MX2012007955A - Recubrimientos de proteccion contra la corrosion y metodos de fabricacion. - Google Patents

Recubrimientos de proteccion contra la corrosion y metodos de fabricacion.

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Abstract

Una composición de protección contra la corrosión incluye una mezcla de tres diferentes silanos seleccionados para interactuar y formar un recubrimiento sobre substratos metálicos que tiene mejores propiedades de adhesión y durabilidad, así como de protección contra los rayos UV. Los métodos de la fabricación de la composición de protección contra la corrosión incluyen la mezcla de los silanos y la combinación de la mezcla de silanos con otras mezclas para llegar a la composición de protección contra la corrosión. La sonicación puede ser una manera preferida de mezclar los diversos componentes de las mezclas.

Description

RECUBRIMIENTOS-DE-PROTECCIÓN CONTRA LA CORROSIÓN Y MÉTODOS FABRICACIÓN ANTECEDENTES El deterioro de los materiales debido a la corrosión sigue siendo un problema grave en diversas industrias. Se espera que las pérdidas anuales por corrosión de materiales únicamente en Estados Unidos, alcancen los US$350 mil millones o el 3 - 4% del producto interno bruto. Por lo tanto, ha surgido una gran industria alrededor del desarrollo de los recubrimientos de protección contra la corrosión y similares.
Sin embargo, la tarea de desarrollar recubrimientos satisfactorios que brinden protección contra la corrosión entre metales y aleaciones es una enorme tarea, en parte por las restricciones impuestas por la Agencia de Protección Ambiental (EPA) para el uso de químicos ambientalmente hostiles. Por ejemplo, el aluminio y sus aleaciones históricamente han estado protegidos con recubrimientos de conversión de cromato delgado o imprimadores cromados, pero la EPA ha impuesto restricciones sobre el uso de estos recubrimientos e imprimadores, debido a los riesgos de salud asociados.
Desafortunadamente, las alternativas de los recubrimientos de conversión de cromado también enfrentan sus propios problemas. Los materiales orgánicos - inorgánicos, híbridos de cerámica - polímero (por ejemplo, ceramer) tienen una excelente estabilidad ambiental, pero su uso a largo plazo en climas agresivos sigue siendo cuestionable. El volumen libre asociado con estos recubrimientos híbridos suele abrir rutas de percolación a iones y electrolitos que alcanzan la materia del sustrato e inician la corrosión. Varios recubrimientos orgánicos son susceptibles a la difusión interna de la humedad debido a su estructura microporosa, además de que tienen una tendencia a degradarse en presencia de radiación solar. Los recubrimientos inorgánicos pueden ser relativamente impermeables y resistentes a la degradación solar, pero tienden a ser frágiles y susceptibles a rupturas en sustratos flexibles. Los recubrimientos de silicón pueden incluir contenido de hidrocarburos relativamente alto para garantizar una buena adhesión al sustrato, pero tienden a fallar debido a la deslaminación inducida por la humedad. Incluso los materiales en los que se aplicará recubrimiento de protección anticorrosión pueden causar un mal rendimiento. Por ejemplo, la adherencia de los recubrimientos de protección anticorrosión en materiales de aluminio se puede ver obstruida por la rápida formación de una capa de óxido inerte en la superficie desnuda del aluminio.
SUMARIO A continuación se divulgan realizaciones de una composición de protección contra la corrosión y métodos de su fabricación con una mezcla de silanos. La composición de la protección contra la corrosión se puede utilizar para el recubrimiento de distintos tipos de metales y protección contra corrosión .
En algunas realizaciones, la composición de protección contra la corrosión incluye una primera mezcla de tres silanos. El primer silano puede ser metiltriacetoxisilano, dimetildiacetoxisilano o trimetilacetoxisilano . El segundo silano puede ser metiltrimetoxisilano . El tercer silano puede ser tetrametoxisilano o tetraetoxisilano .
En algunas realizaciones, el método de fabricación de composición de protección contra la corrosión incluye la preparación y combinación de diversas mezclas para producir la composición de protección contra la corrosión. Este método puede incluir el paso de preparación de una mezcla preliminar que incluye tres silanos. El primer silano puede ser metiltriacetoxisilano, dimetildiacetoxisilano o trimetilacetoxisilano . El segundo silano puede ser metiltrimetoxisilano. El tercer silano puede ser tetrametoxisilano o tetraetoxisilano. El método también puede incluir un paso para preparar una mezcla intermedia. La mezcla intermedia puede incluir la mezcla preliminar y una primera mezcla complementaria. La primera mezcla complementaria puede incluir una sal de metal alcalino. El método puede incluir un paso adicional para preparar una suspensión coloidal. La suspensión coloidal puede incluir la mezcla intermedia y una segunda mezcla complementaria. La segunda mezcla complementaria puede incluir un alcóxido de titanio. El método puede incluir un paso para preparar una composición de protección contra la corrosión. La composición de protección contra la corrosión puede incluir la suspensión coloidal y una tercera mezcla complementaria. La tercera mezcla complementaria puede incluir un catalizador de estaño o un catalizador de titanio.
