MXPA03000323A - Concentrado de revestimiento de conversion de fosfato. - Google Patents

Abstract

Se proporciona un concentrado de fosfatacion de hierro liquido que contiene acido carboxilico aromatico disperso. El acido carboxilico aromatico permanece disperso en el concentrado mediante incorporacion de un espesador en la composicion.

Description

CONCENTRADO DE REVESTIMIENTO DE CONVERSIÓN DE FOSFATO ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN Esta invención se relaciona con el campo general bien conocido de revestimiento de conversión de fosfato de metales, particularmente al tipo de revestimiento de conversión de fosfato conocido como lado de hierro o revestimiento de conversión no cristalino que se forma sobre superficies predominantemente ferrosas de una composición de fosfatación de trabajo que no contiene ninguna cantidad substancial de cualesquiera cationes divalentes que forman fosfatos insolubles, por ejemplo, zinc, níquel cobalto, manganeso, calcio, magnesio, o lo semejante. Por brevedad a continuación, este tipo de revestimiento o de composición para formación se denomina sencillamente fosfato de hierro o una variación gramatical del mismo. La invención se relaciona todavía más particularmente con un concentrado líquido acuoso que se puede convertir en una composición de fosfatación de hierro liquida de trabajo completo mediante dilución con agua solamente. Se sabe que muchos procesos de fosfatación de hierro están sujetos a la desventaja de herrumbre instantáneo en o de la superficie recientemente fosfatada dentro de unos pocos minutos de emergencia de la superficie revestida con fosfato de los enjuagues después de la fosfatación. También se ha sabido que la adición de un ácido carboxilico aromático, particularmente ácido benzoico, a una composición líquida de fosfatación de hierro de trabajo mitiga substancialmente la probabilidad de dicha formación instantánea de herrumbre. Sin embargo, la concentración de ácido carboxilico aromático requerida para producir este efecto es regularmente cercana a la solubilidad de ácido carboxilico aromático en una composición de fosfatación de hierro de trabajo típica. Por lo tanto, un solo concentrado de paquete con tanto como aún el doble de las concentraciones deseadas de todos los ingredientes de una composición de fosfatación de hierro de trabajo que contiene dicha concentración de inhibición de herrumbre instantánea del ácido carboxilico aromático disuelto no ha sido posible hasta ahora. A fin de utilizar ácido carboxilico aromático en una composición de fosfatación de hierro de trabajo para inhibir efectivamente la herrumbre instantánea, ha sido necesario suministrar ácido carboxilico aromático en un paquete separado de los otros ingredientes de una composición de fosfatación de hierro concentrada. Esta necesidad de dos paquetes se considera como una inconveniencia por muchos usuarios y aumenta las probabilidades de que no se mantenga la relación óptima entre ácido carboxilico aromático disuelto y otros constituyentes de una composición de fosfatación de hierro de trabajo.

Consecuentemente, un objeto principal de esta invención es proporcionar una composición de fosfatación de hierro concentrada de un solo paquete que hace posible obtener las ventajas de una concentración de inhibición de herrumbre instantánea de ácido carboxilico aromático en una composición de fosfatación de hierro de trabajo sin requerir la adición de cualquier substancia distinta al agua al concentrado. Otra alternativa y/u objetivos más detalles serán evidentes a aquellos experimentados en la técnica a partir de la descripción a continuación. Excepto en las reivindicaciones y los ejemplos de operación, o en donde se índice expresamente de otra manera, todas las cantidades numéricas en esta descripción que indican cantidades de material o condiciones de reacción y/o uso deben entenderse como modificadas por la palabra "aproximadamente" al describir el alcance más amplio de la invención. La práctica dentro de los limites numéricos manifestados se prefiere generalmente. Asimismo, a través de esta descripción, a menos que se manifieste expresamente lo contrario: por ciento, "partes de", y valores de relación son en peso, el término "polímero" incluye "oligómero", "copolímero", "terpolímero", y lo semejante; la descripción de un grupo o clase de materiales como sea apropiado o preferido para un propósito determinado en conexión con la invención implica que muestras de cualesquiera dos o más de los miembros del grupo o clase son igualmente apropiados o preferidos; la descripción de constituyentes en términos químicos se refiere a los constituyentes en el momento de adición de cualquier combinación especificada en la descripción o de generación in situ mediante reacciones químicas especificadas en la descripción, y no excluye necesariamente otras interacciones químicas entre los constituyentes de una mezcla una vez mezclados; la especificación de materiales en forma iónica implica adicionalmente la presencia de suficientes contraiones para producir neutralidad eléctrica para la composición como un entero (cualesquiera contraiones de esta manera especificados implícitamente de preferencia se deben seleccionar de entre otros constituyentes explícitamente especificados en forma iónica, hasta el grado posible; por lo demás, estos contraiones se pueden seleccionar libremente, excepto por evitar contraiones que actúan adversamente a los objetos de la invención) ; el término pintura y todas sus variaciones gramaticales se pretende que incluyen cualesquiera términos similares más especializados, tales como laca, barniz, pintura electroforética, revestimiento superior, revestimiento de color, revestimiento curable por radiación o lo semejante y sus variaciones gramaticales; y el término "mol" significa gramo-mol y el término en sí y sus variaciones gramaticales se pueden aplicar a especies elementales, iónicas o cualesquiera otras especies químicas definidas mediante número y tipo de átomos presentes, asi como compuestos con moléculas bien definidas.

BREVE COMPENDIO DE LA INVENCIÓN Se ha encontrado sorprendentemente que una dispersión de ácido carboxílico aromático en los otros ingredientes de una composición de concentrada de fosfatación de hierro se puede proporcionar con estabilidad suficiente para tener valor práctica como un concentrado de un solo paquete. Una modalidad de la invención es un proceso para hacer dicha dispersión estable. Otra modalidad es dicha dispersión estable en sí, y todavía otra modalidad es un proceso para utilizar una composición de trabajo hecha a partir de dicha dispersión estable para fosfatación.

