ES2958522T3 - Recubrimientos de superficies metálicas para mejorar la capacidad de adherencia y métodos para preparar los mismos - Google Patents
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Abstract
En el presente documento se describen compuestos para usar en composiciones de revestimiento y métodos para usar los mismos. También se describe en el presente documento un método para tratar productos metálicos (por ejemplo, productos de aleación de aluminio), que incluye la aplicación de la composición de recubrimiento a al menos una superficie del producto metálico. En el presente documento se describe además una estructura unida, que incluye el producto de aleación de aluminio revestido y otro metal o aleación. Las composiciones de revestimiento mejoran el rendimiento de unión de las estructuras unidas. (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)
Description
DESCRIPCIÓN
Recubrimientos de superficies metálicas para mejorar la capacidad de adherencia y métodos para preparar los mismos
Campo
La presente divulgación se refiere al campo de recubrimientos de superficies, y de manera más específica, a recubrimientos de superficies metálicas. La presente divulgación también se refiere a compuestos para su uso en las composiciones de recubrimiento de superficies y a métodos para utilizar las composiciones de recubrimiento de superficies.
Antecedentes
Los metales, tales como las aleaciones de aluminio, se emplean con frecuencia en medios que pueden causar que el metal se corroa. Los metales se unen con frecuencia (p. ej., se adhieren) a otros metales, incluyendo metales similares y no similares, durante los procedimientos de fabricación de vehículos de motor, dispositivos electrónicos, industriales y de transporte. La unión de los metales a metales similares y/o no similares, puede inducir corrosión (p. ej., corrosión galvánica), que puede dar como resultado un fallo de adherencia.
El documento EP1852523 A1 se refiere a un recubrimiento protector frente a la corrosión para metales y describe una composición de recubrimiento que comprende un compuesto que incluye un grupo funcional sililo y un grupo hidrófilo de ácido fosfónico. El recubrimiento muestra excelente resistencia a la corrosión, adhesión y resistencia a ácidos y bases.
Compendio
Las realizaciones cubiertas por la invención se definen por las reivindicaciones siguientes, no por este compendio. Este compendio es un visión de conjunto de alto nivel de varios aspectos de la divulgación, e introduce algunos conceptos que se describen adicionalmente en la siguiente sección Descripción Detallada. No se pretende que este compendio identifique las características clave o esenciales de la materia objeto reivindicada, ni se pretende que se utilice de manera aislada para determinar el alcance de la materia objeto reivindicada. La materia objeto deberá entenderse mediante la referencia a las porciones apropiadas de toda la memoria descriptiva de esta divulgación, cualquiera o todos los dibujos, y cada reivindicación.
Se describen en el presente documento, compuestos para su uso en composiciones de recubrimiento y métodos para utilizar las mismas. Un compuesto como se describe en el presente documento, incluye un compuesto de a Fórmula I:
en donde n e y son cada uno, independientemente, un número entero de 1 a 10; L es -S-, -SO<2>-, -O-, -NR- o -N-(CH<2>)p-OP(OH)<2>-, en donde R es H o alquilo sustituido o no sustituido y p es de 1 a 10; R1 y R3 se seleccionan cada uno, independientemente entre H y alquilo sustituido o no sustituido; y R2 se selecciona entre OR4, alquilo sustituido o no sustituido, y fenilo sustituido o no sustituido, en donde R4 es H o alquilo sustituido o no sustituido. Opcionalmente, n e y son cada uno, 1 y/o L es NH. Opcionalmente, R1 y R3 son cada uno, H y R2 es OH. En algunos ejemplos, el compuesto es
También se describen en el presente documento métodos para recubrir una superficie de un sustrato metálico. Un método para recubrir una superficie de un sustrato metálico como se describe en el presente documento, comprende aplicar a una superficie de un sustrato metálico, una composición que comprende un compuesto de la Fórmula I:
en donde n e y son cada uno, independientemente, un número entero de 1 a 10; L es -S-, -SO<2>-, -O-, -NR-, o -N-(CH<2>)p-OP(OH)<2>-, en donde R es H o alquilo sustituido o no sustituido y p es de 1 a 10; R1 y R3 se seleccionan cada uno, independientemente entre H y alquilo sustituido o no sustituido; y R2 se selecciona entre OR4, alquilo sustituido o no sustituido, y fenilo sustituido o no sustituido, en donde R4 es H o alquilo sustituido o no sustituido. Opcionalmente, n e y son cada uno, 1 y/o L es NH. Opcionalmente, R1 y R3 son cada uno, H y R2 es OH. En algunos ejemplos, el compuesto es
La aplicación puede realizarse mediante cualquier método adecuado, incluyendo recubrimiento con rodillo, recubrimiento por aspersión, o recubrimiento por inmersión. El método comprende adicionalmente, curar la composición de recubrimiento para proporcionar un sustrato metálico recubierto.
En el presente documento, se describen adicionalmente, sustratos metálicos recubiertos. Un sustrato metálico recubierto como se describe en el presente documento, comprende un sustrato metálico que comprende al menos una primera superficie y una capa de recubrimiento adherida a la primera superficie. En algunos casos, la capa de recubrimiento puede comprender un compuesto de la Fórmula I:
en donde n e y son cada uno, independientemente, un número entero de 1 a 10; L es -S-, -SO<2>-, -O-, -NR-, o -N-(CH<2>)p-OP(OH)<2>-, en donde R es H o alquilo sustituido o no sustituido y p es de 1 a 10; R1 y R3 se seleccionan cada uno, independientemente entre H y alquilo sustituido o no sustituido; y R2 se selecciona entre OR4, alquilo sustituido o no sustituido, y fenilo sustituido o no sustituido, en donde R4 es H o alquilo sustituido o no sustituido.
El sustrato metálico puede comprender un sustrato de una aleación de aluminio. Por ejemplo, el sustrato metálico puede comprender una aleación de aluminio de la serie 1xxx, una aleación de aluminio de la serie 2xxx, una aleación de aluminio de la serie 3xxx, una aleación de aluminio de la serie 4xxx, una aleación de aluminio de la serie 5xxx, una aleación de aluminio de la serie 6xxx, una aleación de aluminio de la serie 7xxx, o una aleación de aluminio de la serie 8xxx.
También se describen en el presente documento, estructuras metálicas unidas. Una estructura metálica unida puede comprender un sustrato metálico recubierto como se describió anteriormente, y un segundo sustrato metálico fijado al sustrato metálico recubierto. El segundo sustrato metálico puede fijarse a la primera superficie del sustrato metálico recubierto (p. ej., una superficie del sustrato metálico recubierto a la cual se adhiere una capa de recubrimiento). La estructura metálica unida puede ser una parte estructural de transporte, una parte estética de transporte, una carcasa de un dispositivo electrónico, una parte estructural arquitectónica, una parte estética arquitectónica, un recipiente de un producto para el consumidor (p. ej., una lata o botella), un producto para el consumidor, u otra parte.
Otros objetos y ventajas de la invención serán evidentes a partir de la siguiente descripción detallada de los ejemplos no limitantes de la invención y la Figura.
Breve descripción de la figura
La Figura 1 es un gráfico que muestra los resultados de la durabilidad de adherencia de las estructuras unidas, recubiertas opcionalmente con una composición de recubrimiento como se describe en el presente documento.
Descripción detallada
Se describen en el presente documento composiciones de recubrimiento para recubrir sustratos metálicos. Las composiciones de recubrimiento incluyen compuestos que tienen al menos un radical que contiene fósforo y al menos un radical que contiene silicio. Las composiciones de recubrimiento descritas en el presente documento, confieren una durabilidad de adherencia mejorada a los metales unidos junto con otros metales, incluyendo metales similares o no similares.
