de la corrosión orgánicos o inhibidores de la corrosión inorgánicos.

Ejemplo 12.

Se preparó una composición de sol-gel que incluía una composición de LDH de Zn-Al con aceite de linaza intercalado según el procedimiento 200 de la figura 2. Se añadió una composición de LDH de Zn-Al con aceite de linaza intercalado, preparada tal como se describe en el ejemplo 11, como material de inhibición de la corrosión a una composición de solgel, preparada tal como se describe en el ejemplo 2, para formar una composición de sol-gel que contiene CIM. Aunque en este ejemplo se usó la composición de l Dh de Zn-Al con aceite de linaza intercalado, en otros ejemplos pueden usarse otros materiales de inhibición de la corrosión. Para añadir 5 partes en peso del material de inhibición de la corrosión por 100 partes en peso del contenido en sólidos de la composición de sol-gel, se añadieron aproximadamente 1,4 g de la composición de LDH de Zn-Al con aceite de linaza intercalado por 100 g de la composición de sol-gel y se agitó durante la noche. Aunque en este ejemplo se llevó a cabo la agitación durante la noche, en otros ejemplos pueden usarse otros periodos de tiempo (por ejemplo, aproximadamente 2 h pueden ser suficientes para una dispersión uniforme).

Ejemplo 13.

Se generaron los siguientes paneles recubiertos poniendo en contacto cada panel con composición/composiciones de sol-gel respectiva(s):

Panel 1: Una sola capa de una composición de sol-gel que contiene un compuesto de fosfato de circonio estratificado (sin inhibidor de la corrosión intercalado) preparada tal como se describe en el ejemplo 3.

Panel 2: Una sola capa de una composición de sol-gel que contiene una composición de fosfato de circonio estratificado con vanadato intercalado preparada tal como se describe en el ejemplo 5.

Panel 3: Una sola capa de una composición de sol-gel que contiene una composición de fosfato de circonio estratificado con cerio intercalado preparada tal como se describe en el ejemplo 7.

Panel 4: Una doble capa que incluye una capa de una composición de sol-gel que contiene fosfato de circonio estratificado (sin inhibidor de la corrosión intercalado) preparada tal como se describe en el ejemplo 3, y una capa de una composición de sol-gel que contiene una composición de LDH con vanadato intercalado preparada tal como se describe en el ejemplo 10.

Panel 5: Una doble capa que incluye una capa de una composición de sol-gel que contiene una composición de fosfato de circonio estratificado con vanadato intercalado preparada tal como se describe en el ejemplo 5, y una capa de una composición de sol-gel que contiene una composición de LDH con vanadato intercalado preparada tal como se describe en el ejemplo 10.

Panel 6: Una doble capa que incluye una capa de una composición de sol-gel que contiene una composición de fosfato de circonio estratificado con cerio intercalado preparada tal como se describe en el ejemplo 7, y una capa de una composición de sol-gel que contiene una composición de LDH con vanadato intercalado preparada tal como se describe en el ejemplo 10.

Panel 7: Una doble capa que incluye una capa de una composición de sol-gel que contiene una composición de fosfato de circonio estratificado con aceite de linaza intercalado preparada tal como se describe en el ejemplo 12, y una capa de una composición de sol-gel que contiene una composición de fosfato de circonio estratificado con vanadato intercalado preparada tal como se describe en el ejemplo 5.

Panel 8: Una doble capa que incluye una capa de una composición de sol-gel que contiene una composición de fosfato de circonio estratificado con aceite de linaza intercalado preparada tal como se describe en el ejemplo 12, y una capa de una composición de sol-gel que contiene una composición de fosfato de circonio estratificado con cerio intercalado preparada tal como se describe en el ejemplo 7.

Cada capa de sol-gel se curó mediante UV usando una unidad de curado mediante UV con cinta transportadora. El curado mediante UV se realizó usando una unidad de curado mediante UV con cinta transportadora con tres lámparas de mercurio de presión media. Las lámparas (de aproximadamente 1 m de largo) proporcionaron una potencia de aproximadamente 120 W/cm con un vataje total/lámpara de aproximadamente 12 kW. La velocidad de la cinta se mantuvo a aproximadamente 2 m/min durante el curado. La dosis de luz medida mediante un radiómetro UV fue de aproximadamente 871 mJ/cm2 en la región de UV-C. Después de curar con UV cada capa durante aproximadamente 5 minutos, se sometió el panel recubierto a curado térmico en una estufa con circulación de aire a aproximadamente 80°C durante aproximadamente una hora.

