MXPA00012445A - Prevencion de corrosion de metales usando silanos de polisulfuro bifuncional. - Google Patents
Prevencion de corrosion de metales usando silanos de polisulfuro bifuncional.Info
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Abstract
Un metodo para evitar la corrosion de metales usando silanos de polisulfuro bifuncional. El metodo incluye proporcionar una superficie de metal, y aplicar una solucion de tratamiento en la superficie de metal La solucion de tratamiento incluye por lo menos un silano de polisulfuro bifuncional hidrolizado de la formula (I): en donde cada R es un alquilo o un grupo acetilo, y Z es ya sea -Sx o -Q-Sx-Q-, en donde cada Q es un grupo alifatico o aromatico, y x es un entero de 2 a 9. Una solucion de tratamiento y superficie de metal que tiene resistencia a la corrosion mejorada tambien se proporciona.
Description
PREVENCIÓN DE CORROSIÓN DE METALES USANDO SILANOS DE POLISULFURO BIFUNCIONAL
DESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓN La presente invención se relaciona a un método para 5 evitar la corrosión de superficies metálicas. Más particularmente, la presente invención proporciona un método para evitar la corrosión de una superficie de metal que comprende aplicar una solución que contiene uno o más silanos de polisulfuro bifuncional a la superficie de metal. El
10 método es particularmente útil para tratar superficies de zinc, cobre, aluminio, y aleaciones de los metales anteriores (tales como latón y bronce) . La mayoría de los metales son susceptibles a grados variados y tipos de corrosión, lo cual significativamente
15 afectará la calidad de tales metales, así como también aquellos de los productos producidos a partir de los mismos. Aunque muchas formas de corrosión pueden algunas veces ser evitadas, tales etapas son costosas y pueden disminuir además la utilidad del producto final. Además, cuando los
20 recubrimientos de polímero tales como pinturas, adhesivos, o cauchos son aplicados al metal, la corrosión del material de metal base puede provocar una pérdida de adhesión entre el recubrimiento de polímero y el metal base. Las técnicas de destreza para mejorar la
25 resistencia a la corrosión de metales, particularmente lámina
¡¿--J -JL! metálica, incluyen pasivar la superficie por medio de un tratamiento cromato pesado. Tales métodos de tratamiento son indeseables, sin embargo, debido a que el ion cromato es altamente tóxico, carcinogénico y ambientalmente indeseable. Se conoce también emplear un recubrimiento de conversión de fosfato en conjunción con un enjuague de cromato para mejorar la adherencia de pintura y proporcionar protección a la corrosión. Se cree que el enjuague de cromato cubre los poros en el recubrimiento de fosfato, por lo que mejora la resistencia a la corrosión y realización de adhesión. Una vez más, sin embargo, es altamente deseable eliminar el uso de cromato completamente. Desafortunadamente, el recubrimiento de conversión de fosfato es generalmente no efectivo sin el enjuague de cromato. Recientemente, se han propuesto varias técnicas para eliminar el uso de cromato. Estas incluyen recubrir el metal con un silicato inorgánico seguido por el tratamiento del recubrimiento de silicato con un silano organofuncional
(Patente Norteamericana No. 5,108,793). La Patente Norteamericana 5,292,549, enseña el enjuague de hoja metálica con una solución que contiene un silano organofuncional y un agente de reticulación para proporcionar protección a la corrosión temporal. El agente de reticulación reticula el silano organofuncional para formar una película de siloxano más densa. Una desventaja significativa de los métodos de
