ES2925233T3 - Composiciones de recubrimiento de conversión a base de permanganato - Google Patents

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Abstract

Se describe una composición para aplicar a un sustrato que comprende un vehículo, una fuente de iones de permanganato y un inhibidor de la corrosión que comprende un ión de tierras raras, un ión de metal alcalino, un ión de metal alcalinotérreo y/o un ión de metal de transición. Un sustrato o artículo que incluye la composición para aplicar a un sustrato, y un método para tratar un sustrato que comprende aplicar la composición a un sustrato para formar una superficie tratada con permanganato del sustrato, y aplicar una composición que contiene litio sobre la superficie tratada con permanganato también son revelado. (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)

Description

DESCRIPCIÓN
Composiciones de recubrimiento de conversión a base de permanganato
Antecedentes de la Invención
La oxidación y la degradación de los metales usados en las industrias aeroespacial, comercial y privada son un problema grave y costoso. Para prevenir o reducir la oxidación y degradación de los metales usados en estas aplicaciones, puede aplicarse un recubrimiento protector inorgánico a la superficie metálica. Este recubrimiento protector puede ser el único recubrimiento aplicado al metal, o pueden aplicarse otros recubrimientos para proteger aún más la superficie metálica.
Los recubrimientos resistentes a la corrosión son conocidos en la técnica del acabado de metales, y las tecnologías más antiguas implican recubrimientos a base de cromo que tienen un impacto medioambiental no deseado. También se conocen otros recubrimientos resistentes a la corrosión, que incluyen algunos recubrimientos sin cromo y/o recubrimientos de pretratamiento que pueden prevenir o reducir la oxidación y degradación de metales y ayudar en la resistencia a la corrosión. Se desean recubrimientos de superficies metálicas que puedan proporcionar resistencia a la corrosión y también ayudar en la prevención o reducción de la oxidación y degradación.
Resumen
La presente invención se dirige a una composición para aplicar a un sustrato metálico que comprende un portador, una fuente de anión permanganato, y un inhibidor de la corrosión que comprende un catión metálico que comprende un ion de tierra rara presente en una cantidad de 0,0008 a 0,004 por ciento en peso de la composición. Los métodos de uso de la composición y de artículos recubiertos con la misma también están dentro del alcance de la presente invención.
Descripción detallada
El catión metálico comprende una especie de tierra rara (por ejemplo, cationes Ce (cerio) y/o Y (itrio)). En algunas modalidades, la composición está sustancialmente libre de cromo. Como se usa en la presente descripción, el término "sustancialmente" se usa como un término de aproximación y no como un término de grado. Adicionalmente, el término "sustancialmente libre de cromo" se usa como un término de aproximación para indicar que la cantidad de cromo en la composición es insignificante, de manera que si el cromo está presente en la composición, es como una impureza incidental. De acuerdo con algunas modalidades, el catión metálico se proporciona en la composición en forma de una sal, y la sal puede comprender, por ejemplo, contraiones de nitrato o carbonato.
Como se usa en la presente descripción, los siguientes términos y sus variaciones tienen los significados dados más abajo, a menos que se pretenda claramente un significado diferente por el contexto en el que se usa dicho término. Los términos “un”, “una” y “el/la” y los referentes similares usados en la presente descripción deben interpretarse para cubrir tanto el singular como el plural a menos que su uso en el contexto lo indique de cualquier otra manera. Como se usa en esta descripción, el término “comprenden” y variaciones del término, tales como “que comprende” y “comprende,” no pretenden excluir otros aditivos, componentes, ingredientes enteros o etapas.
El término "sustrato", como se usa en la presente descripción, se refiere a un material que tiene una superficie. En referencia a la aplicación de un recubrimiento de conversión, el término "sustrato" se refiere a un sustrato metálico tal como aluminio, hierro, cobre, zinc, níquel, magnesio, y/o una aleación de cualquiera de estos metales, que incluye, pero no se limita a acero. Algunos sustratos ilustrativos incluyen aluminio y aleaciones de aluminio. Los sustratos ilustrativos adicionales incluyen sustratos de aluminio con alto contenido de cobre (es decir, sustratos que incluyen una aleación que contiene tanto aluminio como cobre en los que la cantidad de cobre en la aleación es alta, por ejemplo, una cantidad de cobre en la aleación de 3 a 4 %).
El término "recubrimiento" y términos similares, cuando se usan como verbo en la presente descripción, se refieren al proceso de aplicar una composición, es decir, poner en contacto un sustrato con una composición, tal como poner en contacto un sustrato con un recubrimiento de conversión, imprimación y/o capa superior. El término "recubrimiento" puede usarse indistintamente con los términos "aplicación/aplicación", "tratamiento/tratamiento" o "pretratamiento/pretratamiento", y también puede usarse para indicar diversas formas de aplicación o tratamiento, tal como pintura, pulverización e inmersión (por ejemplo, inmersión, pulverización o esparcido mediante el uso de una brocha, rodillo, o similar), donde un sustrato se pone en contacto con una composición por tal medio de aplicación. Con respecto a la aplicación mediante pulverización, pueden usarse técnicas de pulverización convencionales (automáticas o manuales) y equipos usados para pulverización con aire. La composición puede aplicarse en forma de pasta o gel. La composición puede aplicarse en cualquier grosor adecuado, en dependencia de los requisitos de la aplicación. Puede aplicarse más de una capa de la composición. Puede ponerse en contacto todo o parte del sustrato. Es decir, las composiciones de la presente invención pueden aplicarse al menos a una porción de un sustrato.
El término "recubrimiento de conversión", también denominado en la presente descripción "tratamiento de conversión" o "pretratamiento", se refiere a un tratamiento para un sustrato metálico que causa que la química de la superficie metálica se convierta en una química de superficie diferente. Los términos "tratamiento de conversión" y "recubrimiento de conversión" también se refieren a la aplicación o tratamiento de una superficie metálica en la que un sustrato metálico se pone en contacto con una solución acuosa que tiene un metal de un elemento diferente al metal contenido en el sustrato. Adicionalmente, los términos "recubrimiento de conversión" y "tratamiento de conversión" se refieren a una solución acuosa que tiene un elemento metálico en contacto con un sustrato metálico de un elemento diferente, en que la superficie del sustrato se disuelve parcialmente en la solución acuosa, lo que lleva a la precipitación de un recubrimiento sobre el sustrato metálico (opcionalmente mediante el uso de una fuerza impulsora externa para depositar el recubrimiento sobre el sustrato metálico). La película resultante es, por lo tanto, una combinación tanto del metal o metales en solución, así como también del metal o metales del sustrato metálico. El término "sal", como se usa en la presente descripción, se refiere a un compuesto inorgánico enlazado iónicamente y/o el anión y catión ionizados de uno o más compuestos inorgánicos en solución.
Como se usa en la presente descripción, el término "permanganato" se refiere a una sal que contiene el ion manganato (VII) (MnO4). Los compuestos de permanganato ilustrativos incluyen permanganato de amonio (NH4MnO4), permanganato de potasio (KMnO4), y permanganato de sodio (NaMnO4).
El término "elemento de tierras raras", como se usa en la presente descripción, se refiere a un elemento del Grupo IIIB (o la serie de los lantánidos) de la tabla periódica de los elementos o itrio. El grupo de elementos conocidos como elementos de tierras raras incluye, por ejemplo, los elementos 57-71 (es decir, La, Ce, Pr, Nd, Pm, Sm, Eu, Gd, Tb, Dy, Ho, Er, Tm, Yb and Lu) e itrio. Sin embargo, en algunas modalidades, como se indica a más abajo, el término elemento de tierras raras puede referirse a La, Ce, Pr, Nd, Sm, Eu, Gd, Tb, Dy, Ho, Er, Tm, Yb, Lu e Y. El término "ion metálico del Grupo IA" o "ion metálico del Grupo 1" y términos similares, como se usa en la presente descripción, se refieren a un ion o iones de elementos de la primera columna de la tabla periódica (con la excepción de H). El grupo de elementos identificado por el Grupo IA o el Grupo 1 (con la excepción de H) también se conoce como los metales alcalinos e incluye, por ejemplo, Li, Na, K, Rb, Cs, y Fr.
El término "ion metálico del Grupo IIA" o "ion metálico del Grupo 2" y términos similares, como se usa en la presente descripción, se refieren a un ion o iones de elementos de la segunda columna de la tabla periódica. El grupo de elementos identificado por el Grupo IIA o el Grupo 2 también se conoce como metales alcalinotérreos, e incluye, por ejemplo, Be, Mg, Ca, Sr, Ba y Ra.
El término “solución” se refiere a una composición que comprende un solvente y un soluto, e incluye soluciones y suspensiones verdaderas. Los ejemplos de soluciones incluyen un sólido, líquido o gas disuelto en un líquido y partículas o micelas suspendidas en un líquido.
Todas las cantidades descritas en la presente descripción se dan en por ciento en peso del peso total de la composición a 25 °C y una atmósfera de presión, a menos que se indique de otra forma.
Composiciones de permanganato
De acuerdo con la presente invención, una composición que contiene permanganato para aplicación a un sustrato metálico (por ejemplo, un sustrato que comprende aluminio, magnesio, hierro, zinc, níquel y/o su aleación) comprende una fuente de anión permanganato, un inhibidor de la corrosión que comprende un catión metálico que comprende un ion de tierra rara presente en una cantidad de 0,0008 a 0,004 por ciento en peso de la composición, y un portador. Las composiciones que contienen permanganato descritas en la presente descripción o pueden usarse sin boratos, haluros, o a temperaturas elevadas. Además, las composiciones que contienen permanganato son compatibles con desoxidantes alcalinos y ácidos; no requieren exposición previa del sustrato con, por ejemplo, nitrato de litio, ni requieren pretratamiento mediante inmersión en agua a temperatura elevada.