En algunos ejemplos no limitantes, las composiciones de recubrimiento pueden modificar una superficie de un metal. Al aplicar la composición de recubrimiento a una superficie de un metal, la superficie metálica puede modificarse, de manera que la resistencia a la corrosión se mejora y/o las capacidades de adherencia de la superficie se mejoran. La superficie también puede modificarse para volverse más hidrófoba o más hidrófila, basándose en el metal utilizado como sustrato, y el compuesto utilizado en la composición de recubrimiento. En algunos ejemplos no limitantes, el radical que contiene fósforo (p. ej., un ácido fosfónico funcionalizado), puede emplearse para la protección contra la corrosión y la mejora de la adherencia simultáneas, cuando se aplica como recubrimiento sobre, por ejemplo, una aleación de aluminio. En algunos casos, el ácido fosfónico puede reaccionar con la aleación de aluminio, adhiriéndose a la superficie de la aleación de aluminio y proporcionando así una resistencia a la corrosión mejorada. En algunos aspectos, la composición de recubrimiento que incluye un compuesto que tiene un radical que contiene fósforo, puede reducir la solubilidad del metal en un medio acuoso, y puede incrementar la energía de activación para la hidrólisis.
Además, la incorporación de un radical que contiene silicio en el compuesto de la composición de recubrimiento, puede proporcionar una red de óxido de silicio sobre la superficie metálica. Tales redes de óxido de silicio formadas sobre una superficie metálica (p. ej., aleación de aluminio), pueden proporcionar adicionalmente, una superficie hidrófoba, en donde el metal puede secuestrarse del agua, limitando adicionalmente así, la susceptibilidad del metal a la corrosión por la exposición a la humedad. Además, los grupos hidroxi colocados en la red de óxido de silicio pueden reaccionar con los adhesivos para mejorar la capacidad de adherencia a las capas orgánicas (p. ej., epoxis, adhesivos, recubrimientos estéticos, películas laminadas, cualquier tratamiento superficial orgánico adecuado, o cualquier combinación de los mismos). El empleo de una molécula que contiene fósforo y silicio descrita en el presente documento como una composición de recubrimiento, puede mejorar la resistencia a la corrosión y la durabilidad de adherencia de los metales adheridos a otros metales.
Definiciones y Descripciones:
Se pretende que los términos “invención”, “la invención”, “esta invención” y “la presente invención” utilizados en el presente documento se refieran ampliamente a toda la materia objeto de esta solicitud de patente y las reivindicaciones siguientes. Debe entenderse que las declaraciones que contienen estos términos no limitan la materia objeto descrita en el presente documento, ni limitan el significado o alcance de las reivindicaciones de patente siguientes.
En esta descripción, se hace referencia a las aleaciones identificadas por los números AA y otras designaciones relacionadas, tales como “5xxx” y “serie”. Para la comprensión del sistema de designación numérico utilizado más comúnmente en la nomenclatura e identificación del aluminio y sus aleaciones, véanse “International Alloy Designations and Chemical Composition Limits for Wrought and Wrought Aluminum Alloys” o “Registration Record of Aluminum Association Alloy Designations and Chemical Compositions Limits for Aluminum Alloys in the Form of Castings and Lingot”, ambas publicadas por la Asociación del Aluminio.
Como se emplea en el presente documento, el significado de “un, uno, una” y “el, la”, incluye las referencias en singular y plural, a menos que el contexto lo dicte claramente de otra manera.
Como se emplea en el presente documento, una placa generalmente tiene un espesor mayor que aproximadamente 15 mm. Por ejemplo, una placa puede referirse a un producto de una aleación de aluminio que tiene un espesor mayor que aproximadamente 15 mm, mayor que aproximadamente 20 mm, mayor que aproximadamente 25 mm, mayor que aproximadamente 30 mm, mayor que aproximadamente 35 mm, mayor que aproximadamente 40 mm, mayor que aproximadamente 45 mm, mayor que aproximadamente 50 mm, o mayor que aproximadamente 100 mm.
Como se emplea en el presente documento, una placa “shate” (también denominada plancha de chapa), generalmente tiene un espesor de aproximadamente 4 mm a aproximadamente 15 mm. Por ejemplo, una placa puede tener un espesor de 4 mm aproximadamente, aproximadamente 5 mm, aproximadamente 6 mm, aproximadamente 7 mm, aproximadamente 8 mm, aproximadamente 9 mm, aproximadamente 10 mm, aproximadamente 11 mm, aproximadamente 12 mm, aproximadamente 13 mm, aproximadamente 14 mm o aproximadamente 15 mm.
Como se emplea en el presente documento, una lámina se refiere generalmente a un producto de una aleación de aluminio que tiene un espesor menor que aproximadamente 4 mm. Por ejemplo, una lámina puede tener un espesor menor que aproximadamente 4 mm, menor que aproximadamente 3 mm, menor que aproximadamente 2 mm, menor que aproximadamente 1 mm, menor que aproximadamente 0,5 mm, menor que aproximadamente 0,3 mm, o menor que aproximadamente 0,1 mm.
Se puede hacer referencia en esta solicitud al temple o condición de la aleación. Para comprender las descripciones del temple de la aleación utilizadas más comúnmente, véase “American National Standards (ANSI) H35 en Alloy and Temple Designations Systems”. Una condición o temple F se refiere a una aleación de aluminio según se fabrica. Una condición o temple O se refiere a una aleación de aluminio después del recocido. Una condición o temple Hxx, también referido en el presente documento como temple H, se refiere a una aleación de aluminio después del laminado en frío con o sin tratamiento térmico (p. ej., recocido). Los temples H adecuados incluyen los temples HX1, HX2, HX3 HX4, HX5, HX6, HX7, HX8 o hX9, junto con las variaciones del temple Hxxx (p. ej., H111), que se utilizan para un temple de la aleación particular cuando el grado de temple está cercano al temple Hxx. Una condición o temple T1 se refiere a una aleación de aluminio enfriada del trabajo en caliente y envejecida naturalmente (p. ej., a temperatura ambiente). Una condición o temple T2 se refiere a una aleación de aluminio enfriada del trabajo en caliente, trabajada en frío y envejecida naturalmente. Una condición o temple T3 se refiere a una solución de una aleación de aluminio tratada con calor, trabajada en frío, y envejecida naturalmente. Una condición o temple T4 se refiere a una solución de una aleación de aluminio tratada con calor y envejecida naturalmente. Una condición o temple T5 se refiere a una aleación de aluminio enfriada del trabajo en caliente y envejecida artificialmente (a temperaturas elevadas). Una condición o temple T6 se refiere a una solución de aleación de aluminio tratada con calor, sometida a enfriamiento rápido y envejecida artificialmente. Una condición o temple T61 se refiere a una solución de una aleación de aluminio tratada con calor, sometida a enfriamiento rápido, envejecida naturalmente durante un periodo de tiempo y a continuación envejecida artificialmente. Una condición o temple T7 se refiere a una solución de una aleación de aluminio tratada con calor y sobreenvejecida artificialmente. Una condición o temple T8x (p. ej., T8) se refiere a una solución de una aleación de aluminio tratada con calor, trabajada en frío y envejecida artificialmente. Una condición o temple T9x se refiere a una solución de una aleación de aluminio tratada con calor, envejecida artificialmente y trabajada en frío.
Como se emplea en el presente documento, los términos tales como “producto de metal fundido”, “producto fundido”, “producto de una aleación de aluminio fundido” y similares, son intercambiables, y se refieren a un producto producido mediante fundición en coquilla directa (incluyendo cofundición con enfriamiento directo) o fundición semicontinua, fundición continua (incluyendo, por ejemplo, mediante el uso de una máquina de fundición de doble correa, una de doble rodillo, una máquina de fundición de bloque, o cualquier otra máquina de fundición continua), fundición electromagnética, fundición superior caliente, o cualquier otro método de fundición.
Como se emplea en el presente documento, el significado de “temperatura ambiente”, puede incluir una temperatura de aproximadamente 15°C a aproximadamente 30°C, por ejemplo, aproximadamente 15°C, aproximadamente 16°C, aproximadamente 17°C, aproximadamente 18°C, aproximadamente 19°C, aproximadamente 20°C, aproximadamente 21°C, aproximadamente 22°C, aproximadamente 23°C, aproximadamente 24°C, aproximadamente 25°C, aproximadamente 26°C, aproximadamente 27°C, aproximadamente 28°C, aproximadamente 29°C o aproximadamente 30°C.