i nrr esta patente, sin embargo, es que el silano organofuncional no se unirá bien a la superficie de metal, y así el fl recubrimiento de la Patente Norteamericana No. 5,292,549 puede ser fácilmente enjuagado. Otras diversas técnicas para 5 prevenir la corrosión de hojas metálicas han sido también propuestas. Muchas de estas técnicas propuestas, sin embargo, son ineficientes, o requieren procesos de etapa múltiple de energía ineficiente que consumen tiempo. Complicando además la tarea para evitar la 10 corrosión de metales es el hecho de que la corrosión puede ocurrir por un número de diferentes mecanismos, dependiendo en gran parte del metal particular en cuestión. El latón, por ejemplo, es muy sensible a la corrosión en ambientes acuosos (particularmente la corrosión uniforme) , dezincificación 15 (especialmente en soluciones que contienen cloruro ácido) , y fraccionamiento de la corrosión de tensión (particularmente en la presencia de amoniaco y aminas) . El cobre, y aleaciones de cobre (incluyendo latón) empañado fácilmente en el aire y en ambientes que contienen azufre. El zinc, y las aleaciones 20 de zinc, por otro lado, son particularmente susceptibles a la formación de "moho blanco" bajo condiciones húmedas. Desafortunadamente, muchos de los métodos de tratamiento de la técnica anterior para la prevención de la corrosión son menos efectivos en zinc, aleaciones de zinc, cobre y
^-^^^^^jttgSffij aleaciones de cobre, especialmente latón y bronce, o son únicamente efectivas para ciertos tipos de corrosión. Así, existe una necesidad para una técnica simple, de bajo costo para prevenir la corrosión de superficies
5 metálicas, particularmente zinc, aleaciones de zinc, aluminio, aleaciones de aluminio, cobre y aleaciones de cobre
(especialmente latón y bronce) . Es un objeto de la presente invención proporcionar un método mejorado para evitar la corrosión de superficies 10 metálicas. Es otro objeto de la presente invención proporcionar una solución de tratamiento para la prevención de la corrosión de superficies metálicas. Es aún otro objeto de la presente invención 15 proporcionar un método para evitar la corrosión de superficies metálicas, particularmente zinc, cobre, aluminio y aleaciones de los metales anteriores. Los objetos anteriores pueden ser efectuados, de acuerdo con un aspecto de la presente invención,
20 proporcionando un método de tratamiento de una superficie de metal para mejorar la resistencia a la corrosión, que comprende las etapas de: (a) proporcionar una superficie de metal; y (b) aplicar una solución de tratamiento dentro de 25 la superficie de metal, la solución de tratamiento contiene
^¿¡^ al menos un silano de polisulfuro bifuncional el cual ha sido por lo menos parcialmente hidrolizado, el silano comprende:
en donde (antes de la hidrólisis) cada R es un alquilo o un grupo acetilo, y Z es ya sea -Sx o -Q-Sx-Q-, en 5 donde cada Q es un grupo alifático o aromático, y x es un entero de 2 a 9 (preferiblemente 4) . • Cada R puede ser elegido individualmente a partir del grupo que consiste de: etilo, metilo, propilo, isopropilo, butilo, isobutilo, sec-butilo, ter-butilo y
10 acetilo. Se entenderá, sin embargo, que la hidrólisis de los resultados de silano en los grupos R (a por lo menos una porción del mismo, y preferiblemente en forma sustancial todos de ellos) siendo reemplazado por un átomo de hidrógeno. Cada Q puede ser individualmente elegido a partir del grupo
• 15 que consiste de alquilo de Ci-Cß (lineal o ramificado) , alquenilo de Ci-Cß (lineal o ramificado) , alquilo de Ci-Cß sustituido con uno o más grupos amino, alquenilo de Ci-Cß sustituido con uno o más grupos amino, bencilo y bencilo sustituido con alquilo de Ci-Cß- Un grupo preferido de silanos
20 comprende bis (trietoxisililpropil) sulfuros que tienen de 2 a 9 átomos de azufre, particularmente bis ( trietoxisilil- propil) tetrasulfuro. fll El método de tratamiento de la presente invención es particularmente útil para metales elegidos a partir del 5 grupo que consiste de: zinc, aleaciones de zinc, cobre, aleaciones de cobre, aluminio y aleaciones de aluminio. Ejemplos de tales superficies metálicas son latón, bronce y aún acero galvanizado sumergido en caliente. La solución de tratamiento también preferiblemente j^k 10 incluye agua y un solvente, tal como uno o más alcoholes (por ejemplo, etanol, metanol, propanol e isopropanol) . La concentración total de los silanos de polisulfuro bifuncional en la solución de tratamiento es entre aproximadamente 0.1% y aproximadamente 25% por volumen, más preferiblemente entre 15 aproximadamente 1% y aproximadamente 5%. Una modalidad preferida incluye entre aproximadamente 3 y aproximadamente 20 partes de metanol (como el solvente) por cada parte de agua . La presente invención también proporciona una