La fuente de permanganato puede comprender una sal de permanganato o una combinación de sales de permanganato. La sal de permanganato puede incluir cualquier catión metálico alcalino (es decir, Grupo IA o Grupo 1), catión metálico alcalinotérreo (es decir, Grupo IIA o Grupo 2) o un catión de amonio, además del anión manganato. Por ejemplo, en algunas modalidades, el catión metálico alcalino o alcalinotérreo puede comprender Li, Na, K, Rb, Cs, Fr, Be, Mg, Ca, Sr, Ba y/o Ra. En algunas modalidades, el catión metálico alcalino o metálico alcalinotérreo comprende Li, Na, K, Rb, Cs, Be, Mg, Ca, Sr y/o Ba. Por ejemplo, en algunas modalidades, el catión metálico alcalino o metálico alcalinotérreo comprende Na, K, Mg y/o Ca. Algunos ejemplos no limitantes de fuentes de permanganato adecuadas incluyen sales de permanganato tales como permanganato de potasio, permanganato de sodio y permanganato de amonio.
En algunas modalidades, la composición puede ser una composición de recubrimiento acuosa, y por lo tanto, la composición puede incluir además un portador acuoso que puede comprender opcionalmente uno o más solventes orgánicos. Los ejemplos no limitantes de tales solventes adecuados incluyen propilenglicol, etilenglicol, glicerol, alcoholes de bajo peso molecular y similares. Cuando se usa, el solvente orgánico puede estar presente en la composición en una cantidad de 30 g de solvente por 12 litros de composición a 400 g de solvente por 12 litros de composición, y el resto del portador es agua. Por ejemplo, en algunas modalidades, el solvente orgánico puede estar presente en la composición en una cantidad de 100 g de solvente por 12 litros de composición a 200 g de solvente por 12 litros de composición, por ejemplo 107 g de solvente por 12 litros de composición, y el resto del portador es agua. En algunas modalidades, sin embargo, el portador acuoso es principalmente agua, por ejemplo, agua desionizada. El portador acuoso se proporciona en una cantidad suficiente para proporcionar a la composición las concentraciones de iones metálicos y fuentes de permanganato descritas en la presente descripción.
La concentración de la fuente de permanganato en la composición puede ser 0,008 por ciento en peso hasta el límite de solubilidad de la fuente de permanganato en el portador. En algunas modalidades, la fuente de permanganato puede estar presente en la composición en una concentración de 0,01 % a 6,0 % por peso. Por ejemplo, en algunas modalidades, la fuente de permanganato puede estar presente en la composición en una concentración de 0,0375 % a 0,15 % por peso.
Como indicó anteriormente, la composición que contiene permanganato comprende además un inhibidor de la corrosión que comprende un catión metálico. El catión metálico comprende un elemento de tierras raras, tales como por ejemplo La, Ce, Pr, Nd, Pm, Sm, Eu, Gd, Tb, Dy, Ho, Er, Tm, Yb, Lu. En algunas modalidades, el elemento de tierras raras comprende La, Ce, Pr, Nd, Sm, Eu, Gd, Tb, Dy, Ho, Er, Tm, Yb, Lu y/o Y. Por ejemplo, en algunas modalidades, el elemento de tierras raras comprende Ce, Y, Pr y/o Nd. En algunas modalidades, la composición está sustancialmente libre de cromo. Como se usa en la presente descripción, el término "sustancialmente" se usa como un término de aproximación y no como un término de grado. Adicionalmente, el término "sustancialmente libre de cromo" se usa como un término de aproximación para indicar que la cantidad de cromo en la composición es insignificante, de manera que si el cromo está presente en la composición, es como una impureza incidental.
El catión metálico está presente en la composición a una concentración de 0,0008 a 0,004 por ciento en peso de la composición. Por ejemplo, en algunas modalidades, el catión metálico puede estar presente en la composición en una concentración de 0,002 y 0,004 por ciento en peso. Como se analiza con mayor detalle más abajo, el catión metálico puede proporcionarse en la composición en forma de sal metálica.
Como indicó anteriormente, el catión metálico puede proporcionarse en la composición en forma de sal (es decir, una sal metálica puede servir como fuente para el catión metálico en la composición) que tiene un anión y el catión metálico como el catión de la sal. El anión de la sal puede ser cualquier anión adecuado capaz de formar una sal con los elementos de tierras raras. Los ejemplos no limitantes de aniones adecuados para formar una sal con elementos de tierras raras incluyen carbonatos, hidróxidos, nitratos, haluros (por ejemplo, Cl', Br', I' o F'), sulfatos, fosfatos y silicatos (por ejemplo, ortosilicatos y metasilicatos). Por ejemplo, en algunas modalidades, la sal metálica puede comprender un carbonato, hidróxido, haluro, nitrato, sulfato, fosfato y/o silicato (por ejemplo, ortosilicato o metasilicato) de La, Ce, Y, Pr, y/o Nd. En algunas modalidades, por ejemplo, la composición de permanganato puede incluir hidróxido de sodio. Adicionalmente, en algunas modalidades, la composición puede incluir al menos dos sales metálicas, y las al menos dos sales metálicas pueden comprender diferentes aniones y/o cationes entre sí. Por ejemplo, las al menos dos sales metálicas pueden comprender diferentes aniones pero los mismos cationes, o pueden comprender diferentes cationes pero los mismos aniones.
En algunas modalidades, la composición que contiene permanganato puede comprender además un compuesto azol. El compuesto azol puede incluir compuestos cíclicos que tienen 1 átomo de nitrógeno, tal como pirroles, 2 o más átomos de nitrógeno, tales como pirazoles, imidazoles, triazoles, tetrazoles y pentazoles, 1 átomo de nitrógeno y 1 átomo de oxígeno, tales como oxazoles e isoxazoles, y 1 átomo de nitrógeno y 1 átomo de azufre, tales como tiazoles e isotiazoles. Los ejemplos no limitantes de compuestos azol adecuados incluyen 2,5-dimercapto-1,3,4-tiadiazol (CAS: 1072-71-5), 1Hbenzotriazol (CAS: 95-14-7), 1H-1,2,3-triazol (CAS: 288-36-8), 2-amino-5-mercapto-1,3,4-tiadiazol (CAS: 2349-67-9), también denominado 5-amino-1,3,4-tiadiazol-2-tiol, y 2-amino-1,3,4-tiadiazol (CAS: 4005-51-0). En algunas modalidades, por ejemplo, el compuesto azol comprende 2,5-dimercapto-1,3,4-tiadiazol. El compuesto azol puede estar presente en la composición a una concentración de 0,0005 g por litro de composición a 3 g por litro de composición. Por ejemplo, en algunas modalidades, el compuesto azol puede estar presente en la composición a una concentración de 0,004 g por litro de composición a 0,1 g por litro de composición. En algunas modalidades, el compuesto azol puede estar presente en la composición en una concentración de 0,0008 a 0,2 por ciento en peso, por ejemplo, de 0,002 a 0,004 por ciento en peso.
En algunas modalidades, la composición puede comprender además un agente oxidante. Puede usarse cualquier agente oxidante adecuado, cuyos ejemplos no limitantes incluyen peróxidos orgánicos, tales como peróxidos de benzoilo, ozono y nitratos. Un ejemplo no limitante de un agente oxidante adecuado es el peróxido de hidrógeno. En algunas modalidades, el agente oxidante puede estar presente en la composición en una cantidad de 0,001 % en peso a 15 % en peso. Por ejemplo, en algunas modalidades, el agente oxidante puede comprender una solución al 30 % de peróxido de hidrógeno presente en una cantidad de 0,001 % en peso a 15 % en peso, por ejemplo, 0,002 % en peso a 0,006 % en peso, o 0,008 % en peso a 0,08 % en peso. La adición de un agente oxidante, tal como el peróxido de hidrógeno, a una composición que contiene permanganato puede hacer que el peróxido se descomponga rápidamente y, por lo tanto, debe tenerse precaución al añadir un agente oxidante a la composición que contiene permanganato.
En algunas modalidades de la presente invención, la composición que contiene permanganato puede comprender además uno o más aditivos para promover la resistencia a la corrosión, la adherencia al sustrato metálico, la adherencia de recubrimientos subsecuentes y/o para proporcionar otro efecto estético o funcional deseado. Un aditivo, si se usa, puede estar presente en la composición en una cantidad de 0,0001 por ciento en peso hasta 80 por ciento en peso en base al peso total de la composición. Estos aditivos opcionales pueden elegirse en base a la función deseada del recubrimiento resultante y/o su aplicación o uso previsto. Los aditivos adecuados pueden incluir un componente sólido o líquido mezclado con la composición con el propósito de afectar una o más propiedades de la composición. Los aditivos pueden incluir, por ejemplo, un surfactante, que puede ayudar a humedecer el sustrato metálico, y/u otros aditivos que pueden ayudar al desarrollo de una propiedad de superficie particular, tal como una superficie lisa o rugosa. Otros ejemplos no limitantes de aditivos adecuados incluyen alcoholes, coinhibidores, sales de litio, agentes de control de flujo, agentes tixotrópicos tales como arcilla de bentonita, gelatinas, celulosa, agentes antigases, agentes desengrasantes, agentes antiespumantes, cosolventes orgánicos, catalizadores, tintes, aminoácidos, compuestos a base de urea, agentes formadores de complejos, estabilizadores de valencia, y similares, así como también otros auxiliares habituales. Los aditivos adecuados se conocen en la técnica de formular composiciones para recubrimientos de superficies y pueden usarse en las composiciones de acuerdo con las modalidades de la presente invención, como entenderán los expertos en la técnica con referencia a esta descripción. En algunas modalidades, la composición puede comprender adicionalmente un surfactante (tal como, por ejemplo, un surfactante aniónico, no iónico y/o catiónico), una mezcla de surfactantes o una solución acuosa de tipo detergente. Los ejemplos no limitantes de algunos surfactantes adecuados disponibles comercialmente incluyen Dynol 604 y Carbowet DC-01 (ambos disponibles de Air Products & Chemicals, Inc., Allentown, PA), y Triton X-100 (disponible de The Dow Chemical Company, Midland MI). El surfactante, la mezcla de surfactantes o la solución acuosa de tipo detergente pueden estar presentes en la composición en una cantidad de 0,0003 % en peso a 3 % en peso, por ejemplo, 0,000375 % en peso a 1 % en peso o 0,02 % en peso. En una modalidad, las composiciones tienen un surfactante, una mezcla de surfactantes o una solución acuosa de tipo detergente, pueden utilizarse para combinar una etapa de limpieza de un sustrato metálico y una etapa de recubrimiento de conversión en un proceso. En otra modalidad, la composición que tiene un surfactante, una mezcla de surfactantes o una solución acuosa de tipo detergente puede contener adicionalmente un agente oxidante, como se describió previamente en la presente descripción.