DESCRIPCIÓN DETALLADA DE LA INVENCIÓN Y MODALIDADES PREFERIDAS Una composición de concentrado de conformidad con la invención de preferencia comprende, más preferentemente consiste esencialmente de, o todavia con más preferencia consiste en agua y los siguientes componentes: (A) un componente de aniones de fosfato disueltos; (B) un componente de suficiente ácido disuelto para proporcionar la composición de concentrado en sí y una composición de trabajo hecha diluyendo la composición de concentrado con agua solamente, un valor de pH acidico; (C) un componente de ácido carboxilico aromático disperso; y (D) un componente de agente que aumenta la viscosidad que no es parte de cualquiera de los componentes (A) a (C) como se menciona inmediatamente arriba; y opcionalmente, nada, uno o más de ácido carboxilico aromático disuelto y los siguientes componentes: (E) un componente de acelerador de fosfatación que no es parte de cualquiera de los componentes (A) a (D) como se menciona inmediatamente arriba; (F) un componente de iones de fluoruro disueltos que no son parte de cualquiera de los componentes (A) a (E) como se menciona inmediatamente arriba; (G) un componente de agente de quelación que no es parte de cualquiera de los componentes (A) a (F) como se menciona inmediatamente arriba; (H) un componente de agente de ajuste de acidez que no es parte de cualquiera de los componentes (A) a (G) como se menciona inmediatamente arriba; y (J) un componente de uno o más agentes tensioactivos que no son parte de cualquiera de los componentes (A) a (H) como se menciona inmediatamente arriba.