20 solución de tratamiento para prevenir la corrosión de un sustrato metálico, que comprende al menos un silano de polisulfuro bifuncional el cual ha sido al menos parcialmente hidrolizado, el silano de la fórmula: en donde cada R (antes de la hidrólisis) es un alquilo o un grupo acetilo, y Z es ya sea -Sx o -Q-Sx-Q-, en donde cada Q es un grupo alifático o aromático, y x es un entero de 2 a 9. 5 Se proporciona también una superficie de metal que tiene resistencia a la corrosión mejorada, y comprende: • (a) una superficie de metal; y (b) un recubrimiento de silano unido a la superficie de metal, el silano comprende al menos un silano
10 de polisulfuro bifuncional el cual ha sido al menos parcialmente hidrolizado, el silano de polisulfuro bifuncional comprende:
en donde cada R es un alquilo o un grupo acetilo, y Z es ya sea -Sx o -Q-Sx-Q-, en donde cada Q es un grupo 15 alifático o aromático, y x es un entero de 2 a 9. Las Patentes Norteamericanas Nos. 3,842,111, 3,873,489, 3,978,103 y 5,405,985 todas indican que el azufre que contiene los compuestos de organosilicio son útiles como agentes de acoplamiento reactivos y promotores de adhesión
^ para ínter alia , caucho y metales. Es por lo tanto concebido que el método y solución de tratamiento de la presente
5 invención puede ser utilizado para promover la adhesión de cauchos u otros recubrimientos poliméricos, tales como pinturas o adhesivos, a sustratos metálicos. Las superficies recubiertas exhibirán por lo tanto resistencia a la corrosión mejorada mientras producen promoción a la adhesión a flB 10 recubrimientos adicionales provistos en la parte superior del sustrato metálico recubierto del silano de azufre. Los solicitantes han encontrado que la corrosión de superficies metálicas, particularmente superficies de zinc, aleaciones de zinc, aluminio, aleaciones de aluminio, cobre y
15 aleaciones de cobre, pueden ser evitadas aplicando una solución de tratamiento que contiene uno o más silanos de polisulfuro bifuncional, en donde el o los silanos han sido al menos parcialmente hidrolizados . Los silanos de F polisulfuro bifuncional los cuales pueden ser usados para
20 preparar la solución de tratamiento incluyen:
en donde cada R es un alquilo o un grupo acetilo, y Z es ya sea -Sx o -Q-Sx-Q-. Cada Q es un grupo alifático (saturado o insaturado) o aromático, y x es un entero de 2 a 9 (preferiblemente 4) . Cada R dentro del silano que contiene azufre puede ser el mismo o diferente, y así el silano puede incluir ambas porciones alcoxi y acetoxi . Como se describe posteriormente, sin embargo, los silanos se hidrolizan en la solución de tratamiento, de manera que sustancialmente todos (o al menos una porción) de los grupos R son reemplazados con un átomo de hidrógeno. En una modalidad preferida, cada R puede ser individualmente elegido del grupo que consiste de: etilo, metilo, propilo, iso-propilo, butilo, iso-butilo, sec-butilo, ter-butilo y acetilo. En forma similar, Q dentro del silano de polisulfuro bifuncional puede ser el mismo o diferente. En una modalidad preferida, cada Q es elegido individualmente a partir del grupo que consiste de: alquilo de Ci-Cß (lineal o ramificado) , alquenilo de C?-C6 (lineal o ramificado) , alquilo de Ci-Cß sustituido con uno o más grupos amino, alquenilo de Ci-Cß sustituido con uno o más grupos amino, bencilo, y bencilo sustituido con alquilo de C?-C6. Los silanos de polisulfuro bifuncional particularmente preferidos incluyen bis ( trietoxisililpropil) -sulfuros que tienen de 2 a 9 átomos de azufre. Tales compuestos tienen la siguiente fórmula:
?áelÉ&¡*¡íeüAaí en donde x es un entero de 2 a 9. Un compuesto particularmente preferido es de bis- (trietoxisililpropil) - tetrasulfuro (también mencionado como un bis- ( trietoxisililpropil) sulfano, en donde x es . 5 Se ha encontrado que los silanos de polisulfuro
^fc bifuncional descritos anteriormente proporcionan protección a la corrosión inesperadamente superior en superficies de zinc, aleaciones de zinc, aluminio, aleaciones de aluminio, cobre y aleaciones de cobre (particularmente latón y bronce) . Además,
10 estos silanos que contienen azufre protegen contra múltiples tipos de corrosión, incluyendo la corrosión uniforme, dezincificación y fraccionamiento de la corrosión de tensión. La protección a la corrosión proporcionada por los métodos de la presente invención es también superior a los tratamientos