Se debe entender que todos los intervalos divulgados en el presente documento abarcan todos y cada uno los subintervalos incluidos en los mismos. Por ejemplo, debe considerarse que un intervalo indicado de “1 a 10” incluye todos y cada uno de los subintervalos entre (e inclusive) el valor mínimo de 1 y el valor máximo de 10; esto es, todos los subintervalos que empiezan con un valor mínimo de 1 o más, p. ej., de 1 a 6,1, y que terminan con un valor máximo de 10 o menos, p. ej., de 5,5 a 10.
Composiciones de Recubrimiento
Se describen en el presente documento, composiciones de recubrimiento para su uso en el recubrimiento de sustratos metálicos, tales como aleaciones de aluminio. Una composición de recubrimiento como se describe en el presente documento, puede aplicarse a un sustrato metálico para formar un sustrato metálico recubierto. La composición de recubrimiento incluye un portador, tal como un portador basado en agua o basado en disolvente. La composición de recubrimiento también incluye un compuesto de recubrimiento, que puede incluir al menos un radical que contiene fósforo y al menos un radical que contiene silicio. El radical que contiene fósforo (p. ej., un radical fosfonato o ácido fosfónico), puede reaccionar con el metal y mejorar la resistencia a la corrosión. Por ejemplo, el radical que contiene fósforo puede reaccionar con el aluminio. El radical que contiene silicio puede formar redes de óxido de silicio sobre la superficie metálica (p. ej., superficie de aluminio), que tiende a ser hidrófoba. Así, el compuesto de recubrimiento puede hacer que la superficie metálica se vuelva más hidrófoba. Además, el radical que contiene silicio y/o el radical que contiene fósforo, pueden contener grupos hidroxilo que pueden reaccionar con los adhesivos para mejorar la capacidad de adherencia. Opcionalmente, los compuestos de recubrimiento descritos en el presente documento, también pueden incluir al menos un radical que contiene amina. El radical que contiene amina puede mejorar la capacidad de adherencia a los adhesivos, tales como los adhesivos basados en epoxi. Una clase de compuestos de recubrimiento descrita en el presente documento, se representa por laFórmula I:
En laFórmula I, n e y son cada uno, independientemente, un número entero de 1 a 10. Por ejemplo, n y/o y pueden ser 1,2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9 o 10. En algunos ejemplos, n e y son cada uno 1.
También en laFórmula I, L es -S-, -SO<2>-, -O-, -NR- o -N-(CH<2>)p- OP(OH)<2>-, en donde R es H o alquilo sustituido o no sustituido y p es de 1 a 10. En algunos ejemplos, L es -NH.
Adicionalmente en laFórmula I, R1 y R3 se seleccionan cada uno, independientemente entre H y alquilo sustituido o no sustituido. Por ejemplo, R1 y/o R3 pueden ser H, metilo, etilo, propilo, butilo, pentilo, hexilo, heptilo, octilo, nonilo, decilo, isopropilo, isobutilo, sec-butilo, terc-butilo o neopentilo. En algunos ejemplos, R1 y R3 son cada uno H.
Adicionalmente, en laFórmula I, R2 se selecciona entre OR4, alquilo sustituido o no sustituido, y fenilo sustituido o no sustituido, en donde R4 es H o alquilo sustituido o no sustituido. Por ejemplo, R2 puede ser metilo, etilo, propilo, butilo, pentilo, hexilo, heptilo, octilo, nonilo, decilo, isopropilo, isobutilo, sec-butilo, tercbutilo, neopentilo, fenilo, bencilo o benzoilo.
Un ejemplo de laFórmula Iincluye el siguiente compuesto:
Como se emplea en el presente documento, el término alquilo incluye sustituyentes monovalentes de cadena lineal o ramificada. Los ejemplos incluyen metilo, etilo, isobutilo y similares. Los intervalos de estos grupos útiles con los compuestos y métodos descritos en el presente documento, incluyen alquilo C<1>-C<20>, alquilo C<1>-C<12>, alquilo C<1>-C<8>, alquilo C<1>-C<6>y alquilo C<1>-C<4>.
La molécula de alquilo utilizada en el presente documento, puede estar sustituida o no sustituida. Como se emplea en el presente documento, el término sustituido incluye la adición de un grupo (p. ej., un grupo alcoxi, ariloxi, amino, alquilo, alquenilo, alquinilo, arilo, heteroalquilo, heteroalquenilo, heteroalquinilo, heteroarilo, cicloalquilo o heterocicloalquilo), a una posición anclada a la cadena principal del alquilo, p. ej., el reemplazo de un hidrógeno por uno de estos sustituyentes. Los ejemplos de los sustituyentes incluyen, pero no se limitan a, hidroxi, halógeno (p. ej., F, Br, Cl o I), y grupos carboxilo. De manera inversa, como se emplea en el presente documento, el término no sustituido indica que el alquilo tiene un complemento completo de hidrógenos, es decir, acorde con su nivel de saturación, sin sustituciones, p. ej., decano lineal (-(CH2)9-CH3). Los compuestos de recubrimiento descritos en el presente documento, pueden prepararse en una variedad de formas. Los compuestos pueden sintetizarse utilizando varios métodos sintéticos. Al menos algunos de estos métodos son conocidos en la técnica de la química orgánica sintética. Los compuestos descritos en el presente documento pueden prepararse a partir de materiales iniciales fácilmente disponibles. Las condiciones de reacción óptimas pueden variar con los reactivos o disolventes particulares utilizados, pero tales condiciones pueden se determinadas por un experto en la técnica, mediante procedimientos de optimización de rutina.
Las variaciones en laFórmula Iincluyen la adición, sustracción o movimiento de los varios constituyentes como se describe para cada compuesto. De manera similar, cuando uno o más centros quirales están presentes en una molécula, se incluyen todos los posibles estereoisómeros (enantiómeros y diastereómeros). Además, la síntesis del compuesto puede implicar la protección y desprotección de varios grupos químicos. El uso de protección y desprotección, y la selección de los grupos protectores apropiados, pueden ser determinados por un experto en la técnica. La química de los grupos protectores se puede encontrar, por ejemplo, en Wuts, Greene's Protective Groups in Organic Synthesis, 5a Ed., Wiley & Sons, 2014.
Las reacciones para producir los compuestos descritos en el presente documento, pueden llevarse a cabo en disolventes, que pueden ser seleccionados por un experto en la técnica. Los disolventes pueden ser sustancialmente no reactivos con los materiales iniciales (reaccionantes), los intermediarios o los productos bajo las condiciones a las cuales se llevan a cabo las reacciones, es decir, temperatura y presión. Las reacciones pueden llevarse a cabo en un disolvente o en una mezcla de más de un disolvente. La formación del producto o intermedio se puede controlar de acuerdo con cualquier método adecuado conocido en la técnica. Por ejemplo, la formación del producto se puede controlar con medios espectroscópicos, tales como espectroscopia de resonancia magnética nuclear (RMN) (p. ej., RMN 1H o RMN 13C), espectroscopia de infrarrojos (IR), espectrofotometría (p. ej., UV-visible), o espectrometría de masas (MS), o mediante cromatografía, tal como cromatografía líquida de alto rendimiento (HPLC) o cromatografía en capa fina (TLC).
Los métodos ejemplares para sintetizar los compuestos de recubrimiento descritos en el presente documento, se proporcionan en el Ejemplo 1 siguiente.