En una composición de conformidad con la invención, el componente (A) de preferencia, cuando menos por economía, se lleva a una composición de conformidad con la invención mediante cuando menos uno de ácido ortofosfórico y sus sales de cualquier grado de neutralización. El componente (A) también se puede llevar a una composición de conformidad con la invención mediante pirofosfato y otros fosfatos más altamente condensados, incluyendo metafosfatos, que tienden a las concentraciones preferidas para cuando menos composiciones de trabajo de conformidad con la invención, a hidrolizarse a ortofosfatos . Sin embargo, en tanto que los fosfatos condensados usualmente son cuando menos tan costosos como los ortofosfatos , existe poco incentivo práctico de usar fosfatos condensados, excepto para preparar composiciones líquidas concentradas de manera extremadamente elevada de conformidad con la invención, en donde los fosfatos condensados pueden ser más solubles. Cualquiera que sea su procedencia, la concentración del componente (A) en una composición concentrada de conformidad con la invención, medida como su equivalente estequiométrico como H3PO^ con la estequiometría basado en números iguales de átomos de fósforo, de preferencia es cuando menos, con preferencia incrementante en el orden proporcionado, 2.0, 3,0, 4.0, 5.0, 6.0, 7.0, 8.0, 9.0, 10.0. 10.5, 11.0, 11.3, u 11.6% e independientemente de preferencia proporcionado, 40, 35, 30, 25, 20, 18, 16. 14.0, 13.0, 12.5, 12.0 u 11.7%. Si la concentración de fosfato es demasiado baja, ya sea el costo de embarque del concentrado será elevado, debido a su elevado contenido de agua, o la velocidad de fosfatación en una composición de trabajo hecha de la composición de concentrado generalmente será más lenta que la deseable. Si esta concentración de fosfato (o cualquier otro ingrediente excepto agua) es demasiado elevada, el concentrado es más probable que se convierte en no homogénea en almacenamiento durante un periodo prolongado. El componente (B) , principalmente por economía, se suministra de preferencia de manera primaria por uno o más de los ácidos enumerados en la descripción del componente (A) anterior. Las cantidades preferidas de ácido de manera más práctica se especifican en términos de composiciones de trabajo reales o hipotéticas para hacerse de las composiciones de concentrado. En dicha composición de trabajo, se prefiere, independiente para cada característica, que : la concentración de ácido libre sea cuando menos, con preferencia incrementada en el orden proporcionado, 0.5, 0.3, 0.10, 0.00, 0.05, 0.10, 0.15, o 0.20 puntos e independientemente de preferencia no sea más de, con preferencia incrementante en el orden proporcionado, 4.0, 3.0, 2.5, 2.3, 2.1, 1.9, 1.7, 1.5, 1.3, 1.10 o 1.00 puntos ; la concentración de ácido total sea cuando menos, con preferencia incrementada en el orden proporcionado, 3.0, 3.5, 4.0, 4.5, 5.0, 5.3, 5.6. 5.8, o 6.0 puntos e independientemente de preferencia no sea más de, con preferencia incrementante en el orden proporcionado, 12, 10, 9.0, 8.0, 7.5, 7.0, 6.5, o 6.1 puntos; y el valor de pH de una composición de trabajo de conformidad con la invención sea cuando menos, con preferencia incrementante en el orden proporcionado. 3.0, 3.5, 4.0, 4.3, o 4.5 e independientemente de preferencia no sea más de 7.0, 6.5, 6.0, 5.7 o 5.5. ("Puntos" se definen para este propósito como el número de mililitros (esta unidad de volumen siendo usualmente abreviada a continuación como "mi") de solución de 0.10 N de NaOH requerida para titular una muestra de 10 mi de la composición, a una fenolftaleina o pH 8.0 punto final para ácido total y un azul de fromfenol o punto final de pH de 3.8 para ácido libre. Si es necesario debido al valor de pH inicial de la solución, se substituye titulador de ácido fuerte de 0.10 N por la solución de NaOH, y los puntos luego se registran como negativos.) Si el número de puntos de ácido libre es demasiado elevado o el pH demasiado bajo, usualmente ocurrirá disolución excesiva del substrato que se está fosfatando, y la dispersión deseada de ácido carboxilico aromático usualmente será inestable, mientras que si los puntos de ácido libre son demasiado bajos y el pH demasiado elevado, usualmente se observará un régimen indeseablemente lento de deposición del revestimiento de fosfato. Si los puntos de ácido total son demasiado bajos, el ácido total será menos efectivo al mantener la concentración de ácido libre deseada en la cercanía del substrato que se está revistiendo, en donde se consume ácido libre por las reacciones que resultan al formar el revestimiento de fosfato. Si los puntos de ácido total son demasiado elevados, habrá costo excesivo sin ningún beneficio correspondiente y la dispersión deseada de ácido carboxilico aromático usualmente se desestabilizará. Si la composición de trabajo que se va a hacer de una composición de concentrado de conformidad con la invención no se especifica de otra manera, una composición de trabajo hecha mezclando 1.0 parte de la composición de concentrado con 19 partes de agua desionizada se va a utilizar para prueba, ya sea que la composición de concentrado se conforme con las preferencias para puntos de ácido y pH arriba manifestados. El componente (C) de ácido carboxilico aromático de preferencia se selecciona a partir de ácidos que llenan cuando menos, y más preferentemente más de uno, de manera más preferible todos, los siguientes criterios, cada uno de los cuales se prefiere independientemente: las moléculas de los ácidos no contienen más de, con preferencia incrementante en el orden proporcionado, 20, 18, 16, 14, 12, 10, 9, 8, o 7 átomos de carbono cada una; y el ácido es soluble en agua pura a 17.5°C hasta un grado de cuando menos, con preferencia incrementante en el orden proporcionado, 0.02, 0.04, 0.06, 0.08, 0.10, 0.12, 0.14, 0.16, 0.18 o 0.20 partes de ácido por 100 partes de agua. El ácido carboxilico aromático sencillo más preferido es ácido benzoico. La concentración de ácidos carboxilicos aromáticos, incluyendo tanto ácidos dispersos como disueltos presentes en una composición de concentrado de conformidad con la invención, es de preferencia cuando menos, con preferencia incrementante en el orden proporcionado, 0.5, 1.0, 1.5, 2.0, 2.5, 2.7, o 2.9% e independientemente de preferencia no es más de, con preferencia incrementante en el orden proporcionado, 10, 8, 6.0, 5.0, 4.5, 4.0, 3.5, o 3.1%. Además e independientemente, la relación de ácidos carboxilicos aromáticos a componente (A) medida como su equivalente estequiométrico como H3P04 es de preferencia cuando menos, con preferencia incrementante en el orden proporcionado, 0.05:1.00, 0.10:1.00, 0.15:1.00, 0.20:1.00, 0.22:1.00, o 0.24:1.00 e independientemente de preferencia no es más de, con preferencia incrementante en el orden proporcionado, 0.75:1.00, 0.50:1.00, 0.40:1.00, 0.35:1.00, 0.33:1.00, 0.31:1.00, 0.29:1.00, o 0.27:1.00. Si ya sea la concentración de ácido carboxilico aromático o su relación a la concentración de ácido fosfórico es demasiado baja, el beneficio deseado de proteger el substrato fosfatado contra herrumbre instantánea es menos probable que se realice, mientras que si la concentración o relación es demasiado elevada, la dispersión deseada de ácido carboxilico aromático en la composición de concentrado usualmente se desestabilizara y/o habrá costo adicional sin ningún beneficio considerable. El componente (D) de agente que aumenta la viscosidad se puede seleccionar a partir de una amplia variedad de agentes que aumentan la viscosidad, tal como polisacáridos naturales y sintéticos y derivados de los mismos, látices que incorporan un polimero con una viscosidad fuertemente dependiente del pH, y otros materiales, como se conoce en el ramo. La goma de xantano es la más preferida y, cuando se utiliza como el único ingrediente incluido principalmente como un agente que aumenta la viscosidad, de preferencia tiene una concentración en una composición de concentrado de conformidad con esta invención que es cuando menos, con preferencia incrementante en el orden proporcionado, 0.05, 0.10, 0.15, 0.20, 0.25, 0.30, 0.35, 0.40 0.43, o 0.46% e independientemente de preferencia no es más de, con preferencia incrementante en el orden proporcionado, 1.5, 1.0, 0.90, 0.80, 0.75, 0.71 o 0.68%. Si se utiliza algún otro agente que modifica la viscosidad, de preferencia se utiliza en una concentración para producir la misma viscosidad estática en la composición como se produce por una de las cantidades preferidas arriba manifestadas de goma de xantano. Si hay muy poco agente que aumenta la viscosidad en una composición de conformidad con esta invención, ' la estabilidad de almacenamiento del ácido carboxilico aromático disperso se reduce grandemente. Con demasiado agente que aumenta la viscosidad, por otra parte, el concentrado seria impracticable de usar en una escala grande, debido a la dificultad de bombear o moverlo eficientemente de otra maner . El componente (E) de agente (s) de aceleración de fosfatación se incluye de preferencia en una composición de concentrado de conformidad con la invención, debido a que sin el mismo, la reacción de fosfatación en una composición de trabajo hecha diluyendo la composición de concentrado con agua normalmente será indeseablemente lenta. El acelerador cuando está presente en una composición de concentrado de conformidad con la invención de preferencia se selecciona a partir del grupo que consiste en: 6 a 80 partes de iones de clorato por mil partes de composición de fosfatación de trabajo total, esta unidad de concentración siendo utilizada libremente a continuación para cualquier constituyente de cualquier composición y siendo a continuación usualmente abreviada como ppt; 1.0 a 40 ppt de iones de sulfato de m-nitrobenceno; 1.0 a 40 ppt de iones de m-nitrobenzoato; 1.0 a 40 ppt de p-nitrofenol ; 0.10 a 3.0 ppt de peróxido de hidrógeno en forma libre o ligada; 0.4 a 50 ppt de hidroxilamina en forma libre o ligada; 2.0 a 100 ppt de una azúcar reductora; y 20 a 600 ppt de iones de nitrato. En una modalidad particularmente preferida de la invención, el componente (E) contiene, de preferencia consiste esencialmente de: o más preferentemente consiste de dos subcomponentes distintos como sigue: (E.l) un subcomponente de fuente (s) solubles en agua de hidroxilamina disuelta; y (E.2) un subcomponente de uno o más agentes oxidantes disueltos seleccionado a partir del grupo que consiste en compuestos orgánicos nitroaromáticos , iones de molibdato y de molibdato condensado que tienen la fórmula general ???(.¾+?"2 en donde n representa un entero positivo, iones de tungstato, y mezclas de los mismos.