• 15 basados en cromato convencionales, y evita el problema de eliminación de cromo. Los silanos de polisulfuro bifuncional empleados en la presente invención pueden ser hidrolizados de manera que el silano se unirá a la superficie de metal. Durante la
20 hidrólisis, los grupos alquilo o acetilo (es decir, las porciones "R") son reemplazados con un átomo de hidrógeno. En tanto el silano debe ser al menos parcialmente hidrolizado, el método de preparación de la solución de tratamiento de la presente invención generalmente resultará en hidrólisis sustancialmente completa del o los silanos. Como se usa en la presente, el término "parcialmente hidrolizado" significa simplemente que solamente una porción de los grupos R en el silano ha sido reemplazada con un átomo de hidrógeno. Preferiblemente, los silanos de polisulfuro bifuncional deben ser hidrolizados a la extensión que al menos dos (y, más preferiblemente, sustancialmente todo) de los grupos alquilo o acetilo en cada molécula han sido reemplazados con un átomo de hidrógeno. La hidrólisis del silano de polisulfuro bifuncional puede ser realizada simplemente agregando el silano a una mezcla de alcohol/agua, por lo que forma la solución de tratamiento de la presente invención. En general, mezclando el silano con la mezcla de alcohol/agua resultará en hidrólisis completa del silano (sustancialmente todo de los grupos R reemplazados con un átomo de hidrógeno) . El agua en realidad hidroliza el silano, mientras que el alcohol es necesario para asegurar la solubilidad adecuada del silano y la estabilidad de solución. El alcohol también mejora la humectabilidad cuando la solución de tratamiento es aplicada a la superficie de metal, y reduce el tiempo necesario para el secado. Por supuesto, otros solventes adecuados pueden ser empleados en lugar de alcohol. Los alcoholes actualmente preferidos son metanol y etanol, sin embargo otros alcoholes
W pueden similarmente ser empleados (tales como propanol o isopropanol) . Se entenderá también que puede ser usado más de
5 un alcohol. Para preparar la solución de tratamiento de la presente invención, el alcohol y agua deben primero ser mezclados uno con otro, preferiblemente a una relación de entre aproximadamente 3 y aproximadamente 99 partes de 10 alcohol por 1 parte de agua (por volumen) , de mayor preferencia entre aproximadamente 3 y aproximadamente 20 partes de alcohol por 1 parte de agua. Después del mezclado perfecto, los silanos se agregan a la mezcla de alcohol/agua y se mezclaron perfectamente para asegurar la hidrólisis
15 adecuada. La solución de tratamiento debe ser mezclada por lo menos 30 minutos, y arriba de 24 horas para asegurar la hidrólisis completa (sustancialmente todos de los grupos R reemplazados por un átomo de hidrógeno) , por lo que forma la solución de tratamiento de la presente invención. 20 La estabilidad de la solución de tratamiento de la presente invención puede ser mejorada (por ejemplo, la precipitación de azufre inhibida) preparando y almacenando la solución de tratamiento a una temperatura menor que la temperatura ambiente (25 grados C) , de mayor preferencia
25 entre aproximadamente 0 y aproximadamente 20 grados C. Se debe observar, sin embargo, que se han demostrado buenos resultados de prevención a la corrosión aún si la solución de tratamiento es mezclada y almacenada a temperatura ambiente. Además, la exposición de la solución de tratamiento a la luz debe ser limitada tanto como sea posible, ya que se cree que la luz reducirá la estabilidad de solución. El pH de la solución de tratamiento de la presente invención generalmente no necesita ser modificada, con la condición de que el pH normal de la solución de tratamiento (entre aproximadamente 4 y aproximadamente 4.5, en el caso de aleaciones de bis- ( trietoxisililpropil) tetrasulfuro para hidrólisis completa. Por supuesto el pH puede ser ajustado como sea necesario para asegurar la hidrólisis completa, tal como por la adición de ácido acético o fórmico. Basado en lo anterior, se entenderá que la solución de tratamiento de la presente invención puede comprenden simplemente una solución de uno o más silanos de polisulfuro bifuncional hidrolizado (al menos parcialmente) , (como se describió anteriormente) , preferiblemente en una solución de alcohol/agua. De hecho, una modalidad preferida de la solución de tratamiento de la presente invención consiste esencialmente de una solución de silanos de polisulfuro bifuncional hidrolizados . La concentración de silanos de polisulfuro bifuncional en la solución de tratamiento debe ser de entre aproximadamente 0.1% y aproximadamente 25% por volumen, de mayor preferencia entre aproximadamente 1 y aproximadamente