La composición también puede contener otros componentes y aditivos tales como, pero sin limitarse a, carbonatos, surfactantes, quelantes, espesantes, alantoína, polivinilpirrolidona, haluros, y/o promotores de adherencia. Por ejemplo, en algunas modalidades, la composición puede comprender además alantoína, polivinilpirrolidona, surfactantes, y/u otros aditivos y/o coinhibidores.
En algunas modalidades, la composición también puede contener un compuesto indicador, llamado así porque indica, por ejemplo, la presencia de una especie química, tal como un ion metálico, el pH de una composición, y similares. Un "indicador", "compuesto indicador", y términos similares como se usan en la presente descripción se refieren a un compuesto que cambia de color en respuesta a algún estímulo externo, parámetro, o condición, tal como la presencia de un ion metálico, o en respuesta a un pH específico o un intervalo de pH.
El compuesto indicador usado de acuerdo con determinadas modalidades de la presente invención puede ser cualquier indicador conocido en la técnica que indique la presencia de una especie, un pH particular, y similares. Por ejemplo, un indicador adecuado puede ser uno que cambie de color después de formar un complejo de iones metálicos con un ion metálico particular. El indicador de iones metálicos es generalmente un compuesto orgánico altamente conjugado. Un "compuesto conjugado" como se usa en la presente descripción, y como entenderán los expertos en la técnica, se refiere a un compuesto que tiene dos enlaces dobles separados por un enlace sencillo, por ejemplo, dos enlaces dobles carbono-carbono con un enlace sencillo carbono-carbono entre ellos. Cualquier compuesto conjugado puede usarse de acuerdo con la presente invención.
De manera similar, el compuesto indicador puede ser uno en que el color cambie al cambiar el pH; por ejemplo, el compuesto puede ser de un solo color a un pH ácido o neutro y cambiar de color a un pH alcalino, o viceversa. Tales indicadores se conocen bien y están ampliamente disponibles comercialmente. Un indicador que "cambia de color cuando se expone a un pH alcalino", por lo tanto, tiene un primer color (o es incoloro) cuando se expone a un pH ácido o neutro y cambia a un segundo color (o pasa de incoloro a coloreado) cuando se expone a un pH alcalino. De manera similar, un indicador que “cambia de color cuando se expone a un pH ácido” pasa de un primer color/incoloro a un segundo color/coloreado cuando el pH cambia de alcalino/neutro a ácido.
Los ejemplos no limitantes de tales compuestos indicadores incluyen naranja de metilo, naranja de xilenol, violeta de catecol, bromofenol azul, verde y púrpura, negro de eriocromo T, azul de Celestina, hematoxilina, calmagita, galocianina, y sus combinaciones. De acuerdo con algunas modalidades, el compuesto indicador comprende un compuesto indicador orgánico que es un indicador de iones metálicos. Los ejemplos no limitantes de compuestos indicadores incluyen aquellos que se encuentran en la Tabla 1. Los indicadores fluorescentes, que emitirán luz en determinadas condiciones, también pueden usarse de acuerdo con la presente invención, aunque en determinadas modalidades se excluye específicamente el uso de un indicador fluorescente. Es decir, en determinadas modalidades, se excluyen específicamente los compuestos conjugados que exhiben fluorescencia. Como se usa en la presente descripción, "indicador fluorescente" y términos similares se refieren a compuestos, moléculas, pigmentos y/o tintes que emitirán fluorescencia o exhibirán color de cualquier otra manera tras la exposición a la luz ultravioleta o visible. Por “fluorescencia” se entenderá emitir luz tras la absorción de luz u otra radiación electromagnética. Los ejemplos de tales indicadores, a menudo denominados "etiquetas", incluyen acridina, antraquinona, cumarina, difenilmetano, difenilnaftilmetano, quinolina, estilbeno, trifenilmetano, antracina y/o moléculas que contienen cualquiera de estas fracciones y/o derivados de cualquiera de estos, tales como rodaminas, fenantridinas, oxazinas, fluoronas, cianinas y/o acridiñas.
Tabla 1
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De acuerdo con una modalidad, el compuesto conjugado comprende violeta de catecol, como se muestra en la Tabla 1. El violeta de catecol (CV) es un colorante de sulfona ftaleína hecho de la condensación de dos moles de pirocatecol con un mol de anhídrido de ácido o-sulfobenzoico. Se ha encontrado que CV tiene propiedades indicadoras y cuando se incorpora a composiciones resistentes a la corrosión que tienen iones metálicos, forma complejos, que lo hace útil como reactivo quelométrico. Como la composición que contiene el CV quela los iones metálicos, se observa un color generalmente azul a azul-violeta.
De acuerdo con otra modalidad, se emplea naranja de xilenol, como se muestra en la Tabla 1, en las composiciones de acuerdo con las modalidades de la presente invención presente invención. Se ha encontrado que el naranja de xilenol tiene propiedades indicadoras de iones metálicos y cuando se incorpora a composiciones resistentes a la corrosión que tienen iones metálicos, forma complejos, que lo hace útil como reactivo quelométrico. Como la composición que contiene el naranja de xilenol quela los iones metálicos, una solución de naranja de xilenol cambia de rojo a un color generalmente azul.
El compuesto indicador puede estar presente en la composición en una cantidad de 0,01 g/1000 g de solución a 3 g/1000 g de solución, tal como 0,05 g/1000 g de solución a 0,3 g/1000 g de solución.
En algunas modalidades de la presente invención, el compuesto conjugado, si cambia de color en respuesta a un determinado estímulo externo, proporciona un beneficio cuando se usan las composiciones actuales, ya que puede servir como una indicación visual de que un sustrato se ha tratado con el composición. Por ejemplo, una composición que comprende un indicador que cambia de color cuando se expone a un ion metálico que está presente en el sustrato cambiará de color al formar complejos con iones metálicos en ese sustrato; esto permite al usuario ver que el sustrato se ha puesto en contacto con la composición. Pueden obtenerse beneficios similares al depositar una capa alcalina o ácida sobre un sustrato y al poner en contacto el sustrato con una composición de la presente invención que cambia de color cuando se expone a un pH alcalino o ácido.
Además, el uso de determinados compuestos conjugados de acuerdo con las modalidades de la presente invención puede proporcionar al sustrato una adherencia mejorada a las capas de recubrimiento aplicadas subsecuentemente.
Esto es particularmente cierto si el compuesto conjugado tiene funcionalidad hidroxilo. En consecuencia, algunas modalidades de las presentes composiciones permiten la deposición de capas de recubrimiento subsecuentes sobre un sustrato tratado de acuerdo con las modalidades de la presente invención sin la necesidad de una capa de imprimación. Tales capas de recubrimiento pueden incluir recubrimientos de uretano y recubrimientos epoxi.
La composición que contiene permanganato puede tener un pH alcalino, neutro o ácido. Por ejemplo, en algunas modalidades, la composición que contiene permanganato puede tener un pH de 2 a 14. En algunas modalidades, por ejemplo, la composición de permanganato puede tener un pH de 4 a 10.
En algunas modalidades, la composición que contiene permanganato puede incluir de 0,1 g a 60 g de una sal de permanganato (por ejemplo, K, Li, Na, etc.) y suficiente agua para fabricar 1 L de solución. De acuerdo con algunas modalidades, por ejemplo, la composición de permanganato puede incluir de 0,375 g a 7,5 g (por ejemplo, de 0,375 g a 2,5 g) de la sal de permanganato y suficiente agua para fabricar 1 L de solución.
En algunas modalidades, la composición que contiene permanganato puede incluir una sal de permanganato (por ejemplo, K, Na, Li, etc.) y un oxidante (por ejemplo, una solución al 30 % en peso de peróxido de hidrógeno). En algunas modalidades ilustrativas, la composición que contiene permanganato puede incluir de 0,1 g a 60 g de la sal de permanganato, de 0,08 g a 0,8 g del oxidante, y suficiente agua para fabricar 1 L de solución. Por ejemplo, en algunas modalidades, la composición que contiene permanganato puede incluir de 0,375 g a 7,5 g (por ejemplo, de 0,375 g a 1,5 g) de la sal de permanganato, de 0,3 g a 0,5 g del oxidante, y suficiente agua para fabricar 1 L de solución.
De acuerdo con algunas modalidades, la composición de permanganato puede incluir un compuesto azol. En algunas modalidades, la composición de permanganato puede incluir de 0,1 g a 60 g de la sal de permanganato (por ejemplo, K, Na, Li, etc.), de 0,008 g a 2 g del compuesto azol (por ejemplo, 1H-benzotriazol), y suficiente agua para fabricar 1 L de solución. Por ejemplo, en algunas modalidades, la composición de permanganato puede incluir de 0,375 g a 7,5 g (por ejemplo, de 0,375 g a 1,5 g) de la sal de permanganato, de 0,02 g a 0,8 g del compuesto azol y suficiente agua para fabricar 1 L de solución.
En algunas modalidades, la composición de permanganato puede incluir de 0,1 g a 60 g de la sal de permanganato (por ejemplo, K, Li, Na, etc.), la sal de elementos de tierras raras (por ejemplo, Ce, Y, Pr, etc.) y suficiente agua para fabricar 1 L de solución. Por ejemplo, en algunas modalidades, la composición de permanganato puede incluir de 0,375 g a 7,5 g (por ejemplo, de 0,375 g a 1,5 g) de la sal de permanganato, de 0,02 g a 0,04 g de la sal de elementos de tierras raras, y suficiente agua para fabricar 1 L de solución.
Composiciones de Litio
De acuerdo con algunas modalidades de la presente invención, se aplica además una composición que contiene litio al sustrato metálico (por ejemplo, un sustrato que comprende aluminio, magnesio, hierro, zinc, níquel y/o su aleación) que comprende una fuente de litio y un portador.