Se entiende que lo anterior es un breve resumen de diversos aspectos de algunas realizaciones divulgadas. Por lo tanto, el alcance de la divulgación no necesita incluir todos los aspectos ni referir o resolver todos los problemas mencionados en los antecedentes anteriores. Asimismo, existen otros aspectos de las realizaciones divulgadas que serán aparentes al proceder la especificación.
Lo anterior, junto con otras características, utilidades y ventajas del tema descrito en el presente serán evidentes a partir de la siguiente descripción más específica de ciertas realizaciones, tal como se ilustra en los diagramas que la acompañan. En este aspecto, se debe entender que el alcance de la invención estará determinado por las reivindicaciones emitidas y no por el hecho de que cierto tema incluya algunas o todas las características o aspectos indicados en este Resumen o resuelva los problemas indicados en los Antecedentes.
BREVE DESCRIPCIÓN DE LOS DIAGRAMAS Las realizaciones preferidas y otras se divulgan en asociación con los diagramas adjuntos en los que: La Figura 1 ilustra un posible modo de interacción entre los silanos utilizados en la composición y en los métodos descritos en el presente; La Figura 2 es un diagrama de flujo que detalla el método de fabricación de una composición de protección contra la corrosión, tal como se divulga en el presente; La Figura 3 es una serie de imágenes de VIEEW de cupones de aleación de aluminio recubiertos y no recubiertos después de su inmersión en solución de NaCI al 3.15 wt% durante 30 días; La Figura 4 es una serie de imágenes de VIEEW de cupones de aleación de aluminio recubiertos y no recubiertos después de su inmersión en solución de Harrison al 10% durante 30 días; y La Figura 5 es una serie de imágenes de VIEEW tomadas de la aleación de aluminio recubierto y no recubierto después de una exposición en una Cámara de Prueba de Corrosión Cíclica Singleton CCT-10 durante 8 días.
DESCRIPCIÓN DETALLADA La composición de protección contra la corrosión descrita en el presente por lo general incluye una primera mezcla de tres silanos distintos. Los tres silanos pueden interactuar para formar una red que será el fundamento de la composición de protección contra la corrosión. Para crear la red deseada, se pueden seleccionar silanos específicos para la primera mezcla.
El primer silano incluido en la primera mezcla puede ser metiltriacetoxisilano, dimetildiacetoxisilano o trimetilacetoxisilano. El primer silano se puede seleccionar de este grupo debido a la presencia de grupos metilo y grupos acetato en los compuestos. Como parte de la síntesis de la red de la composición de protección contra la corrosión, los grupos metilos pueden inducir hidrólisis fácil de los grupos acetato que contienen silano.
El segundo silano incluido en la primera mezcla puede ser metiltrimetoxisilano . De manera similar al primer silano, el metiltrimetoxisilano se puede seleccionar como el segundo silano debido a la presencia de los grupos metilo y la capacidad de los metilo para promover la hidrólisis de los enlaces metoxi en el segundo silano.
El tercer silano incluido en la primera mezcla puede ser tetrametoxisilano o tetraetoxisilano . El tercer silano se puede seleccionar como silano capaz de formar una vinculación cruzada de los silanos formados después de la hidrólisis en el primer y segundo silanos, y finalmente formando la red de composición de protección contra la corrosión.
Cada uno de los silanos utilizados en la primera mezcla puede ser de aproximadamente 90% a alrededor de 99% puro. La cantidad de cada silano en la primera mezcla por lo general puede ser cualquier cantidad que resulte en la formación de la red descrita con anterioridad. En algunas realizaciones, de 3.0% aproximadamente a alrededor de 10.0% de la primera mezcla puede consistir en el primer silano; aproximadamente de 2.0% a alrededor de 8.0% de la primera mezcla puede ser el segundo silano; y aproximadamente de 0.5% a alrededor de 3.0% de la primera mezcla puede ser el tercer silano. Las desviaciones con respecto a estas cantidades pueden causar características no deseables en la composición de la protección contra corrosión. Por ejemplo, cantidades excesivas del primer silano en la composición de protección contra la corrosión puede causar corrosión del sustrato al recubrirlo con la composición de protección contra la corrosión. Las cantidades excesivas del segundo silano pueden causar que un recubrimiento tenga propiedades de barrera deficientes . Las cantidades excesivas del tercer silano pueden causar que se resquebraje el recubrimiento formado por la composición de protección contra la corrosión.