• 5% . Las altas concentraciones de estos rangos preferidos no son de costo efectivo, ya que ninguna mejora significante en 5 la resistencia a la corrosión será provista, y puede llevar a una inestabilidad de solución. Se debe observar que la concentración de silanos discutida y reclamada en la presente son todas medidas en términos de la relación entre el volumen de silanos de polisulfuro bifuncional no hidrolizado, ^P 10 empleados en la preparación de la solución de tratamiento (es decir, antes de la hidrólisis) , y el volumen total de los componentes de solución de tratamiento (es decir, silanos, agua y alcohol) . Además, estas concentraciones se refieren a la cantidad total de silanos de polisulfuro bifuncional no
15 hidrolizados usados en preparar la solución de tratamiento, como silanos múltiples pueden ser opcionalmente empleados en esta solución de tratamiento. Una vez que la solución de tratamiento ha sido preparada en la forma descrita anteriormente, el sustrato de
20 metal que va a ser tratado debe ser solvente y/o limpiado por alcalino (por técnicas bien conocidas en la técnica anterior) antes de la aplicación de la solución de tratamiento descrita anteriormente, enjuagada en agua desionizada y luego permitida secar. La solución de tratamiento puede luego ser
25 aplicada directamente dentro del metal limpio (es decir, sin otra capas entre el metal y la composición de tratamiento de la presente invención) , ya sea sumergiendo el metal dentro de la solución (también mencionada como "enjuague"), rociando la solución dentro de la superficie del metal, o aún limpiando o 5 cepillando la solución de tratamiento dentro del sustrato metálico. Cuando el método de solicitud preferido de inmersión es empleado, la duración de inmersión no es crítica lo cual generalmente no afectará el espesor de película resultante o realización. Sin embargo, se prefiere que el B 10 tiempo de inmersión sea entre aproximadamente 1 segundo y aproximadamente 30 segundos, más preferiblemente entre aproximadamente 5 segundos y aproximadamente 2 minutos para asegurar el recubrimiento completo del metal. A diferencia de otros métodos de tratamiento de silano, el metal así
15 recubierto puede ser secado a temperatura ambiente, ya que ningún calentamiento o curado de los recubrimientos de silano es necesario. Típicamente, el secado tomará un acoplamiento
^fc de minutos a temperatura ambiente, dependiendo en parte de cuanta cantidad de agua sea provista en la solución de
20 tratamiento (como la relación de alcohol a agua es disminuida, el tiempo de secado es incrementado) . Mientras los múltiples recubrimientos pueden ser aplicados, un único recubrimiento será normalmente suficiente. El método de tratamiento anterior ha sido mostrado
25 para proporcionar prevención de la corrosión inesperadamente superior, particularmente en zinc, cobre, aluminio, y aleaciones de los metales anteriores. Como se usa en la presente, el término "aleación de cobre" se refiere a cualquier aleación en donde el cobre es el metal predominante (es decir, ningún otro metal está presente en una cantidad mayor que el cobre) . Las aleaciones de zinc y aleaciones de aluminio son definidas similarmente . El método de tratamiento de la presente invención es particularmente efectivo para la prevención de la corrosión de latón (aleaciones de cobre que contienen zinc) y bronce (aleaciones de cobre que típicamente incluyen estaño) . El latón, por ejemplo es altamente susceptible a la corrosión, particularmente uniforme a la corrosión en ambientes acuosos, dezincificación (especialmente en soluciones que contienen cloruro ácido) , y fraccionamiento de corrosión de tensión (particularmente en la presencia de amoniaco y aminas) . Hasta ahora, las únicas