La fuente de litio puede comprender una sal de litio, una combinación de sales de litio, o una combinación de una sal de litio con sales adicionales de elementos del Grupo IA o del Grupo 1. La sal del elemento del Grupo IA o del Grupo 1 puede incluir cualquier catión metálico alcalino (es decir, del Grupo IA o del Grupo 1), tales como, por ejemplo, Li, Na, K, Rb, Cs y/o Fr. En algunas modalidades, el catión metálico alcalino comprende Li, Na, K, Rb y/o Cs. Por ejemplo, en algunas modalidades, el catión metálico alcalino comprende Na, K y/o Mg. Adicionalmente, aunque la "fuente de litio" se describe en la presente como que incluye un ion Li, el Mg puede sustituir todo o una parte del Li en la fuente de litio.
La sal de litio y/o las sales de elementos del Grupo IA o del Grupo 1 pueden incluir cualquier anión adecuado capaz de formar una sal con los elementos del Grupo IA o del Grupo 1 y Mg (por ejemplo, Li, Mg, Na, K, Rb, Cs y/o Fr). Los ejemplos no limitantes de aniones adecuados para formar una sal con estos elementos incluyen carbonatos, hidróxidos, nitratos, haluros (por ejemplo, Cl-, Br-, I- o F-), sulfatos, fosfatos y silicatos (por ejemplo, ortosilicatos y metasilicatos). Por ejemplo, la sal metálica puede comprender un carbonato, hidróxido, haluro, nitrato, sulfato, fosfato y/o silicato (por ejemplo, ortosilicato o metasilicato) de Li, Na, K, Rb, Cs, Fr y/o Mg. En algunas modalidades, por ejemplo, la sal metálica puede comprender un carbonato, hidróxido, haluro, nitrato, sulfato, fosfato y/o silicato (por ejemplo, ortosilicato o metasilicato) de Li, Mg, Na, K, Rb y/o Cs. En algunas modalidades, por ejemplo, la sal metálica puede comprender un hidróxido, haluro y/o fosfato de Li, Na, K, Rb, Cs, Fr y/o Mg. Por ejemplo, en algunas modalidades, la sal metálica puede comprender un hidróxido, haluro y/o fosfato de Li, Na, K y/o Mg. En algunas modalidades, por ejemplo, la sal metálica puede comprender un hidróxido, haluro y/o fosfato de Li, Na y/o K.
En algunas modalidades, la concentración de iones de litio en la composición que contiene litio puede ser de 0,02 g a 12 g por 1000 g de solución. Por ejemplo, la concentración de litio en la composición puede ser de 1 g a 2 g por 1000 g de solución. Adicionalmente, cuando están presentes otros iones del Grupo IA o del Grupo 1 (por ejemplo, iones de sodio y/o potasio), la concentración de esos iones en la composición que contiene litio puede ser, por ejemplo, de 0,2 g a 16 g por 1000 g de solución.
Adicionalmente, en algunas modalidades, la composición puede incluir al menos dos sales metálicas, y las al menos dos sales metálicas pueden comprender diferentes aniones y/o cationes entre sí. Por ejemplo, las al menos dos sales metálicas pueden comprender diferentes aniones pero los mismos cationes, o pueden comprender diferentes cationes pero los mismos aniones. En algunas modalidades, por ejemplo, la composición que contiene litio puede incluir el mismo catión pero al menos dos aniones diferentes. Por ejemplo, en algunas modalidades, la composición que contiene litio puede incluir un ion hidróxido, y un ion fosfato y/o haluro.
En algunas modalidades ilustrativas, la composición que contiene litio puede incluir de 0,09 g a aproximadamente 16 g de iones de hidróxido por 1000 g de solución. En algunas modalidades, la composición que contiene litio puede incluir de 0,2 g a 16 g de iones fosfato (por ejemplo, iones fosfato (PO43-), iones dihidrógeno fosfato (H2PO4-), y/o iones pirofosfato (P2O74-), o fosfatos orgánicos, tales como aquellos ofrecidos bajo el nombre Dequest, disponibles de Monsanto (St. Louis, Mo.)) por 1000 g de solución. En algunas modalidades, la composición que contiene litio puede incluir de 0,2 g a 1,5 g de iones haluro (por ejemplo, iones F, que pueden estar presentes en solución como NaF, por ejemplo) por 1000 g de solución. En algunas modalidades, la composición que contiene litio puede incluir iones hidróxido y, o bien, iones haluro o iones fosfato, y en otras modalidades, la composición que contiene litio puede incluir iones hidróxido, iones de haluro e iones de fosfato. En algunas modalidades, la composición que contiene litio también puede incluir iones de carbonato, por ejemplo, de 0,05 g a 12 g de iones de carbonato por 1000 g de solución, o de 1 g a 2 g de iones de carbonato por 1000 g de solución.
Adicionalmente, en algunas modalidades, la composición de litio puede incluir Li y otro elemento del Grupo IA o del Grupo 1, tal como, por ejemplo, Na. En algunas modalidades, por ejemplo, el catión metálico se proporciona en la composición en forma de una sal metálica tal como una sal de Li, una sal de Mg, una sal de Na, una sal de K, una sal de Rb y/o una sal de Cs. En algunas modalidades, la solución que contiene litio es alcalina. Por ejemplo, en algunas modalidades, la composición que contiene litio puede incluir una combinación de hidróxido de litio y pirofosfato de sodio en una solución acuosa.
Adicionalmente, en algunas modalidades, la composición que contiene litio puede incluir una fuente de elementos de transición. La fuente de elementos de transición puede incluir un elemento de transición, tal como se define ese término anteriormente, y un anión. El anión en la fuente del elemento de transición puede ser un anión como se describió anteriormente con respecto a las sales metálicas en la composición que contiene permanganato, o un anión como se describió anteriormente con respecto a la fuente de litio en la composición que contiene litio. Por ejemplo, en algunas modalidades, la fuente del elemento de transición puede incluir zinc, zirconio o similares como el elemento de transición, y fosfato como anión. Por ejemplo, en algunas modalidades, la composición que contiene litio incluye de 0,1 a 5 g por 4 litros (o 0,025 a 1,25 g por 1 L), por ejemplo, 1 g por 4 litros (o 0,25 g por 1 L), de la fuente de elementos de transición, por ejemplo, fosfato de Zn. En algunas modalidades, por ejemplo, modalidades que incluyen Zn, la composición que contiene litio puede incluir cantidades inferiores de la fuente de elementos de transición, por ejemplo, 0,08 g por 1 L.
En algunas modalidades, la composición que contiene litio puede estar sustancialmente libre de metales de transición, cromatos, otros metalatos y agentes oxidantes. Por ejemplo, en algunas modalidades, la composición que contiene litio puede estar sustancialmente libre de otros metales que los del Grupo IA o del Grupo 1, y en otras modalidades, la composición que contiene litio puede estar sustancialmente libre de otros metales que los del Grupo IA o Grupo 1 y Mg. Como se usa en la presente descripción, el término "sustancialmente" se usa como un término de aproximación, y no como un término de grado. En consecuencia, el término "sustancialmente libre", tal como se usa en la presente descripción, indica que la cantidad de metales (por ejemplo, metales de transición) en la composición es insignificante, de manera que si tales metales están presentes en la composición, es como una impureza incidental.
En algunas modalidades, la composición puede ser una composición de recubrimiento acuosa, y por lo tanto, la composición puede incluir además un portador acuoso que puede comprender opcionalmente uno o más solventes orgánicos. Los ejemplos no limitantes de tales solventes adecuados incluyen propilenglicol, etilenglicol, glicerol, alcoholes de bajo peso molecular y similares. Cuando se usa, el solvente orgánico puede estar presente en la composición en una cantidad de 1 g a 20 g de solvente por litro de composición, y el resto del portador es agua. Por ejemplo, en algunas modalidades, el solvente orgánico puede estar presente en la composición en una cantidad de 8,33 g de solvente por litro de composición, y el resto del portador es agua. En algunas modalidades, por ejemplo, el solvente orgánico puede estar presente en la composición en una cantidad de 30 g a 400 g de solvente por 12 litros de composición, y el resto del portador es agua. Por ejemplo, en algunas modalidades, el solvente orgánico puede estar presente en la composición en una cantidad de 100 g a 200 g de solvente por 12 litros de composición, por ejemplo, 107 g de solvente por 12 litros de composición, y el resto del portador es agua. En algunas modalidades, sin embargo, el portador acuoso es principalmente agua, por ejemplo, agua desionizada. El portador acuoso se proporciona en una cantidad suficiente para proporcionar a la composición las concentraciones de los iones metálicos y aniones descritos en la presente descripción.
La concentración de la fuente de litio en la composición puede ser cualquier cantidad adecuada para proporcionar las concentraciones de los aniones discutidos anteriormente. Por ejemplo, en algunas modalidades, la concentración de la fuente de litio en la composición puede ser 0,008 por ciento en peso hasta el límite de solubilidad de la fuente de litio en el portador. En algunas modalidades, por ejemplo, la fuente de litio puede estar presente en la composición en una concentración de 1 g a 2 g por 1000 g de la composición. En algunas modalidades, la fuente de litio puede estar presente en la composición en una concentración de 0,05 g a 12 g por 1000 g de la composición. En algunas modalidades de la presente invención, la composición que contiene litio puede comprender además uno o más aditivos para promover la resistencia a la corrosión, la adherencia al sustrato metálico, la adherencia de recubrimientos subsecuentes y/o para proporcionar otro efecto estético o funcional deseado. Un aditivo, si se usa, puede estar presente en la composición en una cantidad de 0,01 por ciento en peso hasta 80 por ciento en peso en base al peso total de la composición. Por ejemplo, en algunas modalidades, el aditivo (por ejemplo, un surfactante) puede estar presente en la composición que contiene litio en una concentración de 0,015 g a 5 g por 1000 g de solución. En algunas modalidades, el aditivo (por ejemplo, un surfactante y/o polivinilpirrolidona) puede estar presente en la composición que contiene litio en una concentración de 0,15 g a 1 g por 1000 g de solución.