La primera mezcla puede incluir, además, uno o más solventes para facilitar la interacción entre los tres silanos. Se puede utilizar cualquier solvente adecuado. En algunas realizaciones, el solvente puede ser isopropanol, metanol, etanol, butanol o cualquier combinación de los mismos. La cantidad de solventes en la primera mezcla puede oscilar de aproximadamente 79.0% a alrededor de 94.5% de la primera mezcla.
En algunas realizaciones, la composición de protección contra la corrosión puede incluir más mezclas. En algunas realizaciones, se incluye una segunda mezcla con la primera mezcla como parte de la composición de protección contra la corrosión. La segunda mezcla puede generalmente incluir una sal metálica alcalina. La sal metálica alcalina puede servir como regulador del pH. Se puede utilizar cualquier sal metálica alcalina adecuada. En algunas realizaciones, la sal metálica alcalina puede ser bicarbonato de sodio o bicarbonato de potasio. La segunda mezcla también puede incluir agua ultra pura. La sal metálica alcalina puede ir de aproximadamente 2.0% a alrededor de 15.0% de la segunda mezcla, y el agua ultra pura puede ir de aproximadamente 85.0% a alrededor de 98.0% de la segunda mezcla.
Una tercera mezcla que también se puede incluir como parte de la composición de protección contra la corrosión, puede generalmente incluir un alcóxido de titanio. El alcóxido de titanio se puede incluir en la composición para proporcionar protección contra la luz UV a la composición. Al alcóxido de titanio puede incorporarse en la red de la composición. Se puede utilizar cualquier alcóxido de titanio adecuado. En algunas realizaciones, el alcóxido de titanio puede ser etóxido de titanio (IV) o metóxido de titanio (IV) . La tercera mezcla también puede incluir un solvente. Se puede utilizar cualquier solvente adecuado. En algunas realizaciones, el solvente puede ser isopropanol, metanol, etanol, butanol o cualquier combinación de los mismos. El alcóxido de titanio puede ir de aproximadamente 0.1% a alrededor de 2.0% de la tercera mezcla, y el solvente puede ir de aproximadamente 98.0% a alrededor de 99.9% de la tercera mezcla.
Una cuarta mezcla que también se puede incluir como parte de la composición de protección contra la corrosión por lo general puede incluir un catalizador estaño o un catalizador titanio. Se puede utilizar cualquier catalizador estaño o catalizador titanio adecuado. En algunas realizaciones, el catalizador estaño puede ser dilaurato de dibutil estaño, di-n-butildiacetoxitina, diisooctilmaleato de dibutiltina, di-n-butil bis (2 , 4-pentanodionato) estaño, di-n-butilbutoxiclorotina, dioctiltindilaurato, dineodecanoato de dimeltitina y bis (neodecanoato) estaño . En algunas realizaciones, el catalizador titanio puede ser titanio 2-etilexóxido, di-n-butóxido (bis-2,4- pentanodionato) de titanio, diisopropóxido (bis-2 , 4-pen-tanodionato) de titanio, diisopropóxido bis(etil-acetoacetato) de titanio, trimetilsilóxido de titanio. El catalizador estaño de titanio se puede utilizar para incrementar el proceso de endurecimiento de la composición de protección contra la corrosión.
En algunas realizaciones, la cuarta mezcla también puede incluir un segundo solvente y un co- solvente. Cualquier solvente adecuado puede utilizarse para la cuarta mezcla. En algunas realizaciones, el segundo solvente puede ser isopropanol, metanol, etanol, butanol o cualquier combinación de los mismos, y el co- solvente puede ser dietiléter. Se puede utilizar el co-solvente en la cuarta mezcla por su capacidad para limpiar superficies. El catalizador de estaño a titanio puede ir de aproximadamente 0.05% a alrededor de 0.20% de la cuarta mezcla, el segundo solvente puede ir de aproximadamente 30.0% a alrededor de 50.0% de la cuarta mezcla, y el co-solvente puede ir de aproximadamente 50.0% a alrededor de 70.0% de la cuarta mezcla. En algunas realizaciones, el segundo solvente puede ir de 40.02% a alrededor de 40.03% de la cuarta mezcla, y el co-solvente de aproximadamente 59.88% a alrededor de 59.97% de la cuarta mezcla.