técnicas para evitar la corrosión efectivas para latón del cual se está consciente, es pintando, o agregando un metal adicional al latón durante la aleación (tal como latón almirantazgo) . Sin embargo, la pintura no es siempre posible o deseable, tal como cuando el latón es usado en la escultura artística, y la adición de otros elementos de aleación es cara. Se ha encontrado, sin embargo, que el método de tratamiento de la presente invención es muy efectivo en la prevención de corrosión del latón (y bronce) sin la necesidad de una capa externa de pintura. Por lo tanto, los métodos de la presente invención son particularmente útiles y efectivos en la prevención de corrosión de esculturas de latón y bronce . Los ejemplos siguientes demuestran algo de los resultados superiores e inesperados obtenidos empleando los métodos y solución de tratamiento de la presente invención. En todos los casos, las muestras del sustrato metálico son primero limpiados por alcalino utilizando limpiado por alcalino estándar, sin agua fuerte (AC1055, disponible de Brent America, Inc.) . Una solución acuosa al 8% del limpiador se calentó de 70 a 80 grados C, y los sustratos metálicos se sumergieron en la solución caliente durante un periodo de 2-3 minutos. Los sustratos son luego enjuagados en agua desionizada hasta que se logró una superficie libre de recipiente de agua. Las muestras enjuagadas se secaron entonces por soplado con aire comprimido. EJEMPLO 1 Para comparar la protección de corrosión provista por los métodos de la presente invención con otras técnicas de tratamiento, las muestras de latón idénticas (limpiado por alcalino, laminado frío, hoja de latón 70/30), se recubrieron con soluciones de 1, 2-bis- (trietoxisilil) etano ("BTSE"), viniltrimetoxisilano, y bis- (trietoxisililpropil) amina, así como también una solución de tratamiento de acuerdo con la presente invención. • La solución de tratamiento de acuerdo con la presente invención se preparó como sigue. Se mezclaron
5 perfectamente 25 mi de agua con 450 mi de metanol (18 partes de metanol por cada parte de agua, por volumen) . Enseguida, se agregaron lentamente 25 mi de bis- (trietoxisililpropil) tetrasulfuro a la mezcla de metanol/agua, mientras se mezclaba, por lo tanto se A 10 proporcionó una concentración de silano de aproximadamente
5%, por volumen. La solución de tratamiento se mezcló por al menos una hora para asegurar suficiente hidrólisis de silano. Para la prevención de precipitación de azufre, la solución se refrigeró entonces de manera que la temperatura se redujo a
15 aproximadamente 5 grados C. La refrigeración también excluyó luz de la solución de tratamiento. Esta solución de tratamiento se aplicó entonces a una muestra de laminado frío, sumergiendo hoja de latón 70/30. La temperatura de solución es de aproximadamente 5 a 10 grados C, y la muestra
20 se sumergió durante aproximadamente 100 segundos. Después del recubrimiento, la muestra se secó en aire a temperatura ambiente . Las soluciones de tratamiento comparativo de 1,2- bis- (trietoxisilil) etano ("BTSE"), viniltrimetoxisilano, bis- 25 (trietoxilisilpropil) amina se prepararon en una forma similar. En todos los casos, la concentración de silano fue de aproximadamente 5%, y una mezcla de solvente de alcohol/agua se usó. Además, el pH de cada solución se ajustó, como se necesitó para asegurar la hidrólisis máxima. El pH de las soluciones de BTSE y viniltrimetoxisilano es de aproximadamente 4 a aproximadamente 6, mientras que el pH de la solución de bis- (trietoxisililpropil) amina es de aproximadamente 10 a aproximadamente 11. Cualesquiera ajustes necesarios al pH se lograron utilizando ácido acético e hidróxido de sodio. Las muestras de limpiado por alcalino, laminado en frió, hoja de latón 70/30 se recubrieron con estas soluciones en la misma forma descrita anteriormente. Para simular el ambiente corrosivo del agua de mar, las muestras recubiertas, y un control no recubierto, se sumergieron parcialmente en una solución de NaCl al 3% durante 1000 horas. Las muestras se removieron entonces y visualmente se examinaron para cualesquiera signos visibles de corrosión, incluyendo ataque al nivel de agua y cualquier decoloración. Se proporcionan los resultados en la tabla siguiente .