Los aditivos adecuados pueden incluir un componente sólido o líquido mezclado con la composición con el propósito de afectar una o más propiedades de la composición. El aditivo puede incluir, por ejemplo, un compuesto azol (tal como aquellos descritos anteriormente con respecto a la composición que contiene permanganato), un surfactante, que puede ayudar a humedecer el sustrato metálico y/u otros aditivos que pueden ayudar en el desarrollo de una propiedad superficial particular, tal como una superficie rugosa o lisa. Otros ejemplos no limitantes de aditivos adecuados incluyen alcoholes, co-inhibidores, sales de litio, agentes de control de flujo, agentes tixotrópicos tales como arcilla de bentonita, gelatinas, celulosa, agentes antigases, agentes desengrasantes, agentes antiespumantes, cosolventes orgánicos, catalizadores, tintes, aminoácidos, compuestos a base de urea, agentes formadores de complejos, estabilizadores de valencia, y similares, así como también otros auxiliares habituales. Los aditivos adecuados se conocen en la técnica de formular composiciones para recubrimientos de superficies y pueden usarse en las composiciones de acuerdo con las modalidades de la presente invención, como entenderán los expertos en la técnica con referencia a esta descripción.
Como se discutió anteriormente, en algunas modalidades, la composición que contiene litio puede comprender adicionalmente un surfactante (tal como, por ejemplo, un surfactante aniónico, no iónico y/o catiónico), una mezcla de surfactantes, o una solución acuosa de tipo detergente. Los ejemplos no limitantes de algunos surfactantes adecuados disponibles comercialmente incluyen Dynol 604 y Carbowet DC-01 (ambos disponibles de Air Products & Chemicals, Inc., Allentown, PA), y Triton X-100 (disponible de The Dow Chemical Company, Midland MI). El surfactante, mezcla de surfactantes, o solución acuosa de tipo detergente puede estar presente en la composición en una cantidad de 0,015 g a 5 g por 1000 g de solución. Por ejemplo, el surfactante, mezcla de surfactantes, o solución acuosa de tipo detergente puede estar presente en la composición en una cantidad de 0,015 g a 1 g por 1000 g de solución. En una modalidad, la composición que tiene un surfactante, una mezcla de surfactantes, o una solución acuosa de tipo detergente puede usarse para combinar una etapa de limpieza de sustrato metálico y una etapa de recubrimiento de conversión en un proceso.
Como también se discutió anteriormente, la composición que contiene litio también puede contener otros componentes y aditivos tales como, pero no se limitan a, carbonatos, surfactantes, quelantes, espesantes, alantoína, polivinilpirrolidona, haluros, compuestos azol (tal como los descritos anteriormente, por ejemplo, 2,5-dimercapto-1,3,4-tiadiazol) y/o promotores de adherencia. Por ejemplo, en algunas modalidades, la composición puede comprender además alantoína, polivinilpirrolidona, surfactantes, y/u otros aditivos y/o coinhibidores.
En algunas modalidades, la composición que contiene litio puede incluir además un compuesto indicador, tales como aquellos descritos anteriormente con respecto al compuesto que contiene permanganato. El compuesto indicador puede estar presente en la composición en una cantidad de aproximadamente 0,0001 a 3 g por litro de composición. Por ejemplo, en algunas modalidades, el compuesto indicador puede estar presente en la composición en una cantidad de 0,0001 g a 1 g por litro de composición. En algunas modalidades, por ejemplo, el compuesto indicador puede estar presente en la composición en una cantidad de 0,082 g a 0,0132 g por litro de composición. Por ejemplo, en algunas modalidades de la presente invención, la composición que contiene litio puede incluir una solución acuosa que incluye hidróxido de litio (LiOH), dihidrógeno fosfato de litio (LH2PO4), y un surfactante. En otras modalidades de ejemplo, la composición que contiene litio puede incluir una solución acuosa que incluye hidróxido de litio (LiOH), fosfato de sodio o pirofosfato (Na3PO4 o Na4P2O7), y un surfactante.
En aún otra modalidad de ejemplo más, la composición que contiene litio puede incluir un portador acuoso alcalino, un ion litio, otro ion de elemento del Grupo IA o del Grupo 1, un ion carbonato, un ion hidróxido, un ion fosfato y, opcionalmente, un aditivo (por ejemplo, un surfactante, un quelante, un espesante, alantoína, polivinilpirrolidona, 2,5-dimercaptor-1,3,4-tiadiazol, un haluro (por ejemplo, F), un silano promotor de la adherencia, y/o un alcohol). Por ejemplo, en algunas modalidades, la composición que contiene litio puede incluir una solución acuosa que incluye carbonato de litio (Li2CO3), hidróxido de sodio (NaOH), fosfato de sodio (Na3PO4), un surfactante y, opcionalmente, polivinilpirrolidona.
En otra modalidad de ejemplo, la composición que contiene litio puede incluir un portador acuoso alcalino, un ion litio, un ion hidróxido, un ion haluro (por ejemplo, F), y opcionalmente, un aditivo (por ejemplo, un carbonato, un surfactante, un quelante, un espesante, alantoína, polivinilpirrolidona, 2,5-dimercaptor-1,3,4-tiadiazol, un haluro (por ejemplo, F), un silano promotor de la adherencia, y/o un alcohol). Por ejemplo, en algunas modalidades, la composición que contiene litio puede incluir una solución acuosa que incluye hidróxido de litio (LiOH), fluoruro de sodio (NaF), y un surfactante.
En algunas modalidades, la composición que contiene litio puede incluir de 0,05 g a 12 g de Li2CO3, y suficiente agua para fabricar 1 L de composición. Por ejemplo, en algunas modalidades, la composición que contiene litio puede incluir de 1 g a 2 g de Li2CO3, y suficiente agua para fabricar 1 L de composición.
De acuerdo con algunas modalidades, la composición que contiene litio puede incluir de 0,05 g a 12 g de Li2CO3, 1 g a 20 g de etanol, y suficiente agua para fabricar 1 L de composición. Por ejemplo, en algunas modalidades, la composición que contiene litio puede incluir de 1 g a 2 g de Li2CO3, 8,33 g de etanol, y suficiente agua para fabricar 1 L de composición.
En algunas modalidades, la composición que contiene litio puede incluir de 0,05 g a 12 g de Li2CO3, 0,0001 g a 1 g de un compuesto indicador, y suficiente agua para fabricar 1 L de composición. Por ejemplo, en algunas modalidades, la composición que contiene litio puede incluir de 1 g a 2 g de Li2CO3, 0,082 g a 0,0132 g de un compuesto indicador, y suficiente agua para fabricar 1 L de composición.
Como se discutió anteriormente, en algunas modalidades, la composición que contiene litio puede ser alcalina, es decir, tener un pH superior a 7. Por ejemplo, en algunas modalidades, la composición de litio puede tener un pH superior a 10. Adicionalmente, en algunas modalidades, la temperatura de la composición, cuando se aplica a un sustrato, puede ser de 15 °C a 120 °C, por ejemplo, de 15 °C a 25 °C (o temperatura ambiente).
Las composiciones que contienen litio descritas en la presente descripción pueden usarse junto con las composiciones que contienen permanganato para recubrir sustratos metálicos con el fin de inhibir la corrosión. El sustrato metálico se recubre o trata primero con las composiciones que contienen permanganato, y luego se recubre o trata con el compuesto que contiene litio. Se describen más abajo con más detalle, las modalidades de métodos para recubrir un sustrato metálico.
Sustratos
De acuerdo con la invención, un sustrato metálico (por ejemplo, un sustrato de aluminio o aleación de aluminio) puede comprender una superficie que se pone en contacto con la composición que contiene permanganato, y opcionalmente, la composición que contiene litio de acuerdo con las modalidad de la invención. Los ejemplos no limitantes de sustratos adecuados incluyen sustratos de aluminio, zinc, hierro, y/o magnesio. Los ejemplos no limitantes adicionales de sustratos metálicos adecuados incluyen aleaciones de aluminio con alto contenido de cobre, tal como Aluminio 2024.
De acuerdo con algunas modalidades, el sustrato metálico puede pretratarse antes de poner en contacto el sustrato metálico con la composición que contiene permanganato y la composición que contiene litio descritas anteriormente. Como se usa en la presente descripción, el término "pretratamiento" se refiere a la modificación de la superficie del sustrato antes del procesamiento subsecuente. Tal modificación de la superficie puede incluir una o más operaciones, que incluyen, pero no se limitan a limpieza (para eliminar impurezas y/o suciedad de la superficie), desoxidación, y/o aplicación de una solución o recubrimiento, como se conoce en la técnica. El pretratamiento tiene uno o más beneficios, tales como la generación de una superficie metálica de partida más uniforme, la adherencia mejorada de un recubrimiento subsecuente al sustrato pretratado, y/o la modificación de la superficie de partida de tal manera que se facilite la deposición de la composición subsecuente.
De acuerdo con algunas modalidades, el sustrato metálico puede prepararse al tratar en primer lugar con solvente el sustrato metálico, antes de poner en contacto el sustrato metálico con la composición que contiene permanganato y la composición que contiene litio. Como se usa en la presente descripción, el término "tratamiento con solvente" se refiere a enjuagar, limpiar, pulverizar, o sumergir el sustrato en un solvente que ayuda a eliminar las tintas, aceites, etc. que pueden estar en la superficie metálica. Alternativamente, el sustrato metálico puede prepararse al desengrasar el sustrato metálico mediante el uso de métodos desengrasantes convencionales antes de entrar en contacto el sustrato metálico con la composición que contiene permanganato y/o la composición que contiene litio. El sustrato metálico puede pretratarse mediante tratamiento con solvente del sustrato metálico. Luego, el sustrato metálico puede pretratarse al limpiar el sustrato metálico con un limpiador o desengrasante alcalino. Algunos ejemplos no limitantes de limpiadores/desengrasantes alcalinos adecuados incluyen la línea de productos "Serie DFM" disponible de PRC-DeSoto International, Inc., Sylmar, CA. Estos Productos son agentes de grabado o desengrasantes alcalinos, y algunos Productos ilustrativos incluyen DFM4 y DFM10 (ambos fabricados por PRC-DeSoto International, Inc., Sylmar, CA). Otros ejemplos no limitantes de composiciones desengrasantes adecuadas incluyen RECC 1001 y 88X002 (ambos fabricados por PRC-DeSoto International, Inc., Sylmar, California).
El sustrato metálico puede desoxidarse opcionalmente después de desengrasar el sustrato. Alternativamente, no es necesario desengrasar el sustrato metálico, pero puede desoxidarse antes de la aplicación de la composición que contiene permanganato y la composición que contiene litio. Una composición desoxidante ilustrativa puede comprender un ácido (por ejemplo, ácido nítrico), un quelante y un portador. En una modalidad, el quelante puede comprender ácido ascórbico. En otra modalidad, puede usarse un desoxidante ácido de ácido fosfórico/alcohol isopropílico.