Una vez utilizadas las cuatro mezclas en la composición de protección contra la corrosión, la primera mezcla puede ir de aproximadamente 50.0% a alrededor de 80.0% de la composición de protección contra la corrosión, la segunda mezcla puede ir de aproximadamente 0% a alrededor de 10.0% de la composición de protección contra la corrosión, la tercera mezcla puede ir de aproximadamente 5.0% a alrededor de 25.0% de la composición de protección contra la corrosión y la cuarta mezcla puede ir de aproximadamente 5.0% a alrededor de 25.0% de la composición de protección contra la corrosión. En algunas realizaciones, la primera mezcla puede ir de aproximadamente 63.0% a alrededor de 70.0% de la composición de protección contra la corrosión, la segunda mezcla puede ir de aproximadamente 3.0% a alrededor de 4.0% de la composición de protección contra la corrosión, la tercera mezcla puede ir de aproximadamente 13.0% a alrededor de 17.0% de la composición de protección contra la corrosión y la cuarta mezcla puede ir de aproximadamente 13.0% a alrededor de 17.0% de la composición de protección contra la corrosión.
En cuanto a la Figura 1, se muestra un posible mecanismo de reacción entre las cuatro mezclas.
Un método para fabricación de la composición de protección contra la corrosión descrita en el presente, por lo general puede incluir la preparación de varias mezclas y la combinación de dichas mezclas para finalmente llegar a la composición de protección contra la corrosión. Con referencia a la Figura 2, el método generalmente puede incluir un paso 200 de preparación de una mezcla preliminar de tres diferentes silanos, un paso 210 de preparación de una mezcla intermedia de la mezcla preliminar y una primera mezcla complementaria que incluye una sal metálica alcalina, un paso 220 de preparación de una suspensión coloidal de la mezcla intermedia y una segunda mezcla complementaria que incluye un alcóxido de titanio, y un paso 230 de preparación de una composición de protección contra la corrosión de la suspensión coloidal y una cuarta mezcla complementaria que incluye un catalizador estaño o titanio.
A partir del paso 200, se puede preparar la mezcla preliminar combinando tres silanos diferentes. La mezcla preliminar puede ser similar o idéntica a la primera mezcla descrita anteriormente con mayor detalle. Al igual que con la primera mezcla descrita con anterioridad más detalladamente, la mezcla preliminar puede incluir además un solvente, como isopropanol .
Se puede utilizar cualquier manera de preparar la mezcla preliminar que incluya la combinación de los tres silanos juntos. En algunas realizaciones, la preparación de la mezcla preliminar puede incluir la combinación de los tres silanos en un recipiente y la sonicación de los materiales para promover la interacción entre los silanos. La sonicación se puede realizar con cualquier aparato de sonicar mezclas. La sonicación también se puede realizar durante cualquier periodo de tiempo adecuado. En algunas realizaciones, la sonicación se realiza de aproximadamente 2.0 minutos a alrededor de 30.0 minutos, y de preferencia durante unos 15 minutos.
Con respecto al paso 210, se puede preparar la mezcla intermedia combinando la mezcla preliminar con una primera mezcla complementaria. La primera mezcla complementaria puede ser similar o idéntica a la segunda mezcla descrita anteriormente con mayor detalle, incluyendo la presencia de una sal metálica alcalina en la mezcla. Asimismo, según lo descrito anteriormente con respecto a la segunda mezcla, la primera mezcla complementaria puede incluir agua ultra pura. Se puede utilizar cualquier forma de preparación de la primera mezcla complementaria que incluye combinación de la sal metálica alcalina y el agua ultra pura. En algunas realizaciones, la preparación de la primera mezcla complementaria puede incluir la combinación de la sal metálica alcalina y el agua ultra pura en un recipiente y realizar la sonicación de los materiales. La sonicación se puede realizar con cualquier aparato capaz de sonicar mezclas. La sonicación también puede ser realizada durante cualquier periodo de tiempo adecuado. En algunas realizaciones, la sonicación se realiza durante aproximadamente 2.0 minutos a alrededor de 30.0 minutos, y de preferencia durante unos 15 minutos.
Se puede utilizar cualquier forma de preparación de la mezcla intermedia que incluya la combinación de la mezcla preliminar y la primera mezcla complementaria. En algunas realizaciones, la preparación de la mezcla intermedia puede incluir la combinación de la mezcla preliminar y la primera mezcla complementaria en un recipiente y la sonicación de los materiales. La sonicación se puede realizar con cualquier aparato capaz de sonicar mezclas. La sonicación también puede ser realizada durante cualquier periodo de tiempo adecuado. En algunas realizaciones, la sonicación se realiza durante aproximadamente 2.0 minutos a alrededor de 60.0 minutos, y de preferencia durante unos 30 minutos.