EJEMPLO 2 Se prepararon muestras de latón de acuerdo con los métodos descritos en el Ejemplo 1 anterior. Las muestras recubiertas y el control no recubierto se sumergieron entonces en una solución de HCl 0.2N durante 5 días para examinar la capacidad de las soluciones de tratamiento de la presente invención para evitar dezincificación . Se observaron los siguientes resultados:
bis-(trietoxililpropil)tetrasulfuro ningún cambio de la apariencia original (es decir, sin dezincificación) EJEMPLO 3 Se limpiaron por alcalino tres muestras de latón, y una solución de tratamiento de acuerdo con la presente invención se preparó de acuerdo con los métodos del Ejemplo 5 1. Una de las muestras de latón no se recubrió, y por lo tanto actúa como un control. La muestra no recubierta se encorvó sobre sí misma (180 grados) para proporcionar una • región de tensión elevada en la muestra para simular el fraccionamiento de corrosión de tensión. La segunda muestra 10 se recubrió con la solución de tratamiento de la presente invención en la forma descrita en el Ejemplo 1, y se encorvó entonces en sí misma. La tercera muestra se encorvó primero sobre sí misma, y luego se recubrió con la solución de tratamiento de la presente invención en la forma descrito en 15 el Ejemplo 1. Todas las tres muestras se expusieron entonces a vapores de amoniaco fuertes durante un periodo de 18 horas.
• Después de la exposición, las muestras se examinaron visualmente por corrosión, y después se abrieron (es decir, "sin encorvarse") . Los resultados provistos en la tabla 20 siguiente una vez demostraron la capacidad del método de tratamiento de la presente invención para prevenir la
^g¡^£é«j^ corrosión y también muestran que el recubrimiento así provisto es deformable:
EJEMPLO 4 Se limpiaron por alcalino tres muestras de AI2024 en la forma descrita previamente. Una muestra actúa como el control, y no se recubrió en cualquier forma después de la limpieza por alcalino. El segundo panel se sujetó a un tratamiento de cromato estándar, en una manera bien conocida por aquellos expertos en la técnica. Se recubrió el tercer panel con la solución de bis- (trietoxisililpropil) - tetrasulfuro descrita en el Ejemplo 1, en la forma descrita en la presente. Para examinar la formabilidad del recubrimiento así como también cualquier efecto negativo de formación en realización de corrosión, todas las tres muestras se
--_---_---_ ^^^^^^gg embutieron a una profundidad de aproximadamente 8 mm en una máquina de disposición de copa para realizar copas estándares para uso en pruebas Olsen. Ya que el proceso de disposición requiere la aplicación de un lubricante a la superficie interna de la copa, algún solvente de limpieza se realiza (utilizando metanol y hexano) después de la disposición para remover cualquier contaminación de aceite. Las muestras dibujadas se completaron entonces sumergidas en una solución de NaCl al 3% durante un periodo de una semana, y las muestras se observaron en forma visual por signos de corrosión (ambas de las superficies interna y externa) :
Los resultados anteriores demostraron que los silanos que contienen azufre usados en los métodos y la solución de tratamiento de la presente invención son también efectivos en aluminio y aleaciones de aluminio. EJEMPLO 5 Para examinar la efectividad de los métodos de la presente invención para evitar la corrosión de superficies de zinc y aleaciones de zinc (incluyendo, por ejemplo, acero galvanizado sumergido en caliente) , paneles de titanio-zinc estándares (principalmente zinc, con menos de 1% de titanio; disponible de Nedzinc) se limpiaron por alcalino en la forma descrita previamente. Un panel no se recubrió, mientras otro se recubrió con la solución de tratamiento del Ejemplo 1, en la forma descrita en la presente. Estos paneles se sometieron entonces a la Prueba de Inmersión de Agua Horizontal Butler
(desarrollada por Butler Manufacturing Company of Grandview,
Missouri) . El panel no recubierto exhibió moho blanco sobre
80% de su superficie después de un solo día, mientras el panel tratado de acuerdo con la presente invención mostró únicamente 5% de moho blanco después de 6 semanas de exposición . La descripción anterior de las modalidades preferidas es exhaustiva de las variaciones en la presente invención que son posibles, y han sido presentadas únicamente para propósitos de ilustración y descripción. Modificaciones y variaciones obvias serán aparentes por aquellos expertos en la técnica a la luz de las técnicas de la descripción anterior sin apartarse del alcance de esta invención. Así, se pretende que el alcance de la presente invención sea definida por las reivindicaciones anexas a la misma.