La concentración del compuesto de recubrimiento en la composición de recubrimiento puede ser de aproximadamente 0,025% en peso a aproximadamente 6,6% en peso (p, ej., de aproximadamente 0,05% a aproximadamente 6,5%, de aproximadamente 0,075% a aproximadamente 6,4%, de aproximadamente 0,1% a aproximadamente 6,3%, de aproximadamente 0,2% a aproximadamente 6,2%, de aproximadamente 0,3% a aproximadamente 6,1%, de aproximadamente 0,4% a aproximadamente 6%, de aproximadamente 0,5% a aproximadamente 5,9%, de aproximadamente 0,6% a aproximadamente 5,8%, de aproximadamente 0,7% a aproximadamente 5,7%, de aproximadamente 0,8% a aproximadamente 5,6%, de aproximadamente 0,9% a aproximadamente 5,5%, de aproximadamente 1% a aproximadamente 5,4%, de aproximadamente 1,1% a aproximadamente 5,3%, de aproximadamente 1,2% a aproximadamente 5,2%, de aproximadamente 1,3% a aproximadamente 5,1%, de aproximadamente 1,4% a aproximadamente 5%, de aproximadamente 1,5% a aproximadamente 4,9%, de aproximadamente 1,6% a aproximadamente 4,8%, de aproximadamente 1,7% a aproximadamente 4,7%, de aproximadamente 1,8% a aproximadamente 4,6%, de aproximadamente 1,9% a aproximadamente 4,5%, de aproximadamente 2% a aproximadamente 4,4%, de aproximadamente 2,1% a aproximadamente 4,3%, de aproximadamente 2,2% a aproximadamente 4,2%, de aproximadamente 2,3% a aproximadamente 4,1%, de aproximadamente 2,4% a aproximadamente 4%, de aproximadamente 2,5% a aproximadamente 3,9%, de aproximadamente 2,6% a aproximadamente 3,8%, de aproximadamente 2,7% a aproximadamente 3,7%, de aproximadamente 2,8% a aproximadamente 3,6%, de aproximadamente 2,9% a aproximadamente 3,5% de aproximadamente 3% a aproximadamente 3,4%, o de aproximadamente 3,1% a aproximadamente 3,3%). Por ejemplo, la concentración del compuesto de recubrimiento en la composición de recubrimiento puede ser aproximadamente 0,025%, aproximadamente 0,05%, aproximadamente 0,075%, aproximadamente 0,1% aproximadamente 0,125%, aproximadamente 0,15%, aproximadamente 0,175%, aproximadamente 0,2% aproximadamente 0,225%, aproximadamente 0,25%, aproximadamente 0,275%, aproximadamente 0,3% aproximadamente 0,325%, aproximadamente 0,35%, aproximadamente 0,375%, aproximadamente 0,4% aproximadamente 0,425%, aproximadamente 0,45%, aproximadamente 0,475%, aproximadamente 0,5% aproximadamente 0,525%, aproximadamente 0,55%, aproximadamente 0,575%, aproximadamente 0,6% aproximadamente 0,625%, aproximadamente 0,65%, aproximadamente 0,675%, aproximadamente 0,7% aproximadamente 0,725%, aproximadamente 0,75%, aproximadamente 0,775%, aproximadamente 0,8% aproximadamente 0,825%, aproximadamente 0,85%, aproximadamente 0,875%, aproximadamente 0,9% aproximadamente 0,925%, aproximadamente 0,95%, aproximadamente 0,975%, aproximadamente 1%, aproximadamente 1,025%, aproximadamente 1,05%, aproximadamente 1,075%, aproximadamente 1,1% aproximadamente 1,125%, aproximadamente 1,15%, aproximadamente 1,175%, aproximadamente 1,2% aproximadamente 1,225%, aproximadamente 1,25%, aproximadamente 1,275%, aproximadamente 1,3% aproximadamente 1,325%, aproximadamente 1,35%, aproximadamente 1,375%, aproximadamente 1,4% aproximadamente 1,425%, aproximadamente 1,45%, aproximadamente 1,475%, aproximadamente 1,5% aproximadamente 1,525%, aproximadamente 1,55%, aproximadamente 1,575%, aproximadamente 1,6% aproximadamente 1,625%, aproximadamente 1,65%, aproximadamente 1,675%, aproximadamente 1,7% aproximadamente 1,725%, aproximadamente 1,75%, aproximadamente 1,775%, aproximadamente 1,8% aproximadamente 1,825%, aproximadamente 1,85%, aproximadamente 1,875%, aproximadamente 1,9% aproximadamente 1,925%, aproximadamente 1,95%, aproximadamente 1,975%, aproximadamente 2%, aproximadamente 2,025%, aproximadamente 2,05%, aproximadamente 2,075%, aproximadamente 2,1% aproximadamente 2,125%, aproximadamente 2,15%, aproximadamente 2,175%, aproximadamente 2,2% aproximadamente 2,225%, aproximadamente 2,25%, aproximadamente 2,275%, aproximadamente 2,3% aproximadamente 2,325%, aproximadamente 2,35% aproximadamente 2,375%, aproximadamente 2,4% aproximadamente 2,425%, aproximadamente 2,45% aproximadamente 2,475%, aproximadamente 2,5% aproximadamente 2,525%, aproximadamente 2,55% aproximadamente 2,575%, aproximadamente 2,6% aproximadamente 2,625%, aproximadamente 2,65% aproximadamente 2,675%, aproximadamente 2,7% aproximadamente 2,725%, aproximadamente 2,75% aproximadamente 2,775%, aproximadamente 2,8% aproximadamente 2,825%, aproximadamente 2,85% aproximadamente 2,875%, aproximadamente 2,9% aproximadamente 2,925%, aproximadamente 2,95% aproximadamente 2,975%, aproximadamente 3%, aproximadamente 3,025%, aproximadamente 3,05%, aproximadamente 3,075%, aproximadamente 3,1% aproximadamente 3,125%, aproximadamente 3,15% aproximadamente 3,175%, aproximadamente 3,2% aproximadamente 3,225%, aproximadamente 3,25% aproximadamente 3,275%, aproximadamente 3,3% aproximadamente 3,325%, aproximadamente 3,35% aproximadamente 3,375%, aproximadamente 3,4% aproximadamente 3,425%, aproximadamente 3,45% aproximadamente 3,475%, aproximadamente 3,5% aproximadamente 3,525%, aproximadamente 3,55% aproximadamente 3,575%, aproximadamente 3,6% aproximadamente 3,625%, aproximadamente 3,65% aproximadamente 3,675%, aproximadamente 3,7% aproximadamente 3,725%, aproximadamente 3,75% aproximadamente 3,775%, aproximadamente 3,8% aproximadamente 3,825%, aproximadamente 3,85% aproximadamente 3,875%, aproximadamente 3,9% aproximadamente 3,925%, aproximadamente 3,95% aproximadamente 3,975%, aproximadamente 4%, aproximadamente 4,025%, aproximadamente 4,05%, aproximadamente 4,075%, aproximadamente 4,1% aproximadamente 4,125%, aproximadamente 4,15% aproximadamente 4,175%, aproximadamente 4,2% aproximadamente 4,225%, aproximadamente 4,25% aproximadamente 4,275%, aproximadamente 4,3% aproximadamente 4,325%, aproximadamente 4,35% aproximadamente 4,375%, aproximadamente 4,4% aproximadamente 4,425%, aproximadamente 4,45% aproximadamente 4,475%, aproximadamente 4,5% aproximadamente 4,525%, aproximadamente 4,55% aproximadamente 4,575%, aproximadamente 4,6% aproximadamente 4,625%, aproximadamente 4,65% aproximadamente 4,675%, aproximadamente 4,7% aproximadamente 4,725%, aproximadamente 4,75% aproximadamente 4,775%, aproximadamente 4,8% aproximadamente 4,825%, aproximadamente 4,85% aproximadamente 4,875%, aproximadamente 4,9% aproximadamente 4,925%, aproximadamente 4,95% aproximadamente 4,975%, aproximadamente 5%, aproximadamente 5,025%, aproximadamente 5,05%, aproximadamente 5,075%, aproximadamente 5,1% aproximadamente 5,125%, aproximadamente 5,15% aproximadamente 5,175%, aproximadamente 5,2% aproximadamente 5,225%, aproximadamente 5,25% aproximadamente 5,275%, aproximadamente 5,3% aproximadamente 5,325%, aproximadamente 5,35% aproximadamente 5,375%, aproximadamente 5,4% aproximadamente 5,425%, aproximadamente 5,45% aproximadamente 5,475%, aproximadamente 5,5% aproximadamente 5,525%, aproximadamente 5,55% aproximadamente 5,575%, aproximadamente 5,6% aproximadamente 5,625%, aproximadamente 5,65% aproximadamente 5,675%, aproximadamente 5,7% aproximadamente 5,725%, aproximadamente 5,75% aproximadamente 5,775%, aproximadamente 5,8% aproximadamente 5,825%, aproximadamente 5,85% aproximadamente 5,875%, aproximadamente 5,9% aproximadamente 5,925%, aproximadamente 5,95% aproximadamente 5,975%, aproximadamente 6%, aproximadamente 6,025%, aproximadamente 6,05%, aproximadamente 6,075%, aproximadamente 6,1%, aproximadamente 6,125%, aproximadamente 6,15% aproximadamente 6,175%, aproximadamente 6,2%, aproximadamente 6,225%, aproximadamente 6,25% aproximadamente 6,275%, aproximadamente 6,3%, aproximadamente 6,325%, aproximadamente 6,35% aproximadamente 6,375%, aproximadamente 6,4%, aproximadamente 6,425%, aproximadamente 6,45% aproximadamente 6,475%, aproximadamente 6,5%, aproximadamente 6,525%, aproximadamente 6,55%, aproximadamente 6,575% o aproximadamente 6,6%.