Con respecto al paso 220, se puede preparar la suspensión coloidal combinando la mezcla intermedia con una segunda mezcla complementaria. La segunda mezcla complementaria puede ser similar o idéntica a la tercera mezcla descrita anteriormente con mayor detalle, incluyendo la presencia de un alcóxido de titanio en la mezcla. Asimismo, como se describe anteriormente con respecto a la tercera mezcla, la segunda mezcla complementaria puede incluir un solvente. Se puede utilizar cualquier forma para preparar la segunda mezcla complementaria que incluya la combinación del alcóxido de titanio y el solvente. En algunas realizaciones, la preparación de la segunda mezcla complementaria puede incluir la combinación del alcóxido de titanio y el solvente en un recipiente, así como la sonicación de los materiales. La sonicación se puede realizar con cualquier aparato capaz de sonicar mezclas. La sonicación también puede ser realizada durante cualquier periodo de tiempo adecuado. En algunas realizaciones, la sonicación se realiza durante aproximadamente 2.0 minutos a alrededor de 30.0 minutos, y de preferencia durante unos 15 minutos.
Se puede utilizar cualquier forma para preparar la suspensión coloidal que incluya la combinación de la mezcla intermedia y la segunda mezcla complementaria. En algunas realizaciones, la preparación de la suspensión coloidal puede incluir la combinación de la mezcla intermedia y la segunda mezcla complementaria en un recipiente, así como la sonicación de los materiales. La sonicación se puede realizar con cualquier aparato capaz de sonicar mezclas. La sonicación también puede ser realizada durante cualquier periodo de tiempo adecuado. En algunas realizaciones, la sonicación se realiza durante aproximadamente 2.0 minutos a alrededor de 60.0 minutos, y de preferencia durante unos 30 minutos.
Con respecto al paso 230, la composición de protección contra la corrosión se puede preparar combinando la suspensión coloidal con una tercera mezcla complementaria. La tercera mezcla complementaria puede ser similar o idéntica a la cuarta mezcla descrita arriba con mayor detalle, incluyendo la presencia de un catalizador estaño titanio en la mezcla. Asimismo, como se describe anteriormente con respecto a la cuarta mezcla, la tercera mezcla complementaria puede incluir un solvente y un co-solvente. Se puede utilizar cualquier forma de preparar la tercera mezcla complementaria que incluya la combinación del catalizador estaño o titanio, el solvente y el co-solvente. En algunas realizaciones, la preparación de la tercera mezcla complementaria puede incluir la combinación del catalizador estaño o titanio, el solvente y el co-solvente en uri recipiente, así como la sonicación de los materiales. La sonicación se puede realizar con cualquier aparato capaz de sonicar mezclas. La sonicación también puede ser realizada durante cualquier periodo de tiempo adecuado. En algunas realizaciones, la sonicación se realiza durante aproximadamente 2.0 minutos a alrededor de 30.0 minutos, y de preferencia durante unos 15 minutos.
Se puede utilizar cualquier forma de preparar la composición de protección contra la corrosión que incluya la combinación de la suspensión coloidal y la tercera mezcla complementaria. En algunas realizaciones, la preparación de la composición de protección contra la corrosión puede incluir la combinación de la suspensión coloidal y la tercera mezcla complementaria en un recipiente, así como la sonicación de los materiales. La sonicación se puede realizar con cualquier aparato capaz de sonicar mezclas. La sonicación también puede ser realizada durante cualquier periodo de tiempo adecuado. En algunas realizaciones, la sonicación se realiza durante aproximadamente 2.0 minutos a alrededor de 60.0 minutos, y de preferencia durante unos 30 minutos.
La composición de protección contra la corrosión fabricada por el método descrito en el presente puede ser en general un líquido incoloro y transparente. En algunas realizaciones, se puede agregar pigmento a la composición para darle color a la misma. La viscosidad de la composición de protección contra la corrosión es relativamente baja, y en general puede ser similar a la viscosidad del agua. La baja viscosidad de la composición de protección contra la corrosión puede permitir que la composición se introduzca en los resquicios del sustrato a recubrir.
Los substratos pueden quedar recubiertos con la composición de protección contra la corrosión descrita en el presente por cualquier método adecuado . En algunas realizaciones, la composición se puede rociar o aplicar con una brocha en el substrato, o se puede recubrir el substrato sumergiéndolo con la composición. Después de aplicar la composición al substrato, se puede permitir que la composición se endurezca y forme un recubrimiento en el substrato. En general, el recubrimiento puede estar seco al tacto a los 30 minutos de haber aplicado el recubrimiento y se puede manejar a las 3 horas de haber aplicado el recubrimiento. Si queda bajo condiciones de temperatura ambiente, el recubrimiento puede quedar casi totalmente curado en un lapso de aproximadamente 12 horas después de haber aplicado el recubrimiento y de haber alcanzado su fuerza completa después de aproximadamente 6 días . El proceso total de curado se puede acelerar con curado a temperaturas elevadas, por ejemplo, 40° y 60° C. Como se indica anteriormente, el proceso de endurecimiento también se puede acelerar utilizando un catalizador estaño o titanio. El recubrimiento resultante puede ser en general una película transparente, dura, delgada en la superficie del substrato. En algunas realizaciones, el recubrimiento puede tener un grosor que va de aproximadamente 2 m a alrededor de 5 µp?.