El subcomponente (E.l) puede consistir de cualquiera de hidroxilamina por si, aales de hidroxilamina complejos de hidroxilamina, y aún oximas, que producen hidroxilamina mediante hidrólisis en soluciones acuosas. Principalmente por economía, seguridad, y conveniencia, el sulfato de hidroxilamina es más preferido. Cualquiera que sea la fuente del subcomponente (E.l), su concentración, medida como su equivalente estequiométrico como hidroxilamina, en una composición de concentrado de conformidad con la invención es de preferencia cuando menos, con preferencia incrementante en el orden proporcionado, 0.04, 0.08, 0.15, 0.20, 0.25, 0.30, 0.35, 0.38, 0.40, o 0.'42% e independientemente de preferencia no es más de, con preferencia incrementante en el orden proporcionado, 5, 3, 2.0, 1.0, 0.80, 0.70, 0.60, 0.55, 0.50, 0.47, 0.45, o 0.43%. Si la concentración de hidroxilamina es demasiado baja, el régimen de formación del revestimiento de fosfatación será indeseablemente bajo, mientras que si la concentración es demasiado elevada, el costo de una composición de conformidad con la invención se aumentará sin ningún beneficio notorio. Hay dos elecciones preferidas alternativas para el subcomponente (E.2), dependiendo de si un revestimiento de conversión coloreado, fácilmente visible o un revestimiento de conversión casi incoloro y transparente con mejor resistencia a la corrosión se desea. Si se desea un revestimiento de color, las fuentes más preferidas de subcomponente (E.2) son sales solubles en agua de uno de los ácidos molibdicos, más preferentemente de HaMo04. Este componente proporciona, un revestimiento de conversión de color azul oscuro que es fácil de detectar visualmente y da buena protección contra la corrosión, adecuada para muchos propósitos. Esta modalidad generalmente se prefiere por usuarios que no desean supervisar cuantitativamente el espesor del revestimiento producido. En una composición de concentrado de esta modalidad, se prefiere, con preferencia incrementante en el orden proporcionado, que la concentración total de todas las sales de molibdato estén en la escala de 0.0004 a 0.40, 0.004 a 0.40, o 0.04 a 0.40 moles por litro (a continuación "M") de las sales de molibdato totales. Una selección altamente preferida alternativa para el subcomponente (E.2), que produce la resistencia a la corrosión máxima posible, es ácido meta-nitrobenceno sulfónico y/o sus sales solubles en agua, especialmente la sal de sodio. La capa de revestimiento de conversión producida por esta modalidad con frecuencia es difícil de detectar visualmente, pero el espesor del revestimiento se puede determinar fácilmente mediante los métodos cuantitativos conocidos por aquellos experimentados en el ramo, que generalmente involucran pesar una muestra del revestimiento antes y después de usar una composición de solución de depuración apropiada para eliminar el revestimiento de conversión. En una composición de concentrado de conformidad con esta invención, se prefiere, con preferencia incrementante en el orden proporcionado, que la concentración del subcomponente (E.2) sea cuando menos, con preferencia incrementante en el orden proporcionado, 0.3, 0.5, 0.7, 0.90, 1.0, 1.20, 1.30, 1.40, o 1.50% e independientemente de preferencia no sea más de, con preferencia incrementante en el orden proporcionado, 10, 7, 5, 4.0, 3.0. 2.5, 2.20, 2.00, 1.90, 1.80, 1.75, 1.70, 1.65, 1.60, o 1.55%. Cualquiera que se use para el subcomponente (E.2), si la concentración es demasiado baja, el revestimiento de fosfato es probable que se forme a un régimen imprácticamente lento desde una composición de trabajo hecha diluyendo una composición de concentrado de conformidad con la invención con agua, mientras que si la concentración de (E.2) es demasiado elevada, la composición será excesivamente costosa sin ningún beneficio notable. La presencia del componente (F) opcional de fluoruro disuelto en una composición de conformidad con la invención también se prefiere, cuando menos en parte debido a que este componente proporciona un efecto de tampón para concentración de ácido libre y usualmente resulta en mejor calidad de revestimiento. Más preferentemente, este fluoruro se proporciona a la composición en dos formas diferentes: fluoruro no en complejo suministrado por ácido fluorhídrico y/o una de sus sales (que puede estar parcial o totalmente neutralizada); y fluoruro en complejo suministrado por cuando menos uno de los ácidos HBF4, H2Si]F<;, H?TiFfi, H2ZrF6, y H2HfF,5, y sus sales (que también pueden estar parcial o totalmente neutralizadas) . Entre este grupo, NaBF^ es el más preferido, principalmente por economía y fácil disponibilidad comercial. Cualquier material se utiliza como la fuente, cualquier fluoruro añadido de una fuente de fluoruro complejo se supone, para el propósito de conformidad de prueba con las preferencias a continuación, que permanece como fluoruro en complejo en la composición de concentrado, y asimismo, cualquier fluoruro añadido como fluoruro no hecho complejo se supone que permanece sin formar complejo en la composición de concentrado. Cuando ambos fluoruros no en complejo y en complejo están presentes en una composición de fosfatación concentrada de conformidad con la invención. La concentración del fluoruro no formado en completo en la composición de fosfatación concentrada de preferencia es cuando menos, con preferencia incrementante en el orden proporcionado, 0.20, 0.40, 0.50, 0.60, 0.70, 0.80, 0.85, 0.90, 0.95, o0.98% e independientemente de preferencia no es más de, con preferencia incrementante en el orden proporcionado 10, 7, 5, 4.0, 3.0, 2.5, 2.0, 1.8, 1.6, 1.4, 1.30 1.20, 1.10, o 1.00%; independientemente, la concentración de fluoruro en complejo en la composición de fosfatación es de preferencia cuando menos, con preferencia incrementante en el qrden proporcionado, 0.10, 0.20, 0.30, 0.40, 0.50, 0.60, 0.70, 0.80, 0.85, 0.87, o 0.89% e independientemente de preferencia no es más de, con preferencia incrementante en el orden proporcionado, 8.5, 7.5, 6.5, 5.5, 4.5, 3.5, 2.5, 2.0, 1.5, 1.3, 1.10, 1.00, 0.95, o 0.92%; e, independientemente, la relación de fluoruro no complejo a fluoruro complejo es de preferencia cuando menos, con preferencia incrementada en el orden proporcionado, 0.1:1.00, 0.3:1.00, 0.5:1.00, 