En ciertos casos, la composición de recubrimiento puede incluir un agente humectante. Como se emplea en el presente documento, un agente humectante es un compuesto añadido a una composición (p. ej., la composición de recubrimiento descrita en el presente documento), que altera una energía superficial de la composición de recubrimiento, de manera que la composición de recubrimiento humecta (p. ej., se extiende a través de) una superficie del sustrato que está siendo recubierto. En algunos ejemplos no limitantes, se pueden incorporar a la composición de recubrimiento uno o más agentes humectantes. Los agentes humectantes adecuados incluyen, por ejemplo, Pluronic P123 (suministrado por Merck, Darmstadt, Alemania) y/o BYK (suministrado por BYK Chemie GMBh, Wesel, Alemania), se pueden utilizar de manera individual o en concierto. En algunos ejemplos, la concentración total del agente humectante en la composición de recubrimiento puede ser de aproximadamente 0,001% en peso a aproximadamente 2,6% en peso (p, ej., de aproximadamente 0,001% a aproximadamente 2,5%, de aproximadamente 0,01% a aproximadamente 2,4%, de aproximadamente 0,1% a aproximadamente 2,3%, de aproximadamente 0,2% a aproximadamente 2,2%, de aproximadamente 0,3% a aproximadamente 2,1%, de aproximadamente 0,4% a aproximadamente 2%, de aproximadamente 0,5% a aproximadamente 1,9%, de aproximadamente 0,6% a aproximadamente 1,8%, de aproximadamente 0,7% a aproximadamente 1,7%, de aproximadamente 0,8% a aproximadamente 1,6%, de aproximadamente 0,9% a aproximadamente 1,5%, de aproximadamente 1% a aproximadamente 1,4%, o de aproximadamente 1,1% a aproximadamente 1,3%).
Métodos para Preparar Sustratos Metálicos Recubiertos
Las composiciones de recubrimiento descritas en el presente documento, se pueden utilizar para recubrir sustratos metálicos. Los sustratos metálicos adecuados para su uso en los métodos divulgados incluyen aluminio, aleaciones de aluminio, titanio, materiales basados en titanio, cobre, materiales basados en cobre, acero, materiales basados en acero, bronce, materiales basados en bronce, latón, materiales basados en latón, materiales compuestos, láminas utilizadas en materiales compuestos, o cualquier otro metal o combinación de materiales adecuados. El sustrato metálico puede incluir materiales monolíticos, así como materiales no monolíticos, tales como materiales unidos por laminación, materiales de arcilla, materiales compuestos (tales como, pero sin limitarse, materiales que contienen fibra de carbono), o varios otros materiales. En algunos ejemplos, el sustrato metálico es una bobina metálica, una tira metálica, una placa metálica, una lámina metálica, un tocho metálico, un lingote metálico, una extrusión metálica, o similares.
En algunos ejemplos no limitantes, el sustrato metálico incluye una aleación de aluminio. La aleación de aluminio puede incluir una aleación de aluminio de la serie 1xxx, una aleación de aluminio de la serie 2xxx, una aleación de aluminio de la serie 3xxx, una aleación de aluminio de la serie 4xxx, una aleación de aluminio de la serie 5xxx, una aleación de aluminio de la serie 6xxx, una aleación de aluminio de la serie 7xxx, o una aleación de aluminio de la serie 8xxx.
Opcionalmente, la aleación de aluminio puede ser una aleación de aluminio de la serie 1xxx, de acuerdo con una de las siguientes designaciones de la aleación de aluminio: AA1100, AA1100A, AA1200, AA1200A, AA1300, AA1110, AA1120, AA1230, AA1230A, AA1235, AA1435, AA1145, AA1345, AA1445, AA1150, AA1350, AA1350A, AA1450, AA1370, AA1275, AA1185, AA1285, AA1385, AA1188, AA1190, AA1290, AA1193, AA1198 y AA1199.
Opcionalmente, la aleación de aluminio puede ser una aleación de aluminio de la serie 2xxx, de acuerdo con una de las siguientes designaciones de la aleación de aluminio: AA2001, A2002, AA2004, AA2005, AA2006, AA2007, AA2007A, AA2007B, AA2008, AA2009, AA2010, AA2011, AA2011A, AA2111, AA2111A, AA2111B, AA2012, AA2013, AA2014, AA2014A, AA2214, AA2015, AA2016, AA2017, AA2017A, AA2117, AA2018, AA2218, AA2618, AA2618A, AA2219, AA2319, AA2419, AA2519, AA2021, AA2022, AA2023, AA2024, AA2024A, AA2124, AA2224, AA2224A, AA2324, AA2424, AA2524, AA2624, AA2724, AA2824, AA2025, AA2026, AA2027, AA2028, AA2028A, AA2028B, AA2028C, AA2029, AA2030, AA2031, AA2032, AA2034, AA2036, AA2037, AA2038, AA2039, AA2139, AA2040, AA2041, AA2044, AA2045, AA2050, AA2055, AA2056, AA2060, AA2065, AA2070, AA2076, AA2090, AA2091, AA2094, AA2095, AA2195, AA2295, AA2196, AA2296, AA2097, AA2197, AA2297, AA2397, AA2098, AA2198, AA2099 o AA2199.
Opcionalmente, la aleación de aluminio puede ser una aleación de aluminio de la serie 3xxx, de acuerdo con una de las siguientes designaciones de la aleación de aluminio: AA3002, AA3102, AA3003, AA3103, AA3103A, AA3103B, AA3203, AA3403, AA3004, AA3004A, AA3104, AA3204, AA3304, AA3005, AA3005A, AA3105, AA3105A, AA3105B, AA3007, AA3107, AA3207, AA3207A, AA3307, AA3009, AA3010, AA3110, AA3011, AA3012, AA3012A, AA3013, AA3014, AA3015, AA3016, AA3017, AA3019, AA3020, AA3021, AA3025, AA3026, AA3030, AA3130 o AA3065.
Opcionalmente, la aleación de aluminio puede ser una aleación de aluminio de la serie 4xxx, de acuerdo con una de las siguientes designaciones de la aleación de aluminio: AA4004, AA4104, AA4006, AA4007, AA4008, AA4009, AA4010, AA4013, AA4014, AA4015, AA4015A, AA4115, AA4016, AA4017, AA4018, AA4019, AA4020, AA4021, AA4026, AA4032, AA4043, AA4043A, AA4143, AA4343, AA4643, AA4943, AA4044, AA4045, AA4145, AA4145A, AA4046, AA4047, AA4047A o AA4147.
Opcionalmente, la aleación de aluminio puede ser una aleación de aluminio de la serie 5xxx, de acuerdo con una de las siguientes designaciones de la aleación de aluminio: AA5005, AA5005A, AA5205, AA5305, AA5505, AA5605, AA5006, AA5106, AA5010, AA5110, AA5110A, AA5210, AA5310, AA5016, AA5017, AA5018, AA5018A, AA5019, AA5019A, AA5119, AA5119A, AA5021, AA5022, AA5023, AA5024, AA5026, AA5027, AA5028, AA5040, AA5140, AA5041, AA5042, AA5043, AA5049, AA5149, AA5249, AA5349, AA5449, AA5449A, AA5050, AA5050A, AA5050C, AA5150, AA5051, AA5051A, AA5151, AA5251, AA5251A, AA5351, AA5451, AA5052, AA5252, AA5352, AA5154, AA5154A, AA5154B, AA5154C, AA5254, AA5354, AA5454, AA5554, AA5654, AA5654A, AA5754, AA5854, AA5954, AA5056, AA5356, AA5356A, AA5456, AA5456A, AA5456B, AA5556, AA5556A, AA5556B, AA5556C, AA5257, AA5457, AA5557, AA5657, AA5058, AA5059, AA5070, AA5180, AA5180A, AA5082, AA5182, AA5083, AA5183, AA5183A, AA5283, AA5283A, AA5283B, AA5383, AA5483, AA5086, AA5186, AA5087, AA5187 o AA5088.