El recubrimiento formado mediante la aplicación de la composición de protección contra la corrosión en el substrato puede formar enlaces covalentes con el substrato para garantizar una buena adherencia y proteger contra la deslaminación. Por ejemplo, en el caso del recubrimiento de substratos de aluminio, la composición puede marcar la capa de óxido de la superficie del substrato de aluminio para revelar funcionalidades hidroxilo. Las funcionalidades reactivas de la composición pueden formar entonces enlaces químicos estables con las funcionalidades del substrato.
Se puede recubrir cualquier substrato metálico con la composición de protección contra la corrosión, incluyendo las aleaciones de diversos metales. Como se indica con anterioridad, se ha demostrado que la composición de protección contra la corrosión es especialmente útil para el recubrimiento de substratos de aluminio y aleaciones de aluminio.
Los recubrimientos en substratos producidos por la composición de protección contra la corrosión se pueden recubrir con recubrimientos superiores especialmente desarrollados a fin de brindar características benéficas adicionales al substrato recubierto .
Ejemplos Para cada uno de los Ejemplos mostrados más adelante, se recubrieron por sumergimiento cupones metálicos de 2 pulgadas por 2 pulgadas con la composición de protección contra la corrosión descrita en el presente. Los cupones recubiertos se secaron al aire por la noche y luego se calentaron a 60° C por 5 horas, con la excepción de los cupones utilizados para pruebas de inmersión, que se curaron durante 15 días a 60° C. Los cupones recubiertos se almacenaron entonces en una caja seca (McDry). a humedad relativa de 2% hasta que fueron requeridos para los experimentos. Se obtuvieron resultados similares a los descritos a continuación con cupones secados al aire en condiciones de temperatura ambiente durante 24 horas, y luego calentados de 40° C a 60° C por 2 horas para ser finalmente dejados bajo condiciones ambiente durante 48 horas.
Ejemplo 1 - Estudios de Exposición a Exteriores y Corrosión En total, para este estudio se utilizaron 12 cupones de aleación de aluminio - cuatro cupones 2" x 2" 6061A1, cuatro cupones 2" x 2" 2024A1 y cuatro cupones 2" x 2" 7075 Al. Se dejó desnudo un cupón de cada juego y se recubrieron dos cupones de cada conjunto con la composición de protección contra la corrosión, mientras que un cupón de cada juego se recubrió y se grabó. Los 12 cupones se montaron en un armazón de prueba y se expusieron al sitio de prueba de elevado de Muana Loa en la Gran Isla, HI, el cual fue establecido por el Laboratorio de Corrosión de Hawái, University of Hawaii. Se seleccionó este sitio de prueba por su alto nivel de exposición a la radiación solar. Se recuperaron los cupones después de 4 meses de exposición.
Se escaneó cada cupón utilizando un instrumento' VIEEW antes y después del periodo de exposición de 4 meses. La comparación visual de los escaneos VIEEW antes y después de la exposición no reveló ningún daño visible en los cupones recubiertos con la composición de protección contra la corrosión.
Ejemplo 2 - Prueba de Inmersión Se preparó una solución de NaCl al 3.15 wt% utilizando agentes químicos grado reactivo y agua ultra pura con resistividad de 18 ?O-cm. Se preparó una solución de Harrison agregando 3.5 g/L de sulfato de amonio y 0.5 g/1 de cloruro de sodio en agua ultra pura. Se diluyó la solución de Harrison a una potencia del 10%.
Inmersión en NaCl Se recubrió un conjunto de tres cupones de tres diferentes aleaciones de aluminio (2024A1, 6061A1 y 7075A1) con la composición de protección contra la corrosión, como se describe anteriormente y se sumergieron en la solución de NaCl al 3.15 wt%, como se describe con anterioridad, durante 30 días. Asimismo, se sumergieron cupones no recubiertos de las mismas aleaciones de aluminio de manera simultánea para comparación. La Figura 3 muestra el análisis VIEEW de los cupones recubiertos (C) y no recubiertos (UC) después de 30 días de inmersión. Los cupones no recubiertos sufrieron daño superficial por corrosión, mientras que los cupones recubiertos no se vieron afectados. La ligera corrosión en los bordes de los cupones recubiertos se puede deber a defectos en los bordes del recubrimiento durante el proceso de recubrimiento por sumergimiento.