En algunas modalidades, una composición desengrasante/desoxidante puede incluir de 0,5 g a 5 g de NaOH, 0,5 g a 20 g de fosfato de sodio, 0,001 g a 5 g de polivinilpirrolidona, 0,001 a 5 g de alantoína, 0,05 a 10 g de 1-[2-(dimetilamino)etil]-1H-tetrazol-5-tiol (DMTZ), 0,01 g a 20 g de surfactante Carbowet® DC01 de Air Products, y suficiente agua para fabricar 1 L de solución. En otra modalidad, una composición desengrasante/desoxidante puede incluir de 0,5 a 20 g de hidróxido de potasio, 0,05 a 10 g de polifosfato de potasio, 0,5 a 25 g de silicato de potasio, 0,5 a 20 g de DCOI, y suficiente agua para fabricar 1 L de solución. En aún otra modalidad, una composición desengrasante/desoxidante puede incluir de 0,5 a 20 g de hidróxido de sodio, 0,05 a 20 g de fosfato de sodio, 0,0005 a 5 g de Start Right® (un acondicionador de agua disponible de United Pet Group, Inc., Madison, WI), 0,5 a 20 g de surfactante Carbowet® DC01 de Air Products, y suficiente agua para fabricar 1 L de solución. De acuerdo con algunas modalidades, una composición desengrasante/desoxidante puede incluir de 50 a 500 ml de butanol, 50 a 500 ml de isopropanol, 0,01 a 5 ml de ácido fosfórico, y suficiente agua para fabricar 1 litro de solución. En algunas modalidades, por ejemplo, una composición desengrasante/desoxidante puede incluir de 0,05 a 5 g de ácido ascórbico, 5 a 200 ml de ácido nítrico, y suficiente agua para fabricar 1 litro de solución. Un ejemplo no limitante de una composición desengrasante/desoxidante adecuada es Deft Clean 4000 disponible de PRC-DeSoto International, Inc., Sylmar, CA.
En una modalidad, el sustrato metálico puede tratarse con un agente formador de óxido antes del tratamiento con la composición que contiene permanganato y la composición que contiene litio. Los agentes formadores de óxido ilustrativos pueden comprender sales de litio y/o aluminio. En algunas modalidades, el tratamiento con el agente formador de óxido puede comprender la inmersión del sustrato metálico en agua hirviendo.
En algunas modalidades, el sustrato metálico puede pretratarse al desoxidar mecánicamente el metal antes de aplicar la composición sobre el sustrato metálico. Un ejemplo no limitante de un desoxidante mecánico típico es el raspado uniforme de la superficie mediante el uso de una almohadilla Scotch-Brite o dispositivo similar.
De acuerdo con algunas modalidades, el sustrato metálico puede ser pretratado al limpiar con solvente el metal antes de aplicar la composición que contiene permanganato y la composición que contiene litio al sustrato metálico. Los ejemplos no limitantes de solventes adecuados incluyen metiletilcetona (MEK), metilpropilcetona (MPK), acetona, y similares.
Los procedimientos opcionales adicionales para preparar el sustrato metálico incluyen el uso de un abrillantador de superficies, tal como un decapado ácido o un grabado ácido ligero, o un eliminador de manchas.
El sustrato metálico puede enjuagarse con o bien, agua corriente, o con agua destilada/desionizada entre cada una de las etapas de pretratamiento, y puede enjuagarse bien con agua destilada/desionizada y/o alcohol después del contacto con la composición que contiene permanganato y/o la composición que contiene litio de acuerdo con las modalidades de la presente invención. Sin embargo, de acuerdo con algunas modalidades de la presente invención, algunos de los procedimientos de pretratamiento y enjuagues descritos anteriormente pueden no ser necesarios antes o después de la aplicación de la composición de acuerdo con las modalidades de la presente invención. Por ejemplo, en algunas modalidades, el sustrato metálico puede tratarse con un desengrasante y luego enjuagarse. En otras modalidades, el sustrato metálico puede tratarse con un desoxidante (por ejemplo, un desoxidante ácido) y luego enjuagar. En aún otras modalidades, el sustrato metálico puede tratarse con un desengrasante y luego enjuagarse, y luego tratarse con un desoxidante y luego enjuagarse. Adicionalmente, este proceso de limpieza puede realizarse en un proceso combinado, o puede realizarse en múltiples procesos. Por ejemplo, en algunas modalidades, el sustrato metálico puede tratarse con un desengrasante alcalino seguido de un enjuague, y luego seguido de un tratamiento con un desoxidante ácido antes del tratamiento con la composición que contiene permanganato y la composición que contiene litio descritas anteriormente.
De acuerdo con otra modalidad de la presente invención, el sustrato metálico puede tratarse con un desoxidante ácido que comprende un ácido (por ejemplo, ácido nítrico) y un quelante metálico antes del tratamiento con la composición que contiene permanganato. Un ejemplo del quelante metálico es la vitamina C. En algunas modalidades, por ejemplo, el desoxidante ácido puede incluir de 10 g a 500 g de un ácido (por ejemplo, ácido nítrico), de 0,1 g a 15 g de un quelante (por ejemplo, ácido ascórbico), y suficiente agua para fabricar 1 L de solución. Por ejemplo, en algunas modalidades, el desoxidante ácido puede incluir 70 g a 200 g de un ácido, 0,5 g a 3 g de un quelante, y suficiente agua para hacer 1 L de solución.
Una vez que el sustrato metálico ha sido pretratado apropiadamente, si se desea, la composición que contiene permanganato de acuerdo con las modalidades de la presente invención se deja entrar en contacto con al menos una porción de la superficie del sustrato metálico. El sustrato metálico puede ponerse en contacto con la composición mediante el uso de cualquier técnica convencional, tal como la inmersión, pulverización, o esparcido mediante el uso de una brocha, rodillo o similar. Con respecto a la aplicación mediante pulverización, pueden usarse técnicas de pulverización convencionales (automáticas o manuales) y equipos usados para pulverización con aire. En otras modalidades, la composición puede aplicarse mediante el uso de un sistema de recubrimiento electrolítico.
Después de poner en contacto el sustrato metálico con la composición que contiene permanganato, el sustrato metálico puede opcionalmente secarse al aire. Sin embargo, no es necesario secar el sustrato, y en algunas modalidades, se omite el secado. Tampoco se requiere un enjuague, pero puede realizarse si se desea.
De acuerdo con algunas modalidades, el sustrato metálico puede prepararse primero mediante abrasión mecánica y luego limpiarse con un paño húmedo para eliminar la suciedad. El sustrato puede entonces opcionalmente secarse al aire antes de la aplicación. Sin embargo, no es necesario secar el sustrato, y en algunas modalidades, se omite el secado. A continuación, la composición que contiene permanganato se aplica al sustrato metálico y opcionalmente se deja secar, por ejemplo, en ausencia de calor mayor que la temperatura ambiente. Sin embargo, no se requiere secado y, en algunas modalidades, se omite el secado. El sustrato no necesita ser enjuagado, y el sustrato metálico luego se recubre adicionalmente con las composiciones que contienen litio descritas anteriormente, y luego puede recubrirse adicionalmente con recubrimientos de conversión, imprimaciones y/o capas superiores para lograr un sustrato con un recubrimiento acabado.
Cuando la composición se aplica al sustrato metálico por inmersión, los tiempos de inmersión pueden variar desde unos pocos segundos hasta múltiples horas, por ejemplo, menos de 30 minutos o tres minutos o menos. En algunas modalidades, por ejemplo, el tiempo de inmersión puede ser de 2 a 10 minutos o de 2 a 5 minutos. Cuando la composición se aplica al sustrato metálico mediante el uso de una aplicación por pulverización, la composición se pone en contacto con al menos una porción del sustrato mediante el uso de métodos convencionales de aplicación por pulverización. El tiempo de permanencia en que la composición permanece en contacto con el sustrato metálico puede variar desde unos pocos segundos hasta múltiples horas, por ejemplo menos de 30 minutos o tres minutos o menos. Por ejemplo, en algunas modalidades, el tiempo de permanencia puede ser de 2 a 10 minutos o de 2 a 5 minutos. Como se discutió anteriormente, la composición que contiene permanganato puede tener un pH de 2 a 14, por ejemplo, de 4 a 10.
Las composiciones que contienen permanganato también pueden aplicarse mediante el uso de otras técnicas conocidas en la técnica, tal como la aplicación mediante frotamiento. De nuevo, el tiempo de permanencia en que la composición permanece en contacto con el sustrato metálico puede variar desde unos pocos segundos hasta múltiples horas, por ejemplo, menos de 30 minutos o tres minutos o menos. Por ejemplo, en algunas modalidades, el tiempo de permanencia puede ser de 2 a 10 minutos o de 2 a 5 minutos.
Después de poner en contacto el sustrato metálico con la composición que contiene permanganato, el sustrato puede opcionalmente secarse al aire, y luego enjuagarse con agua corriente o agua destilada/desionizada. Alternativamente, después de poner en contacto el sustrato metálico con la composición que contiene permanganato, el sustrato metálico puede enjuagarse con agua corriente o agua destilada/desionizada, y luego subsecuentemente, secar al aire (si se desea). Sin embargo, no es necesario secar el sustrato, y en algunas modalidades, se omite el secado. Adicionalmente, como indicó anteriormente, no es necesario enjuagar el sustrato, y luego el sustrato metálico se recubre con la composición que contiene litio descrita anteriormente, y luego puede recubrirse aún más con recubrimientos de conversión, imprimaciones y/o capas superiores para lograr un sustrato con un recubrimiento adicional. En consecuencia, en algunas modalidades puede omitir este enjuague subsecuente.
En algunas modalidades, la composición que contiene permanganato de acuerdo con las modalidad de la invención puede aplicarse al sustrato metálico durante 1 a 10 minutos (por ejemplo, de 2 a 5 minutos), y la superficie del sustrato metálico puede mantenerse húmeda volviendo a aplicar la composición. Luego, la composición se deja secar opcionalmente, por ejemplo en ausencia de calor mayor que la temperatura ambiente, durante 5 a 10 minutos (por ejemplo, 7 minutos) después de la última aplicación de la composición. Sin embargo, no es necesario dejar que el sustrato se seque y, en algunas modalidades, se omite el secado. Por ejemplo, de acuerdo con algunas modalidades, puede usarse un solvente (por ejemplo, alcohol) para enjuagar el sustrato, lo que permite la omisión de una etapa de secado. Alternativamente, el sustrato metálico puede enjuagarse con agua desionizada (por ejemplo, durante 2 minutos) y opcionalmente, puede dejarse secar.