0.70:1.00, 0.80:1.00, 0.90:1.00, 1.00:1.00, o 1.10:1.00 e independientemente de preferencia no es más de, con preferencia incrementada en el orden proporcionado, 8:1.00, 6:1.00, 4:1.00, 3.0:1:00, 2.5:1.00, 2.0:1.00, 1.7:1.00, 1.50:1.00, 1.40:1.00, 1.30:1.00, 1.25:1.00, 1.20:1.00, 1.18:1.00; 1.16:1.00, 1.4:1.00, o 1.12:1.00. Si una composición de fosfatación de conformidad con la invención contiene fluoruro solamente en forma no compleja o fluoruro solamente en forma compleja, el contenido total de fluoruro de la composición de preferencia es cuando menos, con preferencia incrementante en el orden proporcionado, 0.50, 1.0, 1.3, 1.6, o 1.8% e independientemente de preferencia no es más de 8, 6, 4.0, 3.0, 2.5, 2.2, o 1.9%. El componente (G) de agente de quelación eatá de preferencia presente en una composición de conformidad con la invención, debido a que si no está presente o su concentración es demasiado baja, la velocidad de formación del revestimiento de conversión de fosfato con una composición de trabajo hecha diluyendo una composición de concentrado de conformidad con la invención con agua solamente usualmente será menor que la deseable y/o una gran cantidad de cieno de fosfato de hierro es más probable que se forme durante el uso de la composición. Este componente (G) de preferencia se selecciona a partir de moléculas cada1 ' úna de las cuales contiene cuando menos dos fracciones seleccionadas a partir del grupo que consiste en -COOH, -OH, y mezclas de los mismos. El ácido cítrico y ácido glucónico y/o sus sales son los agentes de quelación más preferidos, el ácido cítrico y sus sales siendo preferidos sobre el ácido glucónico debido a que son más efectivos al reducir el cieno. Si el ácido glucónico o ácido cítrico se utiliza, su concentración en una composición de concentrado de conformidad con la invención es de preferencia cuando menos, con preferencia incrementada en el orden proporcionado, 0.02, 0.04, 0.06. 0.08, 0.10, 0.12, 0.14, o 0.16% e independiente de preferencia no es más de, con preferencia incrementante en el orden proporcionado, 1.0, 0.8. 0.6,0.40,0.35, 0.30, 0.25, o 0.20%. Si se utilizan sales, mezclas y/u otros agentes de quelación, la concentración total del componente (G) se mide de preferencia como su equivalente estequiométrico como ácido glucónico, la estequiometria estando basada en números iguales de moléculas de agente de quelación, y cuando se miden asi tiene las mismas preferencias de concentración que para el propio ácido glucónico cuando se usa solo como componente (G) . El componente (H) de agente de ajuste de acidez también está normalmente presente de preferencia en una composición de conformidad con la invención, si solamente debido a que se necesita en un proceso preferido para hacer una composición de conformidad con la invención y removiéndolo se afiadiria un costo innecesario. Cuando todo el fosfato necesitado se suministra mediante ácido fosfórico, como ya se ha anotado que es generalmente preferido, el ácido fosfórico normalmente suministrará más puntos de Ácido Total y Libre que se prefieren, de manera que un agente de ajuste de acidez de alcalinización se necesita generalmente para este propósito también. Un hidróxido de metal alcalino es más preferido como el agente de alcalinización, aún cuando cualquier otra fuente de alcalinidad ionizada de manera suficientemente fuerte es apropiada. La concentración, medida como su equivalente estequiométrico como hidróxido de sodio, con la estequiometria estando basado en contenido igual de ácido que neutraliza la alcalinidad, de preferencia es cuando menos, con preferencia incrementante en el orden proporcionado, 1.0, 2.0, 3.0, 4.0, 4.5, 4.8, o 5.1% e independientemente de preferencia no es más de, con preferencia incrementada en el orden proporcionado, 15. 12, 10, 8, 7.0,6.5, 6.0, o 5.5%. Si esta concentración es demasiado baja o demasiado alta, las preferencias ya manifestadas para Ácido Libre, Ácido total, y pH de las composiciones de trabajo hechas diluyendo una composición de concentrado de conformidad con la invención con agua no solamente se obtendrán de manera usual, y las preferencias de concentración para el componente (H) está subordinadas' de estas preferencias ya manifestadas. El componente (J) de uno o más agentes tensioactivos se incluye de preferencia en una composición de concentrado de conformidad con la invención, cuando menos si las composiciones de trabajo hechas diluyendo las composiciones de concentrado de conformidad con la invención con agua solamente se van a utilizar con poca o ninguna limpieza previa de los substratos que se van a fosfatar, como se prefiere frecuentemente. Por otra parte, si se utilizan procesos de limpieza separados suficientes para asegurar la limpieza completa de las superficies de substrato que se están fosfatando, los agentes tensioactivos pueden ser y de preferencia se omiten para reducir el costo de las composiciones. Los agentes tensioactivos preferidos se muestran en los ejemplos de trabajo. Una composición concentrada de conformidad con la invención se preferencia no desarrolla ninguna separación en dos o más fases que sea visualmente detectable con visión humana normal no ayudada dentro de un intervalo de tiempo de cuando menos, con preferencia incrementante en el orden proporcionado, 10,20, 40, 80, o 150 días después de que se ha fabricado . Debido a varias razones, casi siempre incluyendo cuando menos un ahorro en costo de la eliminación de un ingrediente innecesario, si prefiere que una composición de conformidad con esta invención debe estar en gran parte libre de diversos materiales frecuentemente utilizados en composiciones de la técnica anterior. En particular, las composiciones de conformidad con esta invención en la mayoría de los casos de preferencia no contiene, con preferencia incrementante en el orden proporcionado, y con preferencia independiente para cada componente mencionado, más de 5, 4, 3, 2, 1. 