Opcionalmente, la aleación de aluminio puede ser una aleación de aluminio de la serie 6xxx, de acuerdo con una de las siguientes designaciones de la aleación de aluminio: AA6101, AA6101A, AA6101B, AA6201, AA6201A, AA6401, AA6501, AA6002, AA6003, AA6103, AA6005, AA6005A, AA6005B, AA6005C, AA6105, AA6205, AA6305, AA6006, AA6106, AA6206, AA6306, AA6008, AA6009, AA6010, AA6110, AA6110A, AA6011, AA6111, AA6012, AA6012A, AA6013, AA6113, AA6014, AA6015, AA6016, AA6016A, AA6116, AA6018, AA6019, AA6020, AA6021, AA6022, AA6023, AA6024, AA6025, AA6026, AA6027, AA6028, AA6031, AA6032, AA6033, AA6040, AA6041, AA6042, AA6043, AA6151, AA6351, AA6351A, AA6451, AA6951, AA6053, AA6055, AA6056, AA6156, AA6060, AA6160, AA6260, AA6360, AA6460, AA6460B, AA6560, AA6660, AA6061, AA6061A, AA6261, AA6361, AA6162, AA6262, AA6262A, AA6063, AA6063A, AA6463, AA6463A, AA6763, A6963, AA6064, AA6064A, AA6065, AA6066, AA6068, AA6069, AA6070, AA6081, AA6181, AA6181A, AA6082, AA6082A, AA6182, AA6091 o AA6092.
Opcionalmente, la aleación de aluminio puede ser una aleación de aluminio de la serie 7xxx, de acuerdo con una de las siguientes designaciones de la aleación de aluminio: AA7011, AA7019, AA7020, AA7021, AA7039, AA7072, AA7075, AA7085, AA7108, AA7108A, AA7015, AA7017, AA7018, AA7019A, AA7024, AA7025, AA7028, AA7030, AA7031, AA7033, AA7035, AA7035A, AA7046, AA7046A, AA7003, AA7004, AA7005, AA7009, AA7010, AA7011, AA7012, AA7014, AA7016, AA7116, AA7122, AA7023, AA7026, AA7029, AA7129, AA7229, AA7032, AA7033, AA7034, AA7036, AA7136, AA7037, AA7040, AA7140, AA7041, AA7049, AA7049A, AA7149, AA7249, AA7349, AA7449, AA7050, AA7050A, AA7150, AA7250, AA7055, AA7155, AA7255, AA7056, AA7060, AA7064, AA7065, AA7068, AA7168, AA7175, AA7475, AA7076, AA7178, AA7278, AA7278A, AA7081, AA7181, AA7185, AA7090, AA7093, AA7095 o AA7099.
Opcionalmente, la aleación de aluminio puede ser una aleación de aluminio de la serie 8xxx, de acuerdo con una de las siguientes designaciones de la aleación de aluminio: AA8005, AA8006, AA8007, AA8008, AA8010, AA8011, AA8011A, AA8111, AA8211, AA8112, AA8014, AA8015, AA8016, AA8017, AA8018, AA8019, AA8021, AA8021A, AA8021B, AA8022, AA8023, AA8024, AA8025, AA8026, AA8030, AA8130, AA8040, AA8050, AA8150, AA8076, AA8076A, AA8176, AA8077, AA8177, AA8079, AA8090, AA8091 o AA8093.
La composición de recubrimiento como se describe en el presente documento, puede aplicarse a una o más superficies del sustrato metálico. La composición de recubrimiento puede aplicarse utilizando cualquier técnica de aplicación de recubrimiento adecuada, incluyendo recubrimiento con rodillo, recubrimiento por aspersión o recubrimiento por inmersión. La composición de recubrimiento puede secarse y/o curarse para proporcionar una capa de recubrimiento adherida a la superficie. Opcionalmente, la capa de recubrimiento tiene un espesor que varía de aproximadamente 1 nm a aproximadamente 50 nm (p. ej., de aproximadamente 2 nm a aproximadamente 40 nm o de aproximadamente 3 nm a aproximadamente 30 nm). En algunos ejemplos, la capa de recubrimiento tiene un espesor de aproximadamente 1 nm, aproximadamente 2 nm, aproximadamente 3 nm, aproximadamente 4 nm, aproximadamente 5 nm, aproximadamente 6 nm, aproximadamente 7 nm, aproximadamente 8 nm, aproximadamente 9 nm, aproximadamente 10 nm, aproximadamente 11 nm, aproximadamente 12 nm, aproximadamente 13 nm, aproximadamente 14 nm, aproximadamente 15 nm, aproximadamente 16 nm, aproximadamente 17 nm, aproximadamente 18 nm, aproximadamente 19 nm, aproximadamente 20 nm, aproximadamente 21 nm, aproximadamente 22 nm, aproximadamente 23 nm, aproximadamente 24 nm, aproximadamente 25 nm, aproximadamente 26 nm, aproximadamente 27 nm, aproximadamente 28 nm, aproximadamente 29 nm, aproximadamente 30 nm, aproximadamente 31 nm, aproximadamente 32 nm, aproximadamente 33 nm, aproximadamente 34 nm, aproximadamente 35 nm, aproximadamente 36 nm, aproximadamente 37 nm, aproximadamente 38 nm, aproximadamente 39 nm, aproximadamente 40 nm, aproximadamente 41 nm, aproximadamente 42 nm, aproximadamente 43 nm, aproximadamente 44 nm, aproximadamente 45 nm, aproximadamente 46 nm, aproximadamente 47 nm, aproximadamente 48 nm, aproximadamente 49 nm, o aproximadamente 50 nm.
Métodos de Uso
Los métodos descritos pueden emplearse de manera ventajosa, entre otras, en las industrias de transporte y de vehículos de motor, incluyendo, pero sin limitarse a, fabricación automovilística, fabricación de camiones, fabricación de buques y embarcaciones, fabricación de trenes, fabricación de aeroplanos y vehículos espaciales. Algunos ejemplos no limitantes de las partes de vehículos de motor incluyen paneles para el suelo, paredes traseras, balancines, cubiertas para el motor, parachoques, techos, paneles para puertas, pilares B, larguerillos, laterales de carrocerías, balancines o elementos de choque. El término “vehículo de motor” y los términos relacionados, como se emplean en el presente documento, no están limitados a automóviles, e incluyen varias clases de vehículos, tales como automóviles, carros, autobuses, motocicletas, vehículos marinos, vehículos todo terreno, camiones ligeros, camiones o camionetas.
En ciertos aspectos, los productos y métodos pueden utilizarse para preparar productos de partes de la carrocería de un vehículo aeroespacial. Por ejemplo, los productos y métodos divulgados pueden utilizarse para preparar partes de la carrocería de un aeroplano, tales como aleaciones para revestimiento. Los productos y métodos pueden utilizarse en cualquier otra aplicación deseada.
Además, los productos y métodos descritos pueden emplearse de manera ventajosa en la fabricación de varias partes de dispositivos o maquinaria mecánica u otros dispositivos o maquinaria, incluyendo armas, herramientas, cuerpos de dispositivos electrónicos, y otras partes y dispositivos. Opcionalmente, los productos y métodos descritos en el presente documento pueden utilizarse en aplicaciones electrónicas (p. ej., como una carcasa de un dispositivo electrónico), en aplicaciones arquitectónicas (p. ej., como una parte estructural arquitectónica o una parte estética arquitectónica), o en aplicaciones de un producto para el consumidor (p. ej., como un recipiente de un producto para el consumidor, tal como una lata o botella).