Después de la etapa de secado (si se realiza), el sustrato metálico puede ponerse en contacto con la composición que contiene litio descrita anteriormente durante 2 a 10 minutos, por ejemplo, 2 a 3 minutos. En algunas modalidades, por ejemplo, la composición de litio incluye la fuente de litio, el portador, y un compuesto azol. Al tratar el sustrato metálico primero con una composición que contiene permanganato, seguido de la aplicación de la composición que contiene litio que incluye un compuesto azol, el resultado es una reacción favorable sobre el sustrato del sustrato tratado con permanganato metálico. A continuación, la composición que contiene litio puede secarse sobre el sustrato (si se desea), o, opcionalmente, puede enjuagarse del sustrato.
Después de la etapa de secado (si se realiza) después de la aplicación de la composición que contiene litio, el sustrato metálico puede recubrirse con un recubrimiento de conversión, por ejemplo, un recubrimiento de conversión de tierras raras, tal como un recubrimiento de conversión a base de cerio o itrio. Los ejemplos de tales recubrimientos incluyen aquellos que tienen sales de cerio y/o itrio. Además de los recubrimientos de tierras raras, puede usarse cualquier química de recubrimiento de conversión adecuada, tal como, por ejemplo, aquellas que son capaces de formar un precipitado tras un cambio en el pH. Los ejemplos no limitantes de tales recubrimientos químicos incluyen cromo trivalente, tal como Alodine 5900 (disponible de Henkel Technologies, Madison Heights, MI), zirconio, tal como Alodine 5900 (disponible de Henkel Technologies, Madison Heights, MI), recubrimientos solgel, tal como aquellos vendidos bajo el nombre DesoGel™ (disponibles de PRC-DeSoto International, Inc. de Sylmar, CA), recubrimientos de cobalto, recubrimientos de vanadato, recubrimientos de molibdato, recubrimientos de permanganato, y similares, así como también combinaciones, tales como, pero no se limitan a Y y Zr. El recubrimiento de conversión (por ejemplo, un recubrimiento de conversión de tierras raras) puede aplicarse al sustrato metálico durante 5 minutos. No es necesario enjuagar el sustrato, y a continuación, el sustrato metálico puede recubrirse además con imprimaciones y/o capas superiores para lograr un sustrato con un recubrimiento acabado.
De acuerdo con algunas modalidades, un método para tratar un sustrato incluye limpiar el sustrato mediante la aplicación de una composición limpiadora al sustrato. La composición limpiadora puede ser ácida o alcalina. En algunas modalidades, por ejemplo, la limpieza del sustrato puede incluir la aplicación de una composición limpiadora ácida al sustrato y/o la aplicación de una composición limpiadora alcalina al sustrato. La composición limpiadora ácida puede incluir, por ejemplo, un desoxidante ácido, tal como los descritos anteriormente. Adicionalmente, la composición limpiadora alcalina puede incluir, por ejemplo, un desengrasante alcalino, tal como los descritos anteriormente. La composición limpiadora ácida y/o alcalina puede aplicarse sobre el sustrato en los tiempos y bajo las condiciones descritas anteriormente con respecto a los desoxidantes y desengrasantes.
El método puede incluir además enjuagar el sustrato después de limpiarlo con la composición ácida y/o la composición alcalina. Puede realizarse un solo enjuague, o pueden realizarse múltiples enjuagues. Por ejemplo, en algunas modalidades, pueden realizarse dos enjuagues. Cada enjuague puede incluir, por ejemplo, un enjuague con agua desionizada.
Adicionalmente, el método puede incluir la aplicación de una primera composición que comprende una fuente de permanganato y un primer portador al sustrato limpio. La primera composición puede incluir la fuente de permanganato y el portador en las cantidades y concentraciones discutidas anteriormente con respecto a la composición que contiene permanganato. También, la primera composición puede incluir las composiciones de permanganato descritas anteriormente. Sin embargo, la primera composición no necesita incluir todos los componentes descritos anteriormente con respecto a la composición que contiene permanganato. Por ejemplo, en algunas modalidades, la primera composición incluye la fuente de permanganato y el portador, pero no incluye una sal metálica adicional como un inhibidor de la corrosión. De hecho, en algunas modalidades, la primera composición "consiste en" o "consiste esencialmente en" la fuente de permanganato y el portador. Como se usa en la presente descripción, el término "consiste en" se usa para excluir todos los componentes no incluidos en la lista, excepto las impurezas normales, o naturales, y el término "consiste esencialmente en" se usa para excluir todos los componentes no incluidos en la lista que no afectan materialmente el rendimiento del primera composición. Por ejemplo, en algunas modalidades, el término "consiste esencialmente en relación con la primera composición excluye componentes tales como sales metálicas adicionales (es decir, distintas de la fuente de permanganato), compuestos azol, y otros aditivos. La primera composición puede aplicarse al sustrato durante los tiempos y bajo las condiciones descritas anteriormente con respecto a la composición que contiene permanganato.
El método también puede incluir el enjuague del sustrato después de la aplicación de la primera composición. Puede realizarse un solo enjuague, o pueden realizarse múltiples enjuagues. Por ejemplo, en algunas modalidades, pueden realizarse dos enjuagues. Cada enjuague puede incluir, por ejemplo, un enjuague con agua desionizada.
Además, el método puede incluir la aplicación de una segunda composición que comprende una fuente de litio y un segundo portador al sustrato tratado con permanganato. La segunda composición puede incluir la fuente de litio y el segundo portador en las cantidades y concentraciones discutidas anteriormente con respecto a la composición que contiene litio. También, la segunda composición puede incluir las composiciones que contienen litio descritas anteriormente. Por ejemplo, en algunas modalidades, la segunda composición puede incluir la fuente de litio, el segundo portador, y un compuesto indicador (por ejemplo, violeta de catecol) y/o un compuesto azol (por ejemplo, 2,5-dimercapto-1,3,4-tiadiazol, 1H-benzotriazol, 1H-1,2,3-triazol, 2-amino-5-mercapto-1,3,4-tiadiazol, y/o 2-amino-1,3,4-tiadiazol). Cuando se incluye en la segunda composición, el compuesto indicador y/o el compuesto azol pueden estar presentes en las cantidades y concentraciones descritas anteriormente con respecto a esos componentes en la composición que contiene litio.
Los siguientes ejemplos se proporcionan sólo con propósitos ilustrativos y no pretenden limitar el alcance de la presente invención.
Ejemplo 1 (comparativo) - Composición que contiene permanganato
Se preparó una solución (Soln 0) al mezclar 4,5 g de permanganato de potasio (KMnO4) en suficiente agua desionizada para fabricar 12 litros.
Ejemplo 2 - Composición que contiene permanganato
Se preparó una solución (Soln 1) al mezclar 4,5 g de permanganato de potasio (KMnO4) y 0,5 g de nitrato de cerio (Ce(NOa)a) en suficiente agua desionizada para fabricar 12 litros.
Ejemplo 3 (comparativo) - Composición que contiene permanganato
Se preparó una solución (Soln 2) al mezclar 4,5 g de permanganato de potasio (KMnO4) y 0,5 g de 1H-benzotriazol (BTA) en suficiente agua desionizada para fabricar 12 litros.
Ejemplo 4 (comparativo) - Composición que contiene permanganato
Se preparó una solución (Soln 3) al mezclar 4,5 g de permanganato de potasio (KMnO4) y 0,5 g de peróxido de hidrógeno (H2O2) en suficiente agua desionizada para fabricar 12 litros.
Ejemplo 5 (comparativo) - Composición que contiene permanganato
Se preparó una solución (Soln 4) al mezclar 30 g de permanganato de potasio (KMnO4) en suficiente agua desionizada para fabricar 12 litros.
Ejemplo 6 - Composición que contiene litio
Se preparó una solución (SIB) al mezclar 12 g de carbonato de litio (Li2CO3) en suficiente agua desionizada para fabricar 12 litros.
Ejemplo 7 - Composición que contiene litio
Se preparó una solución (SIB-CV) al mezclar 4,5 g de carbonato de litio (Li2CO3), y 0,158 g de violeta de catecol en suficiente agua desionizada para fabricar 12 litros.
Ejemplo 8 - Composición que contiene litio
Se preparó una solución (SIC) al mezclar 18,4 g de carbonato de litio (Li2CO3) en suficiente agua desionizada para fabricar 12 litros.
Ejemplo 9 - Composición que contiene litio
Se preparó una solución (SIC-BTA) al mezclar 18,4 g de carbonato de litio (Li2CO3), y 1 g de 1H-benzotriazol (BTA) en suficiente agua desionizada para fabricar 12 litros.
Ejemplo 10 - Composición que contiene litio
Se preparó una solución (SIC-CV) al mezclar 18,4 g de carbonato de litio (Li2CO3), y 0,158 g de violeta de catecol en suficiente agua desionizada para fabricar 12 litros.
Ejemplo 11 - Composición que contiene litio
Se preparó una solución (S2B) al mezclar 12 g de carbonato de litio (Li2CO3), y 100 g de etanol en suficiente agua desionizada para fabricar 12 litros.
Ejemplo 12 - Composición que contiene litio
Se preparó una solución (S2C) al mezclar 18,4 g de carbonato de litio (Li2CO3), y 100 g de etanol en suficiente agua desionizada para fabricar 12 litros.