0.5, 0.25, 0.12, 0.06, 0.03, 0.015, 0.007, 0.003, 0.001, 0.0005, 0.0002, o 0.0001% de cada uno de (i) cationes divalentes disueltos de cualquiera de zinc, níquel, manganeso, cobalto, cobre, hierro, calcio, y magnesio, (ii) cationes disueltos de cualquier clase con una valencia de 3 o más, (iii) aluminio disuelto en cualquier forma química, y (iv) cromo disuelto en cualquier forma química . Un proceso típico de conformidad con la invención para hacer una masa seleccionada de una composición de concentrado de conformidad con la invención que tiene una concentración especificada de cada uno de sus ingredientes, los ingredientes incluyendo ácido fosfórico, comprende cuando menos las siguientes operaciones: (I) proporcionar una primera masa de líquido que incluye agua, agente de alcalinización, y ácido carboxílico aromático disuelto, la primera masa teniendo todas las siguientes propiedades: - la primera masa constituye no más de, con preferencia incrementada en el orden proporcionado, 95, 85, 75, 65, 60, o 50% de la masa seleccionada de la composición de concentrado que se va a hacer; - la primera masa comprende en forma de sal disuelta el contenido completo de ácido carboxílico aromático que fa a estar presente en ambas, la forma disuelta y la dispersa en la masa seleccionada de la composición de concentrado que se va a hacer; - la primera masa comprende además suficiente álcali libre disuelto, es decir, álcali en exceso de cualquier material originalmente añadido como álcali que ha reaccionado con cualquier material acídico también se añade a o está presente en la primera masa de liquido, de manera que existe una relación en la primera masa de moles de álcali libre a moles de aniones de ácido carboxilico aromático que es cuando menos, con preferencia incrementada en el orden proporcionado, 0.5:1.00, 1.0:1.00, 2.0:1.00, 3.0:1.00, 3.5:1.00, 4.0:1.00, o 4.0:1.00 e independientemente de preferencia no es más de, con preferencia incrementada en el orden Proporcionado, 10:1.00, 8:1.00, 6.0:1.00, 5.5:1.00, 5.0:1.00, 4.8:1.00, o 4.6:1.00; y (II) añadir una solución liquida a ácido fosfórico en aqua a la primera masa lentamente con agitación hasta el contenido completo de ácido fosfórico que se va a incluir en la masa seleccionada de la composición de concentrado se ha añadido a y mezclado con la primera masa para formar una segunda masa liquida. La segunda masa liquida puede o no constituir la masa seleccionada completa de composición de concentrado que se va a hacer. Si no lo hace, cualesquiera ingredientes adicionales necesarios se añaden de preferencia después de la operación (II) como se describe arriba, excepto que: cualquier agente tensioactivo y/o cualquier agente que incrementa la viscosidad que tiene una viscosidad que no disminuye cuando se acidifica puede añadirse igualmente de preferencia a la primera masa o añadirse a la segunda masa; y cualquier agente de quelación acidico que se va a incluir puede incluirse igualmente de preferencia en la solución de ácido fosfórico añadirá durante la operación (II) como se describe arriba o añadirse a la segunda masa. Adicionalmente y de manera independiente a las otras preferencias y una de otra: cualquier ácido distinto al ácido fosfórico o un ácido carboxilico aromático de preferencia se añade después de que la segunda masa se ha formado como se describe arriba; si ácido fluorhídrico es uno de los ingredientes especificados para la composición de concentrado, de preferencia es el último, excepto posiblemente por el agua, añadido a la mezcla de otros ingredientes ; cualquier ingrediente distinto a que se va a mezclar en la segunda masa como se describe arriba de preferencia se disuelve en agua cuando se añade; y si cualquier material se requiere que sea añadido después de la operación (II) como se describe arriba, la agitación de la mezcla se mantiene de preferencia continuamente desde el principio de la adición de ácido fosfórico en la operación (II) hasta que todos los ingredientes especificados para hacer la masa especificada de composición de concentrado se han mezclado entre sí. Será evidente a aquellos experimentados en la técnica que numerosas variaciones triviales se podrían hacer en la secuencia de proceso como se describe arriba para lograr un resultado equivalente sin abandonar el espíritu de la invención. Por ejemplo, pero sin limitación: la primera masa podría dividirse en dos o más partes, cada una tratada de la misma manera que Ta. Arriba descrita para la primera masa única, y las múltiples segundas masas resultantes se podrían mezclar juntas al final para constituir la masa especificada completa de composición de concentrado una sola segunda masa se podría dividir en dos o más partes, materiales adicionales agregarse a cuando menos una de las partes, y todas las mezclas resultantes combinarse eventualmente para constituir la masa especificada completa de composición de concentrado; y/o la operación (II) como se describe arriba se podría interrumpir antes de que todo el ácido fosfórico requerido se haya añadido, luego resumir posteriormente para completar la operación (II). En un proceso de conformidad con la invención, para utilizar una composición concentrada de conformidad con la invención, el concentrado de preferencia se diluye con una cantidad de agua que es cuando menos, con preferencia incrementante en el orden proporcionado, 3, 5, 7, 9, 11, 13, 15, 17, o 19 veces su propia masa para constituir una composición de fosfatación de trabajo, que luego se utiliza para fosfatar de una manera conocida en si en el ramo para utilizar otras composiciones de fosfatación de hierro. Para las modalidades especificas particularmente preferidas como se describen arriba: la temperatura durante el contacto entre el metal tratado y una composición de trabajo hecha diluyendo una composición de concentrado de conformidad con la invención de preferencia está en una escala de, con preferencia incrementante en el orden proporcionado, 21, a 85, 25, a 70, o 30 a 65 °C; el tiempo de contacto de preferencia está en la escala de, con preferencia incrementante en el orden proporcionado, 5 segundos (a continuación "seg") a 15 minutos (a continuación "min") , 15 seg a 10 min, o 30 seg a 5 min; y la masa añadida del revestimiento de fosfato formada de preferencia está en una escala de, con preferencia incrementada en el orden proporcionado, 12 a 1600, 98 a 975, o 285 a 700, miligramos por metro cuadrado (a continuación "mg/rrr) de superficie tratada. La práctica de esta invención se puede apreciar adicionalmente mediante consideración de los siguientes ejemplos de trabajo, no limitativos.