Ejemplo 14.

Cada uno de los paneles 1-8 del ejemplo 13 se sometió a una prueba de niebla salina para someter a prueba la corrosión, en la que cada panel se expuso a una niebla salina al 5%. Un panel no recubierto también se sometió a la prueba de niebla salina. La figura 13 muestra un panel después de aproximadamente 336 h de la prueba de niebla salina, que mostró corrosión grave. Los recubrimientos que incluían un compuesto de fosfato de circonio estratificado con inhibidor de la corrosión intercalado como su material de inhibición de la corrosión rindieron mejor que los recubrimientos que incluían fosfato de circonio estratificado sin un inhibidor de la corrosión intercalado. Además, los recubrimientos de doble capa de los paneles 4-8 rindieron mejor que los recubrimientos de una sola capa de los paneles 1-3.

La figura 14A y la figura 14B muestran el panel 4 después de aproximadamente 168 h de la prueba de niebla salina y después de aproximadamente 336 h de la prueba de niebla salina, respectivamente.

La figura 15A y la figura 15B muestran el panel 5 después de aproximadamente 168 h de la prueba de niebla salina y después de aproximadamente 336 h de la prueba de niebla salina, respectivamente.

La figura 16A y la figura 16B muestran el panel 6 después de aproximadamente 168 h de la prueba de niebla salina y después de aproximadamente 336 h de la prueba de niebla salina, respectivamente.

La figura 17A y la figura 17B muestran el panel 7 después de aproximadamente 168 h de la prueba de niebla salina y después de aproximadamente 336 h de la prueba de niebla salina, respectivamente.

La figura 18A y la figura 18B muestran el panel 8 después de aproximadamente 168 h de la prueba de niebla salina y después de aproximadamente 336 h de la prueba de niebla salina, respectivamente.

Se desarrollaron muy pocas picaduras de corrosión en los paneles 4-8 tal como se muestra en estas figuras, en comparación con el panel no recubierto de la figura 13. Entre todos los paneles, los paneles 7 y 8 fueron los más resistentes a la corrosión, ya que ventajosamente estuvieron libres de picaduras hasta 168 h y tuvieron muy poca densidad de picaduras después de 336 h.

Cuando se introducen los elementos de la presente invención o aspectos o realización/realizaciones a modo de ejemplo de la misma, los artículos “un”, “una”, “el/la” y “dicho/dicha” pretenden significar que hay uno o más de los elementos. Los términos “que comprende”, “que incluye” y “que tiene” pretenden ser inclusivos y significar que puede haber elementos adicionales distintos de los elementos enumerados. Aunque esta invención se ha descrito con respecto a realizaciones específicas, los detalles de estas realizaciones no deben interpretarse como limitaciones. En el presente documento se definen en detalle diferentes aspectos, realizaciones y características. Cada aspecto, realización o característica así definido puede combinarse con cualquier/cualesquiera otro(s) aspecto(s), realización/realizaciones o característica(s) (preferidos, ventajosos o de otro tipo) a menos que se indique claramente lo contrario.

Claims

REIVINDICACIONES

1. Método, que comprende:

dispersar una composición de fosfato de metal tretravalente estratificado y un primer inhibidor de la corrosión en una disolución acuosa y agitar para formar una primera disolución;

recoger un precipitado de la primera disolución;

lavar el precipitado de la primera disolución para formar un primer material de inhibición de la corrosión (CIM), comprendiendo el primer CIM el primer inhibidor de la corrosión intercalado en la composición de fosfato de metal tretravalente estratificado; y

añadir el primer CIM a una primera composición de sol-gel para formar una primera composición de sol-gel que contiene CIM;

en el que el primer inhibidor de la corrosión comprende cerio (III), un vanadato, un molibdato, un tungstato, un compuesto manganoso, un manganato, un permanganato, un aluminato, un fosfonato, un tiazol, un triazol, un imidazol, o una combinación de los mismos.

2. Método según la reivindicación 1, en el que la dispersión comprende dispersar una composición de fosfato de circonio estratificado.