Las composiciones preparadas de acuerdo con los Ejemplos 1 a 12 se recubrieron sobre paneles de aluminio y se probaron. En particular, los paneles por triplicado (paneles A, B y C) de Bare A12024-T3 (disponible de Continental Steel & Tube Company, Fort Lauderdale, Florida) se trataron de la manera que se expone más abajo y se muestra en la siguiente Tabla 2. Los paneles se trataron a temperatura ambiente, es decir, aproximadamente a 25 °C. Las abreviaturas de las composiciones de la Tabla 2 se encuentran en las descripciones de los Ejemplos anteriores. Primero, se aplicó un desengrasante a los paneles durante 3,5 minutos. El desengrasante usado fue, o bien, DFM 4 (paneles 1-4), RECC 1001 (paneles 5-8), 88X002 (paneles 9-12 y 21), o DFM 10 (paneles 13-20), todos los cuales están disponibles en PRC-DeSoto International, Inc., Sylmar, CA. Después de la aplicación del desengrasante, cada panel se enjuagó dos veces con agua desionizada durante 2 minutos por enjuague. Luego, la composición que contiene permanganato indicada en la Tabla 2 (es decir, Soln 0, Soln 1, Soln 2, Soln 3 o Soln 4) o RECC 3070 (una composición de recubrimiento de conversión de tierras raras, disponible de PRC-DeSoto International, Inc., Sylmar, CA) se aplicó a cada panel durante 2 minutos o 5 minutos (como se indica en la Tabla).
Luego, cada uno de los paneles se enjuagó con agua desionizada durante 2 minutos. Después del enjuague, se aplicó la composición que contiene litio que se indica en la Tabla 2 (es decir, SIB, SIB-CV, SIC, SIC-BTA, SIC-CV, S2B o S2C) a cada uno de los paneles durante 2 minutos.
Después del tratamiento, se midió el rendimiento de cada uno de los paneles tratados mediante una prueba de niebla salina neutra de 4 días de acuerdo con la norma ASTM B 117. Los paneles de prueba se calificaron de acuerdo con la Escala ELM, que tiene los siguientes parámetros de calificación:
10 Sustancialmente idéntico a cómo entró en la prueba
9 Pasa la norma MIL-C-5541 con menos que o igual a 3 picaduras (con o sin colas) por panel de 3" x 6"
8 Pasa la norma MIL-C-5541 con menos que o igual a 3 picaduras con colas de corrosión blancas (las colas decoloradas están bien) por panel de 3" x 6"
7 >3 picaduras con colas, pero no más de 15 picaduras en total
6 >15 picaduras en total pero < 40 picaduras en total
5 30 % del sustrato está corroído
4 50 % del sustrato está corroído
3 70 % del sustrato está corroído
2 85 % del sustrato está corroído
1 100 % del sustrato está corroído
La calificación ELM para cada panel, reportada como una calificación promedio de los paneles por triplicado (A-C) para cada panel de Usted, se muestra en la Tabla 2, más abajo.
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 Como puede verse en la Tabla 2, los paneles tratados con las composiciones que contienen permanganato y litio de acuerdo con las modalidades de la presente invención exhiben una buena resistencia a la corrosión.
Se probaron paneles adicionales de una manera similar a la descrita anteriormente. Específicamente, los paneles por triplicado (paneles A, B y C) de Bare A12024-T3 (disponible de Continental Steel & Tube Company, Fort Lauderdale, Florida) se trataron de la manera que se expone más abajo y se muestra en la siguiente Tabla 3. Los paneles se trataron a temperatura ambiente, es decir, aproximadamente a 25 °C. Las abreviaturas de las composiciones de la Tabla 3 se encuentran en las descripciones de los Ejemplos anteriores.
Primero, se aplicó un desengrasante a los paneles durante 3,5 minutos. El desengrasante usado fue, o bien, RECC 1001 (paneles 22-29), 88X002 (paneles 38) o DFM 10 (paneles 30-37), todos los cuales están disponibles en PRC-DeSoto International, Inc., Sylmar, CA. Después de la aplicación del desengrasante, cada panel se enjuagó con agua desionizada durante 2 minutos. Luego se aplicó a los paneles una composición desoxidante (es decir, una solución que incluye 1,25 g de ácido ascórbico, 83 mL de ácido nítrico y suficiente agua desionizada para fabricar 1 litro) durante 2,5 minutos, seguido de un enjuague de 2 minutos con agua desionizada. Luego, se aplicó la composición que contiene permanganato de acuerdo con el Ejemplo 2 (es decir, Soln 1) a cada panel durante 2-10 minutos (como se indica en la Tabla 3), seguido de un enjuague de 2 minutos con agua desionizada. Después del enjuague, se aplicó a cada panel la composición que contiene litio listada en la Tabla 3 durante 2-3 minutos (como se indica en la Tabla 3).
Después del tratamiento, se midió el rendimiento de cada uno de los paneles tratados mediante una prueba de niebla salina neutra de 4 días de acuerdo con la norma ASTM B 117. Los paneles de prueba se calificaron de acuerdo con la Escala ELM, descrita anteriormente. La calificación ELM para cada panel, reportada como una calificación promedio de los paneles por triplicado (A-C) para cada panel listado, se muestra en la Tabla 3.
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Como puede verse en la Tabla 3, el método de tratamiento puede afectar el rendimiento del sustrato tratado. Por ejemplo, determinadas combinaciones de desengrasante o desoxidante, soluciones de permanganato, y soluciones de litio muestran un rendimiento de resistencia a la corrosión mejorado en comparación con otras combinaciones. Adicionalmente, aunque determinados paneles (por ejemplo, los paneles 32 y 33) que fueron tratados de manera idéntica pueden registrar clasificaciones ELM diferentes, puede verse que algunos de esos paneles registraron clasificaciones ELM razonablemente altas. Esto indica que el procedimiento de aplicación y las composiciones usadas en estos paneles pueden producir resultados convenientes, y que tal vez hubo una falla o error en el panel de bajo rendimiento que no está relacionado con el método o la secuencia de aplicación, o las composiciones.
Aunque varias modalidades de la presente descripción se han descrito en términos de "que comprende" o "que incluye", las modalidades "que consisten esencialmente en" o "que consisten en" también están dentro del alcance de la presente descripción. En este contexto, "que consiste esencialmente en" significa que cualquier componente adicional en la composición no afectará materialmente la resistencia a la corrosión de un sustrato metálico que incluye la composición.
El plural abarca el singular y viceversa. Por ejemplo, aunque la presente descripción describe "una" fuente de permanganato, puede usarse una mezcla de tales fuentes de permanganato. Cuando se dan intervalos, cualquier punto final de esos intervalos y/o números dentro de esos intervalos puede combinarse dentro del alcance de la presente descripción. El término "que incluye" y términos similares, significan "que incluye, pero no se limita a". De manera similar, como se usa en la presente descripción, los términos "sobre", "aplicado sobre" y "formado sobre" significan sobre, aplicado sobre, o formado sobre, pero no necesariamente en contacto con la superficie. Por ejemplo, una composición "aplicada sobre" un sustrato no impide la presencia de una o más capas o composiciones de recubrimiento intermedias de la misma o diferente composición situadas entre la composición aplicada y el sustrato.
A pesar de que los intervalos numéricos y parámetros que se exponen en la presente descripción pueden ser aproximaciones, los valores numéricos que se exponen en los ejemplos específicos se informan con la mayor precisión posible. Cualquier valor numérico, sin embargo, contiene necesariamente determinados errores inherentes como resultado de la desviación estándar encontrada en sus respectivas mediciones de prueba. La palabra "que comprende" y sus variaciones como se usa en esta descripción y en las reivindicaciones no limitan la descripción para excluir cualquier variante o adición.

Claims (14)

REIVINDICACIONES
1. Una composición para la aplicación a un sustrato metálico, la composición comprende:
un portador;
una fuente de anión permanganato; y
un inhibidor de la corrosión que comprende un catión metálico que comprende un ion de tierra rara presente en una cantidad de 0,0008 a 0,004 por ciento en peso de la composición.
2. La composición de acuerdo con la reivindicación 1, en donde la fuente de anión permanganato comprende una sal de permanganato de metal alcalino y/o una sal de permanganato de metal alcalinotérreo tal como permanganato de potasio.
3. La composición de acuerdo con la reivindicación 1, que comprende además un agente oxidante o un compuesto azol.
4. La composición de acuerdo con la reivindicación 3, en donde el agente oxidante comprende peróxido de hidrógeno o en donde el compuesto azol comprende 2,5-dimercapto-1,3,4-tiadiazol, 1H-benzotriazol, 1H-1,2,3-triazol, 2-amino-5-mercapto-1,3,4-tiadiazol y/o 2-amino-1,3,4-tiadiazol.
5. La composición de acuerdo con la reivindicación 1, en donde el portador comprende un portador acuoso.
6. Un artículo, que comprende:
un sustrato metálico; en donde al menos una porción del sustrato metálico se ha tratado con la composición de acuerdo con la reivindicación 1.
7. El artículo de acuerdo con la reivindicación 6, en donde el sustrato metálico comprende aluminio o el artículo comprende además un recubrimiento sobre al menos una porción del sustrato.
8. Un método para tratar un sustrato metálico, el método comprende:
aplicar una primera composición que comprende la composición de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5 al sustrato para formar una superficie tratada con permanganato; y
aplicar una segunda composición a la superficie tratada con permanganato, la segunda composición comprende una fuente de litio y un segundo portador.
9. El método de acuerdo con la reivindicación 8, en donde la fuente de litio comprende un carbonato de litio, un hidróxido de litio y/o un fosfato de litio.
10. El método de acuerdo con la reivindicación 8, que comprende además aplicar una composición desengrasante y/o una composición desoxidante al sustrato antes de aplicar la primera composición al sustrato.
11. El método de acuerdo con la reivindicación 8, que comprende además:
aplicar una composición limpiadora al sustrato para formar un sustrato limpio;
opcionalmente enjuagar el sustrato limpio antes de aplicar la primera composición;
opcionalmente enjuagar el sustrato tratado con permanganato antes de aplicar la segunda composición.
12. El método de la reivindicación 11, en donde la segunda composición comprende además un compuesto indicador y/o un compuesto azol.
13. El método de la reivindicación 12, en donde el compuesto azol comprende 2,5-dimercapto-1,3,4-tiadiazol, 1H-benzotriazol, 1H-1,2,3-triazol, 2-amino-5-mercapto-1,3,4-tiadiazol y/o 2-amino-1,3,4-tiadiazol.
14. El método de la reivindicación 11, en donde aplicar la composición limpiadora al sustrato comprende aplicar una composición limpiadora ácida al sustrato y/o aplicar una composición limpiadora alcalina al sustrato.
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