COMPOSICIÓN DE CONCENTRADO Y EJEMPLOS 1 Y 2 DE PROCESO Los ingredientes utilizados para estos dos ejemplos se muestran en el Cuadro 1 a continuación. Para arribos ejemplos, el proceso de fabricación fue como se describió inmediatamente abajo.

Cuadro 1 Ingrediente Partes de ingrediente en 300 Partes de Ejemplo de Concentrado 1 2 Agua 184 184 Goma de xantano 2.0 1.4 Agente tensioactivo A TAROX™ LF-330 1.7 1.7 Agente tensioactivo TRITON^ DF-16 5.2 5.2 Agente tensioactivo RHODAFACm RP-710 1.0 1.0 Solución al 50% de NaOH en agua 32 32 Solución al 50% de ácido glucónico en agua 1.7 1.7 Solución al 75% de H P0 en agua 46 46 Solución al 30% de sulfato de hidroxi lamina en agua 10.5 10.5 Sulfonato de m-nitrobenceno de sodio 4.6 4.6 Solución al 48% de HF en agua 2.1 2.1 NaBFi sólido 1.0 1.0 Ácido benzoico sólido 9.0 9.0 La goma de xantano se humedeció con los agentes tensioactivos anotados en el Cuadro 1 y luego se disolvió junto con los agentes tensioactivos en la mitad de' la cantidad de agua anotada separadamente como un ingrediente en el Cuadro 1. Esta mezcla se agitó durante aproximadamente veinte minutos hasta que se mezcló completamente. La solución de hidróxido de sodio luego se añadió a esta mezcla mientras que se continúa la agitación. El ácido benzoico pulverizado sólido se añadió a continuación, con agitación continuada, hasta que todo el ácido benzoico se hubo disuelto (y probablemente se había convertido en benzoato de sodio en solución) . A la mezcla resultante, se añadió a continuación la solución de ácido fosfórico, con agitación continuada hasta que la cantidad completa se hubo añadido. (Al final de esta adición, el ácido benzoico finamente dividido se había precipitado en la mezcla pero permanecía disperso de manera estable.) A la mezcla resultante, los componentes restantes ácido glucónico, solución de sulfato de hidroxilamina, tetrafluoroborato de sodio, sulfonato de meta-nitrobenceno de sodio y ácido fluorhídrico se añadieron. La mezcla se continuó agitando hasta que la mezcla fue homogénea, excepto por las partículas de ácido benzoico finas, suspendidas. La agitación luego se detuvo y el concentrado se empacó para almacenamiento .