3. Método según las reivindicaciones 1 o 2, que comprende además:

mezclar una disolución de cloruro de circonilo con una disolución de ácido fosfórico y agitar para formar una mezcla;

recoger un precipitado de la mezcla; y

lavar el precipitado de la mezcla para formar la composición de fosfato de circonio estratificado.

4. Método según cualquiera de las reivindicaciones 1-3, que comprende además:

poner en contacto un primer alcoxisilano con agua y un ácido orgánico para formar una primera composición; poner en contacto un alcóxido de circonio con un primer ácido orgánico para formar una segunda composición; poner en contacto la primera composición con la segunda composición para formar una mezcla;

poner en contacto uno o más segundos alcoxisilanos y un segundo ácido orgánico con la mezcla para formar la primera composición de sol-gel, teniendo la primera composición de sol-gel una razón de varios moles de silicio con respecto a varios moles de circonio (nSi/nZr) que oscila entre aproximadamente 2 y aproximadamente 10; añadir un fotoiniciador a la primera composición de sol-gel; y

diluir la primera composición de sol-gel con un disolvente.

5. Método según la reivindicación 4, en el que la puesta en contacto para formar la primera composición comprende mezclar el primer alcoxisilano que tiene la fórmula R^a-SÍ-(R^b)3 con el agua y el ácido orgánico,

en el que R^aes metacriloxialquilo o glicidiloxialquilo, y en el que R^bes metoxilo o etoxilo; o

en el que la puesta en contacto para formar la segunda composición comprende mezclar el alcóxido de circonio que tiene la fórmula Zr-(Ro)4 con ácido metacrílico (MAA), y en el que R^ces etoxilo, n-propoxilo, isopropoxilo, nbutiloxilo o ferc-butiloxilo; o

en el que la puesta en contacto para formar la primera composición de sol-gel comprende:

añadir el uno o más segundos alcoxisilanos que tienen cada uno la fórmula R^d-SÍ-(R^e)3 a la mezcla, en la que R^des arilo, aminoalquilo o glicidoxialquilo, y en la que R^ees metoxilo o etoxilo; y

añadir MAA y agitar.

6. Método según cualquiera de las reivindicaciones 1 - 5, en el que la adición del CIM comprende añadir el CIM en una cantidad que oscila entre aproximadamente 1 y aproximadamente 10 partes en peso por 100 partes en peso de la primera composición de sol-gel o que oscila entre aproximadamente 1 y aproximadamente 10 partes en peso por 100 partes en peso de un contenido en sólidos de la primera composición de sol-gel.

7. Método según cualquiera de las reivindicaciones 1 - 6, que comprende además:

aplicar la primera composición de sol-gel que contiene CIM sobre un sustrato, para formar una capa de sol-gel que contiene CIM;

curar la capa de sol-gel que contiene CIM mediante radiación UV; y

curar térmicamente la capa de sol-gel que contiene CIM para formar un recubrimiento resistente a la corrosión.

8. Método según cualquiera de las reivindicaciones 1 - 7, que comprende además:

dispersar una composición de LDH de Zn-Al y un segundo inhibidor de la corrosión en un disolvente y agitar para formar una segunda disolución;

recoger un precipitado de la segunda disolución;

lavar el precipitado de la segunda disolución para formar un segundo CIM, estando el segundo inhibidor de la corrosión intercalado en la composición de LDH de Zn-Al; y

añadir el segundo CIM a una segunda composición de sol-gel para formar una segunda composición de sol-gel que contiene CIM.

9. Método según la reivindicación 8, en el que la dispersión del segundo inhibidor de la corrosión comprende: dispersar un inhibidor de la corrosión orgánico que comprende 1-(3-aminopropil)imidazol, 1H-1,2,3-triazol, 4-metil-4H-1,2,4-triazol-3-tiol, ácido 1,2,4-triazol-3-carboxílico, 3-amino-1,2,4-triazol-5-tiol, 4H-1,2,4-triazol-4-amina, 3-mercapto-4-metil-4H-1,2,4-triazol, 5-fenil-1H-1,2,4-triazol-3-tiol, 1-metil-1H-tetrazol-5-tiol, ácido 1H-tetrazol-5-acético, ácido 4-metil-1,3-tiazol-5-carboxílico, 1,3,4-tiadiazol-2,5-ditiol, ácido 1H-bencimidazol-2-carboxílico, 1H-benzotriazol (BTA), 2-mercaptobenzotiazol (MBT), 8-hidroxiquinolina, ácido fítico, un ácido organofosfónico, un aceite vegetal, o una combinación de los mismos; o

dispersar un inhibidor de la corrosión inorgánico que comprende un vanadato, un molibdato, un tungstato, un fosfato, un manganato, un permanganato, un aluminato, o una combinación de los mismos.