»
Claims (14)
- REIVINDICACIONES 1. Un método para tratar una superficie de metal para mejorar la resistencia a la corrosión, caracterizado porque comprende las etapas de: (a) proporcionar una superficie de metal; y (b) aplicar una solución de tratamiento dentro de la superficie de metal, la solución de tratamiento contiene al menos un silano de polisulfuro bifuncional el cual ha sido por lo menos parcialmente hidrolizado, el silano comprende: en donde cada R es un alquilo o un grupo acetilo, y
- Z es ya sea -Sx o -Q-Sx-Q-, en donde cada Q es un grupo alifático o aromático, y x es un entero de 2 a 9. 2. El método de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque cada R es elegido individualmente a partir del grupo que consiste de: etilo, metilo propilo, isopropilo, butilo, iso-butilo, sec-butilo, ter-butilo, y acetilo . 3. El método de conformidad con la reivindicación 1 ó la reivindicación 2, caracterizado porque cada Q es individualmente elegido a partir del grupo que consiste de: alquilo de C?-C6 (lineal o ramificado) , alquenilo de Ci-Cß (lineal o ramificado), alquilo de Ci-Cß sustituido con uno o más grupos amino, alquenilo de Ci-Cß sustituido con uno o más grupos amino, bencilo, y bencilo sustituido con alquilo de
- Cl-C6 •
- 4. El método de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizado porque el silano de polisulfuro bifuncional comprende un bis- ( trietoxisililpropil) sulfuro que tiene de 2 a 9 átomos de azufre, preferiblemente 4 átomos de azufre.
- 5. El método de conformidad con cualquier reivindicación anterior, caracterizado porque el silano de polisulfuro bifuncional comprende bis- ( trietoxisililpropil) -tetrasulfuro .
- 6. El método de conformidad con cualquier reivindicación anterior, caracterizado porque el metal es elegido a partir del grupo que consiste de: zinc, aleaciones de zinc, cobre, aleaciones de cobre, aluminio, y aleaciones de aluminio.
- 7. El método de conformidad con cualquier reivindicación anterior, caracterizado porque el metal comprende latón o bronce.
- 8. El método de conformidad con cualquier reivindicación anterior, caracterizado porque la solución de tratamiento además comprende agua y un solvente.
- 9. El método de conformidad con la reivindicación 8, caracterizado porque el solvente comprende un alcohol elegido a partir del grupo que consiste de etanol, metanol, propanol e isopropanol.
- 10. El método de conformidad con cualquier reivindicación, caracterizado porque la concentración total de silanos de polisulfuro bifuncional en tal solución de tratamiento está entre aproximadamente 0.1% y aproximadamente 25% por volumen.
- 11. El método de conformidad con la reivindicación 10, caracterizado porque la concentración total de los silanos de polisulfuro bifuncional en tal solución de tratamiento está entre aproximadamente 1% y aproximadamente 5% por volumen.
- 12. El método de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 9 a 11, caracterizado porque el alcohol es metanol, y la solución de tratamiento tiene entre aproximadamente 3 y aproximadamente 20 partes de metanol por cada parte de agua.
- 13. El uso de una solución de tratamiento para prevenir la corrosión de un sustrato metálico que comprende al menos un silano de polisulfuro bifuncional de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5 en un método para mejorar la resistencia a la corrosión, caracterizado porque comprende las etapas de: (a) proporcionar una superficie de metal; y (b) aplicar una solución de tratamiento dentro de la superficie de metal.
- 14. El uso de conformidad con la reivindicación 13, caracterizado porque cada R (antes de la hidrólisis) es individualmente elegido a partir del grupo que consiste de: etilo, metilo, propilo, iso-propilo, butilo, iso-butilo, sec-butilo, ter-butilo y acetilo.
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| FA | Abandonment or withdrawal |