En algunos ejemplos, el sustrato metálico es un producto metálico conformado, formado de cualquier producto metálico descrito en el presente documento, y que incluye una capa de recubrimiento como se describe en el presente documento. Opcionalmente, el producto metálico conformado puede unirse a otro producto preparado de un metal similar o de un metal diferente (p. ej., un segundo sustrato metálico). El segundo sustrato metálico puede fijarse a una superficie del sustrato metálico recubierto al cual se adhiere la capa de recubrimiento. En algunos ejemplos no limitantes, producto metálico conformado (p. ej., un producto conformado de una aleación de aluminio) y el segundo sustrato metálico, se adhieren para formar una junta de cualquier configuración adecuada, incluyendo solape, borde, tope, tope en T, dobladillo, borde en T, y similares. En algunos ejemplos no limitantes, la unión puede realizarse empleando un adhesivo para adherir dos productos metálicos entre sí. La durabilidad de adherencia, como se emplea en el presente documento, se refiere a la resistencia de adherencia después de la exposición a condiciones severas (p. ej., una prueba de rociado con sal neutra, o una prueba de inmersión en una solución acuosa de sal), y una prueba de la tracción posterior (p. ej., para evaluar la resistencia de adherencia después de la exposición a condiciones rigurosas).
ilustraciones
La Ilustración 1 es un compuesto de la Fórmula I:
en donde:
en donde n e y son cada uno, independientemente, un número entero de 1 a 10; L es -S-, -SO<2>-, -O-, -NR-, o -N-(CH<2>)p-OP(OH)<2>-, en donde R es H o alquilo sustituido o no sustituido y p es de 1 a 10; R1 y R3 se seleccionan cada uno, independientemente entre H y alquilo sustituido o no sustituido; y R2 se selecciona entre OR4, alquilo sustituido o no sustituido, y fenilo sustituido o no sustituido, en donde R4 es H o alquilo sustituido o no sustituido.
La Ilustración 2 es el compuesto de cualquier ilustración anterior o subsiguiente, en donde n e y son cada uno 1.
La Ilustración 3 es el compuesto de cualquier ilustración anterior o subsiguiente, en donde L es -NH-.
La Ilustración 4 es el compuesto de cualquier ilustración anterior o subsiguiente, en donde R1 y R3 son cada uno, H y R2 es OH.
La Ilustración 5 es el compuesto de cualquier ilustración anterior o subsiguiente, en donde el compuesto es
La Ilustración 6 es un método para recubrir una superficie de un sustrato metálico, que comprende aplicar a una superficie de un sustrato metálico, un compuesto de Fórmula I:
en donde:
en donde n e y son cada uno, independientemente, un número entero de 1 a 10; L es -S-, -SO<2>-, -O-, -NR- o -N-(CH<2>)p-OP(OH)<2>-, en donde R es H o alquilo sustituido o no sustituido y p es de 1 a 10; R1 y R3 se seleccionan cada uno, independientemente entre H y alquilo sustituido o no sustituido; y R2 se selecciona entre OR4, alquilo sustituido o no sustituido, y fenilo sustituido o no sustituido, en donde R4 es H o alquilo sustituido o no sustituido.
La Ilustración 7 es el método de cualquier ilustración anterior o subsiguiente, en donde n e y son cada uno 1. La Ilustración 8 es el método de cualquier ilustración anterior o subsiguiente, en donde L es -NH.
La Ilustración 9 es el método de cualquier ilustración anterior o subsiguiente, en donde R1 y R3 son cada uno, H y R2 es OH.
La Ilustración 10 es el método de cualquier ilustración anterior o subsiguiente, en donde el compuesto es
La Ilustración 11 es el método de cualquier ilustración anterior o subsiguiente, en donde la aplicación se realiza mediante recubrimiento con rodillo, recubrimiento por aspersión o recubrimiento por inmersión.
La Ilustración 12 es el método de cualquier ilustración anterior o subsiguiente, que comprende adicionalmente, curar la composición de recubrimiento para proporcionar un sustrato metálico recubierto. La Ilustración 13 es un sustrato metálico recubierto, que comprende un sustrato metálico, que comprende al menos una primera superficie; y una capa de recubrimiento adherida a la primera superficie, en donde la capa de recubrimiento comprende un compuesto de la Fórmula I:
en donde:
en donde n e y son cada uno, independientemente, un número entero de 1 a 10; L es -S-, -SO<2>-, -O-, -NR- o -N-(CH<2>)p-OP(OH)<2>-, en donde R es H o alquilo sustituido o no sustituido y p es de 1 a 10; R1 y R3 se seleccionan cada uno, independientemente entre H y alquilo sustituido o no sustituido; y R2 se selecciona entre OR4, alquilo sustituido o no sustituido, y fenilo sustituido o no sustituido, en donde R4 es H o alquilo sustituido o no sustituido.
La Ilustración 14 es el sustrato metálico recubierto de cualquier ilustración anterior o subsiguiente, en donde el sustrato metálico comprende un sustrato de una aleación de aluminio.
La Ilustración 15 es el sustrato metálico recubierto de cualquier ilustración anterior o subsiguiente, en donde el sustrato de una aleación de aluminio comprende una aleación de aluminio de la serie 1xxx, una aleación de aluminio de la serie 2xxx, una aleación de aluminio de la serie 3xxx, una aleación de aluminio de la serie 4xxx, una aleación de aluminio de la serie 5xxx, una aleación de aluminio de la serie 6xxx, una aleación de aluminio de la serie 7xxx, o una aleación de aluminio de la serie 8xxx.
La Ilustración 16 es una estructura metálica unida, que comprende el sustrato metálico recubierto de cualquier ilustración anterior o subsiguiente, y un segundo sustrato metálico fijado al sustrato metálico recubierto.
La Ilustración 17 es la estructura metálica unida de cualquier ilustración anterior o subsiguiente, en donde el segundo sustrato metálico está fijado a la primera superficie del sustrato metálico recubierto.
La Ilustración 18 es la estructura metálica unida de cualquier ilustración anterior, en donde la estructura metálica unida es una parte estructural de transporte, una parte estética de transporte, una carcasa de un dispositivo electrónico, una parte estructural arquitectónica, una parte estética arquitectónica, un recipiente de un producto para el consumidor, o un producto para el consumidor.
Los siguientes ejemplos servirán para ilustrar adicionalmente la presente invención sin, al mismo tiempo, sin embargo, constituir alguna limitación de la misma.
Ejemplos
Ejemplo 1: Síntesis de los Compuestos 1 y 2
El Compuesto 1 se preparó según el método mostrado en los Esquemas 1 y 2 siguientes.
Esquema 1:
Se añadió vinilfosfonato de dietilo (1,20 equivalentes; DEVP) a etanol (EtOH) en un matraz de fondo redondo con tres bocas. Se añadió lentamente aminopropil trietoxisilano (1 equivalente; TESPA) a la mezcla. La reacción se calentó a continuación hasta 85°C durante 24 horas. La mezcla se enfrió a continuación a temperatura ambiente, y el EtOH se evaporó hasta que la concentración de (2-((3-(trietoxisilil)propil)amino)etil)fosfonato de dietilo (TEPAEP) en solución alcanzó 30-50% en peso/volumen. La mezcla de reacción de TEPAEP en etanol y su pureza se analizaron con RMN 1H, 13C y 31P.
Esquema 2:
El TEPAEP sintetizado previamente se utilizó como se almacenó (30-50% de moléculas en EtOH). Un matraz de fondo redondo con tres bocas se cargó con (2-((3-(trietoxisilil)propil)amino)etil)fosfonato de dietilo (1 equivalente) (30-50% en peso/volumen en EtOH), y diclorometano (DCM) anhidro (24 equivalentes) bajo una atmósfera inerte. Se añadió gota a gota trimetilbromosilano (3,19 equivalentes) a temperatura ambiente. Después de terminar la adición, la solución de reacción se sometió a reflujo durante 24 horas. A continuación, se añadió EtOH seco (10 equivalentes) bajo una atmósfera inerte, y la solución de la reacción se dejó agitando a temperatura ambiente durante la noche. La solución se concentró a continuación bajo vacío y el disolvente perdido se reemplazó por EtOH seco, manteniendo una concentración final del producto de 30-50% en peso/volumen. La pureza del TEAPAEP (compuesto 1), de confirmó utilizando RMN 1H, 13C y 31P. El Compuesto 2 (no de acuerdo con la invención) se preparó según el método mostrado en el Esquema 3 siguiente.