10. Método según la reivindicación 9, que comprende además:

aplicar la segunda composición de sol-gel que contiene CIM sobre un sustrato, para formar una primera capa de sol-gel que contiene CIM;

curar la primera capa de sol-gel que contiene CIM mediante radiación UV;

aplicar la primera composición de sol-gel que contiene CIM sobre el sustrato, para formar una segunda capa de sol-gel que contiene CIM;

curar la segunda capa de sol-gel que contiene CIM mediante radiación UV; y

curar térmicamente una pluralidad de capas de sol-gel que comprenden la primera capa de sol-gel que contiene CIM y la segunda capa de sol-gel que contiene CIM para formar un recubrimiento resistente a la corrosión.

11. Método según la reivindicación 10, que comprende además aplicar imprimador y/o pintura sobre la pluralidad de capas de sol-gel sobre el sustrato, facilitando la pluralidad de capas de sol-gel la adherencia del imprimador o la pintura al sustrato.

12. Primera composición de sol-gel, que comprende:

un primer material de inhibición de la corrosión (CIM) y un primer material compuesto polimérico de uno o más alcoxisilanos, un alcóxido de circonio y un ácido orgánico;

en la que el primer CIM comprende:

una composición de fosfato de metal tretravalente estratificado que comprende partículas de fosfato de metal tetravalente estratificado; y

un primer inhibidor de la corrosión intercalado en las partículas de fosfato de metal tetravalente estratificado, comprendiendo el primer inhibidor de la corrosión cerio (III), un vanadato, un molibdato, un tungstato, un compuesto manganoso, un manganato, un permanganato, un aluminato, un fosfonato, un tiazol, un triazol, un imidazol, o una combinación de los mismos.

13. Primera composición de sol-gel según la reivindicación 12, en la que el fosfato de metal tetravalente estratificado comprende fosfato de circonio estratificado.

14. Producto recubierto resistente a la corrosión, que comprende:

una primera capa de sol-gel que contiene CIM que comprende la primera composición de sol-gel según las reivindicaciones 12 o 13.

15. Producto recubierto resistente a la corrosión según la reivindicación 14, que comprende además:

una segunda capa de sol-gel que contiene CIM que comprende un segundo CIM y un segundo material compuesto polimérico de uno o más alcoxisilanos, un alcóxido de circonio y un ácido orgánico;

en el que el segundo CIM comprende:

una composición de hidróxido doble estratificado (LDH) de Zn-Al que comprende partículas de LDH de Zn-Al; y

un segundo inhibidor de la corrosión intercalado en las partículas del LDH de Zn-Al, comprendiendo el segundo inhibidor de la corrosión 1-(3-aminopropil)imidazol, 1H-1,2,3-triazol, 4-metil-4H-1,2,4-triazol-3-tiol, ácido 1,2,4-triazol-3-carboxílico, 3-amino-1,2,4-triazol-5-tiol, 4H-1,2,4-triazol-4-amina, 3-mercapto-4-metil-4H-1,2,4-triazol, 5-fenil-1H-1,2,4-triazol-3-tiol, 1 -metil-1 H-tetrazol-5-tiol, ácido 1H-tetrazol-5-acético, ácido 4-metil-1,3-tiazol-5-carboxílico, 1,3,4-tiadiazol-2,5-ditiol, ácido 1H-bencimidazol-2-carboxílico, 1H-benzotriazol (BTA), 2-mercaptobenzotiazol (MBT), 8-hidroxiquinolina, ácido fítico, un ácido organofosfónico, un aceite vegetal, un vanadato, un molibdato, un tungstato, un fosfato, un manganato, un permanganato, un aluminato, o una combinación de los mismos.