Inmersión en Solución de Harrison Se expuso un conjunto de nueve cupones recubiertos de aleaciones de aluminio (2024A1, 6061A1 y 7075A1) y tres cupones no recubiertos a Q-Sun por 60 horas. Seis de los nueve cupones recubiertos y los tres cupones no recubiertos se sumergieron subsecuentemente en solución de Harrison preparada como se describe arriba. También se sumergieron seis cupones adicionales recubiertos no expuestos al UV en la solución de Harrison preparada como se describe anteriormente. Se sacaron los cupones después de 30 días de inmersión. A continuación, se lavaron todos los cupones con agua ultra pura y se dejaron secar al aire, y en ese momento se tomaron imágenes VIEEW de cada cupón. La Figura 4 muestra las imágenes VIEEW tomadas para las diversas muestras. Cada muestra está etiquetada con el tipo de aleación de aluminio e indica si estaba recubierta (C) o no recubierta (UC) y si se expuso a radiación UV (E) o no se expuso a radiación UV (UE) .
Ni los cupones expuestos a radiación UV ni los cupones no expuestos a radiación UV mostraron signos de corrosión, lo que sugiere que la composición de protección contra la corrosión actuó como recubrimiento impermeable bajo condiciones de inmersión, incluso después de la exposición UV. Los cupones no recubiertos sufrieron corrosión severa.
Ejemplo 3 - Prueba de Corrosión Acelerada bajo Condiciones Climáticas Se montaron tres tipos de cupones de aleación de aluminio recubiertos (2024A1, 6061A1 y 7075A1) en un armazón plástico y se expusieron a condiciones ambientales climáticas aceleradas en una Cámara de Prueba de Corrosión Cíclica Singleton CCT-10 durante 8 días. Se grabó un cupón cubierto de cada juego para estudiar el efecto de la corrosión a un defecto de recubrimiento deliberado. Para objetos de comparación, se expusieron simultáneamente cupones no recubiertos de las mismas aleaciones de aluminio. La prueba se realizó según las normas GM9540P. La Figura 5 muestra las imágenes VIEEW de los cupones después de la exposición .
Los cupones no recubiertos sufrieron severo daño en la superficie por corrosión, mientras que los cupones recubiertos no se vieron afectados . La ligera corrosión en los bordes de los cupones recubiertos se puede deber a los defectos del grabado. Los cupones recubiertos grabados mostraron corrosión en el área del grabado, pero no hubo señales de que se levantara el recubrimiento en las zonas adyacentes a las áreas grabadas.
En vista de las diversas posibles realizaciones a las que se pueden aplicar los principios de la invención divulgada en el presente, es preciso reconocer que las realizaciones ilustradas son únicamente los ejemplos preferidos de la invención y no se deben considerar como limitaciones de alcance de la misma. En lugar de ello, el alcance de la invención se define por las siguientes reivindicaciones. Por lo tanto, reivindicamos como nuestra invención todo aquello que se encuentra dentro del alcance y espíritu de estas reivindicaciones.

Claims (27)

REIVINDICACIONES
1. Una composición de protección contra la corrosión que incluye : una primera mezcla que incluye : un primer silano seleccionado del grupo formado por metiltriacetoxisilano, dimetildiacetoxisilano y trimetilacetoxisilano; un segundo silano de metiltrimetoxisilano; y un tercer silano seleccionado del grupo formado por tetrametoxisilano y tetraetoxisilano .
2. La composición de protección contra la corrosión como se indica en la reivindicación 1, que además incluye: una segunda mezcla que incluye una sal metálica alcalina.
3. La composición de protección contra la corrosión como se indica en la reivindicación 2, donde la sal metálica alcalina es bicarbonato de sodio o bicarbonato de potasio.
4. La composición de protección contra la corrosión como se indica en la reivindicación 2, que además incluye: una tercera mezcla formada por un alcóxido de titanio.
5 . La composición de protección contra la corrosión como se indica en la reivindicación 4, donde el alcóxido de titanio es etóxido de titanio (IV) o metóxido de (IV) .
6. La composición de protección contra la corrosión como se indica en la reivindicación 3, que además incluye: una cuarta mezcla formada por un catalizador de estaño o un catalizador de titanio.