El Compuesto 2 (ácido (2-(trietoxisilM)etil)fosfónico; TEOEPA) (no de acuerdo con la invención), se obtuvo haciendo reaccionar (2-(trietoxisilil)etil)fosfonato de dietilo (1 equivalente; DETEOEP) y trimetilbromosilano (3,19 equivalentes). Se añadió gota a gota trimetilbromosilano a DETEOEP en CH<2>O<2>en un matraz de fondo redondo con tres bocas. La mezcla se calentó a continuación a reflujo durante tres horas. Después de enfriar a temperatura ambiente, el disolvente se evaporó y se reemplazó por EtOH hasta que la concentración fue de 30-50% en peso/volumen en EtOH. El producto final (Compuesto 2) y su pureza se analizaron a través de RMN 1H, 13C y 31P.
Ejemplo 2: Durabilidad de Adherencia
La Figura 1 es un gráfico que muestra los resultados de la durabilidad de adherencia de una aleación de aluminio de la serie 5xxx (p. ej., AA5754) y una aleación de aluminio de la serie 6xxx (p. ej., AA6111) preparadas de acuerdo con los métodos descritos en el presente documento. Las aleaciones de aluminio se cortaron en probetas, se limpiaron a través un procedimiento de grabado con ácido, y opcionalmente se recubrieron con una composición de recubrimiento como se describe en el presente documento. Cada aleación empleó una muestra de control (referida como “Grabado con ácido únicamente”), una muestra a la cual se le añadió una capa de las composiciones de recubrimiento del Compuesto 1, y una muestra a la cual se le añadió una capa de la composición de recubrimiento del Compuesto 2 (no de acuerdo con la invención). Las probetas pretratadas de manera similar se adhirieron a continuación con una formulación de adhesivo comercialmente disponible BM4601 (suministrada por Dow Automotive Systems, Wilmington, DE), y se recubrieron con una formulación de lubricante DC-290 (suministrada por Quaker Chemical B.V.; Uithoorn, Países Bajos). Las probetas adheridas se sometieron a continuación a una prueba de la durabilidad de adherencia, en donde las probetas adheridas se sometieron a una tensión de 2400 N, mientras que se sometían a la exposición cíclica a la inmersión en una solución acuosa de sal, seguido de una exposición a una atmósfera con alta humedad (p. ej., al menos aproximadamente 75% de humedad relativa (HR)), y alta temperatura (p. ej., al menos aproximadamente 30°C). Se consideró que las muestras que terminaban al menos 20 ciclos de la prueba de durabilidad de adherencia pasaban.
Como resulta evidente a partir de la Figura 1, las muestras tratadas con el Compuesto 1 y el Compuesto 2 (no de acuerdo con la invención) pasaron la prueba de durabilidad de adherencia tanto en la aleación de aluminio de la serie 5xxx como en la aleación de aluminio de la serie 6xxx. El Compuesto 2 (no de acuerdo con la invención) proporcionó un incremento significativo en la durabilidad de adherencia en la aleación de aluminio de la serie 5xxx. Se demostró que las composiciones de recubrimiento descritas en el presente documento mejoraban la durabilidad de adherencia tanto en la aleación de aluminio de la serie 5xxx como en la aleación de aluminio de la serie 6xxx, cuando se comparaban con la muestra control (es decir, una muestra de aleación de aluminio no pretratada limpiada a través un procedimiento de grabado al ácido).
Varias realizaciones de la invención se han descrito en cumplimiento de los varios objetivos de la invención. Deberá reconocerse que estas realizaciones son meramente ilustrativas de los principios de la presente invención. Numerosas modificaciones y adaptaciones de la misma serán fácilmente evidentes para los expertos en la técnica, sin apartarse del alcance de la presente invención, como se define en las reivindicaciones siguientes.
Claims (10)
- REIVINDICACIONES 1. Un compuesto de la Fórmula I:en donde: n e y son cada uno, independientemente, un número entero de 1 a 10; L es -S-, -SO<2>-, -O-, -NR- o -N-(CH<2>)p-OP(OH)<2>-, en donde R es H o alquilo sustituido o no sustituido y p es de 1 a 10; R1 y R3 se seleccionan cada uno, independientemente entre H y alquilo sustituido o no sustituido; y R2 se selecciona entre OR4, alquilo sustituido o no sustituido, y fenilo sustituido o no sustituido, en donde R4 se selecciona entre H y alquilo sustituido o no sustituido.
- 2. El compuesto de la reivindicación 1, en donde n e y son cada uno 1; y/o en donde L es -NH; y/o en donde R1 y R3 son cada uno, H y R2 es OH.
- 3. El compuesto de la reivindicación 1 o 2, en donde el compuesto es
- 4. Un método para recubrir una superficie de un sustrato metálico, que comprende aplicar a una superficie de un sustrato metálico una composición de recubrimiento que comprende un compuesto de la Fórmula I:
- en donde: n e y son cada uno, independientemente, un número entero de 1 a 10; L es -S-, -SO<2>-, -O-, -NR- o -N-(CH<2>)p-OP(OH)<2>-, en donde R es H o alquilo sustituido o no sustituido y p es de 1 a 10; R1 y R3 se seleccionan cada uno, independientemente entre H y alquilo sustituido o no sustituido; y R2 se selecciona entre OR4, alquilo sustituido o no sustituido, y fenilo sustituido o no sustituido, en donde R4 se selecciona entre H y alquilo sustituido o no sustituido. 5. El método de la reivindicación 4, en donde n e y son cada uno 1; y/o. en donde L es -NH; y/o en donde R1 y R3 son cada uno, H y R2 es OH; y/o en donde el compuesto es
- 6. El método de la reivindicación 4 o 5, en donde la aplicación se realiza mediante recubrimiento con rodillo, recubrimiento por aspersión o recubrimiento por inmersión; y/o que comprende adicionalmente curar la composición de recubrimiento para proporcionar un sustrato metálico recubierto.
- 7. Un sustrato metálico recubierto, que comprende: un sustrato metálico que comprende al menos una primera superficie; y una capa de recubrimiento adherida a la primera superficie, en donde la capa de recubrimiento comprende un compuesto de la Fórmula I:en donde: n e y son cada uno, independientemente, un número entero de 1 a 10; L es -S-, -SO<2>-, -O-, -NR- o -N-(CH<2>)p-OP(OH)<2>-, en donde R es H o alquilo sustituido o no sustituido y p es de 1 a 10; R1 y R3 se seleccionan cada uno, independientemente entre H y alquilo sustituido o no sustituido; y R2 se selecciona entre OR4, alquilo sustituido o no sustituido, y fenilo sustituido o no sustituido, en donde R4 se selecciona entre H y alquilo sustituido o no sustituido.
- 8. El sustrato metálico recubierto de la reivindicación 7, en donde el sustrato metálico comprende un sustrato de una aleación de aluminio; y en particular en donde el sustrato de una aleación de aluminio comprende una aleación de aluminio de la serie 1xxx, una aleación de aluminio de la serie 2xxx, una aleación de aluminio de la serie 3xxx, una aleación de aluminio de la serie 4xxx, una aleación de aluminio de la serie 5xxx, una aleación de aluminio de la serie 6xxx, una aleación de aluminio de la serie 7xxx, o una aleación de aluminio de la serie 8xxx.
- 9. Una estructura metálica unida, que comprende el sustrato metálico recubierto de la reivindicación 7 u 8 y un segundo sustrato metálico fijado al sustrato metálico recubierto.
- 10. La estructura metálica unida de la reivindicación 9, en donde el segundo sustrato metálico está fijado a la primera superficie del sustrato metálico recubierto; y/o en donde la estructura metálica unida es una parte estructural de transporte, una parte estética de transporte, una carcasa de un dispositivo electrónico, una parte estructural arquitectónica, una parte estética arquitectónica, un recipiente de un producto para el consumidor, o un producto para el consumidor.
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