7. La composición de protección contra la corrosión como se indica en la reivindicación 6, donde el catalizador estaño se selecciona del grupo formado por dilaurato de dibutil estaño, di-n-butildiacetoxitina, diisooctilmaleato de dibutiltina, di-n-butil bis (2 , 4-pentanodionato) estaño, di-n-butilbutoxiclorotina, dioctiltindilaurato, dineodecanoato de dimetiltina y bis (neodecanoato) tino, y el catalizador titanio seleccionado del grupo formado por 2-etilexóxido de titanio, di-n-butóxido (bis-2,4- pentanodionato) de titanio, diisopropóxido (bis-2 , 4-pen-tanodionato) de titanio, diisopropóxido bis (etil-acetoacetato) de titanio, trimetilsilóxido de titanio.
8. La composición de protección contra la corrosión como se indica en la reivindicación 1, donde la primera mezcla incluye además un primer solvente .
9. La composición de protección contra la corrosión como se indica en la reivindicación 8, donde el primer solvente se selecciona del grupo formado por isopropanol, metanol, etanol y butanol .
10. La composición de protección contra la corrosión como se indica en la reivindicación 6, donde la cuarta mezcla incluye además un segundo solvente y un co-solvente.
11. La composición de protección contra la corrosión como se indica en la reivindicación 10, donde el segundo solvente se selecciona del grupo formado por isopropanol, metanol, etanol y butanol y el co-solvente es dietiléter.
12. La composición de protección contra la corrosión como se indica en la reivindicación 1, donde cada uno de los silanos, primer silano, segundo silano y tercer silano, tienen una pureza de aproximadamente 90% a alrededor de 99%.
13. La composición de protección contra la corrosión como se indica en la reivindicación 1, donde la primera mezcla está formada de un 3.0% a 10.0% por el primer silano, de 2.0% a 8.0% del segundo silano y de 0.5% a 3.0% del tercer silano.
14. La composición de protección contra la corrosión como se indica en la reivindicación 2, donde la segunda mezcla incluye una sal metálica alcalina de 2.0% a 15.0%.
15. La composición de protección contra la corrosión como se indica en la reivindicación 4, donde la tercera mezcla incluye de 0.1% a 2.0% de alcóxido de titanio.
16. La composición de protección contra la corrosión como se indica en la reivindicación 6, donde la cuarta mezcla incluye del 0.05% a 0.20% de catalizador estaño o catalizador titanio.
17. Un método de fabricación de una composición de protección contra la corrosión que incluye: preparación de una mezcla preliminar que incluye: un primer silano seleccionado del grupo formado por metiltriacetoxisilano, dimetildiacetoxisilano y trimetilacetoxisilaño,· un segundo silano formado por metiltrimetoxisilano,- y un tercer silano seleccionado del grupo formado por tetrametoxisilano y tetraetoxisilano . preparación de una mezcla intermedia que incluye la mezcla preliminar y una primera mezcla complementaria, donde la primera mezcla complementaria está formada por una sal metálica alcalina; preparación de una solución coloidal que incluye la mezcla intermedia y una segunda mezcla complementaria, donde la segunda mezcla complementaria incluye un alcóxido de titanio; preparación de una composición de protección contra la corrosión que incluye la suspensión coloidal y una tercera mezcla complementaria, donde la tercera mezcla complementaria incluye un catalizador estaño o un catalizador titanio.
18. El método como se indica en la reivindicación 17, donde la mezcla preliminar incluye además un primer solvente.
19. El método como se indica en la reivindicación 17, donde la preparación de la mezcla preliminar incluye la sonicación del primer silano, el segundo silano y el tercer silano.
20. El método como se indica en la reivindicación 17, donde la primera mezcla complementaria incluye además agua ultra pura.
21. El método como se indica en la reivindicación 20, donde la primera mezcla complementaria se prepara sonicando la sal metálica alcalina y el agua ultra pura.
22. El método como se indica en la reivindicación 17, donde 1 segunda mezcla complementaria incluye además un segund solvente .
23. El método como se indica en la reivindicación 22, donde la segunda mezcla complementaria se prepara sonicando el alcóxido de titanio y el segundo solvente. 24. El método como se indica en la reivindicación 17, donde la tercera mezcla complementaria incluye además un tercer solvente y un co-solvente.
24. El método como se indica en la reivindicación 24, donde la tercera mezcla complementaria se prepara sonicando el tercer solvente, el co-solvente y el catalizador estaño o catalizador titanio.
25. El método como se indica en la reivindicación 17, donde la preparación de la mezcla intermedia incluye la sonicación de la mezcla preliminar y la primera mezcla complementaria.
26. El método como se indica en la reivindicación 17, donde la preparación de la suspensión coloidal incluye la sonicación de la mezcla intermedia y la segunda mezcla complementaria.
27. El método como se indica en la reivindicación 17, donde la preparación de la composición de protección contra la corrosión incluye la sonicación de la suspensión coloidal y la tercera mezcla complementaria.
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