Claims (14)

REIVINDICACIONES

1. - Una composición de concentrado líquida de materia que cuando se mezcla con 19 veces su propia masa de agua es una solución que forma un revestimiento de conversión de fosfato sobre un substrato de metal sólido con el que se pone en contacto, la composición de concentrado comprendiendo agua y: (A) un componente de aniones de fosfato disueltos; (B) un componente de suficiente ácido disuelto para proporcionar la propia composición de concentrado y una composición de trabajo hecha diluyendo la composición de concentrado con agua solamente, un valor de pH acídico; (C) un componente de ácido carboxílico aromático disperso; y (D) un componente de agente que aumenta la viscosidad que no es parte de cualquiera de los componentes (A) a (C) como se menciona inmediatamente arriba.

2. - Un proceso para fabricar una composición de concentrado de conformidad con la reivindicación 1, el proceso comprendiendo las operaciones de: (I) proporcionar una primera masa de líquido que incluye agua, agente de alcalinización, y ácido carboxílico aromático disuelto, la primera masa teniendo todas las siguientes propiedades: la primera masa constituye no más del 95% de la masa seleccionada de la composición de concentrado que se va a hacer; la primera masa comprende una forma de sal disuelta del contenido completo de ácido carboxilico aromático que va a estar presente en ambas formas disuelta y dispersa en la masa seleccionada de la composición de concentrado que se va a hacer; la primera masa comprende además suficiente álcali libre disuelto, es decir, álcali en exceso de cualquier material originalmente añadido como álcali que ha reaccionado con cualquier material acidico también añadido a o presente en la primera masa de líquido, de manera que existe una relación en la primera masa de moles de álcali libre a moles de aniones de ácido carboxilico aromático que es cuando menos 0.5:1.0; y (II) añadir una solución líquida de ácido fosfórico en agua a la primera masa lentamente con agitación hasta que el contenido completo de ácido fosfórico que se va a incluir en la masa seleccionada de composición de concentrado se ha añadido a y mezclado con la primera masa para formar una segunda masa líquida.

3. - La composición de concentrado liquido de conformidad con la reivindicación 1, que comprende además cuando menos un miembro seleccionado a partir del grupo que consiste en (E) un componente de acelerador de fosfatación que no es parte de ninguno de los componentes (A) a (D) ;

(F) un componente de iones de fluoruro disueltos que no es parte de ninguno de los componentes (A) a (E);

(G) un componente de agente de quelación que no es parte de los compuestos (A) a (F) ; (H) un componente de agente de ajuste de acidez que no es parte de ninguno de los componentes (A) a (G) '; y

(J) un componente de uno o más agentes tensioactivos que no es parte de ninguno de los componentes (A) a (H) . 4. - La composición de concentrado liquido de conformidad con la reivindicación 1, que comprende: (A) 2% a 40% en peso de iones de fosfato disueltos; basados en un equivalente estequiométrico o como (B) 3.0 a 12.0 puntos de ácido total cuando se diluye a resistencia de trabajo; (c) 0.5% a 10.0% de cuando menos un ácido carboxilico aromático que contiene de 7 a 20 átomos de carbono; (D) 0.0.5 a 1.5% de goma de xantano y opcionalmente un agente de modificación de viscosidad distinto a goma de xantano utilizado en una concentración para producir una misma viscosidad "estática" de la composición como las cantidades arriba manifestadas de goma de xantano; y (E) un acelerador de fosfatación en una cantidad suficiente para proporcionar una solución de trabajo con una concentración de cuando menos un miembro seleccionado a partir del grupo que consiste en 67 ppt a 80 ppt de iones de clorato, 1.0 ppt a 40 ppt de iones de sulfonato de m-nitrobenceno, 1 ppt a 40 ppt de iones de m-nitrobenzoato, 1.0 ppt a 40 ppt de p-nitrofenol, 0.10 ppt a 3.0 ppt de peróxido de hidrógeno en forma libre o ligada, 0.4 ppt a 50 ppt de hidroxilamina en forma libre o ligada, 2.0 ppt a 100 ppt de un azúcar reductor, 20 ppt a 600 ppt de iones de nitrato. 5.- La composición de concentrado liquido de conformidad con la reivindicación 4, en donde el componente (E) comprende cuando menos dos subcomponentes (E.l) y (E.2), en donde (E.l) comprende una fuente soluble en agua de hidroxilamina y (E.2) comprende un miembro seleccionado a partir del grupo que consiste en compuestos orgánicos nitroaromáticos, iones de molibdato, iones de molibdato condensados de la fórmula Mo„0(3n-i)"2 en donde n representa un entero positivo, iones de tungstato, y mezclas de los mismos. 6. - El concentrado liquido de conformidad con la reivindicación 4, que comprende además: (F) cuando menos un miembro seleccionado a partir del grupo que consiste en 0.2% a 10% de fluoruro no formado en complejo, 0.1 a 8.5% de fluoruro en complejo y mezclas de los mismos, y en donde cuando ambos el fluoruro no formado en completo y el fluoruro en complejo están presentes, la relación de fluoruro no formado en complejo a fluoruro formado en complejo es de 0.1:1.00 a 8:1.00 y cuando solamente fluoruro no formado en complejo o fluoruro formado en complejo está presente, el contenido total de fluoruro de la composición es de 0.50% a 8%.

7. - El concentrado líquido de conformidad con la reivindicación 4, que comprende además (G) de 0.02% a 1.0% de un agente de quelación en donde la concentración se mide como su equivalente estequiométrico como ácido glucónico.

8. - La composición de conformidad con la reivindicación 4, que comprende además: (H) 1% a 15% de un agente de ajuste de acidez.

9. - La composición de conformidad con la reivindicación 4, que comprende además: (J) cuando menos un agente tensioactivo .

10. - El concentrado liquido de conformidad con la reivindicación 4, en donde la relación de ácidos carboxilicos aromáticos al componente (A) medida como su equivalente estequiométrico como H3POi es de 0.05:1 a 0.75:1.

11. - El concentrado liquido de conformidad con la reivindicación A, que comprende: (A) 5% a 25% en peso de iones de fosfato disueltos basados en el equivalente estequiométrico como H3P0Í; (B) 0 a 2.3 puntos de ácido libre cuando se diluye a resistencia de trabajo; (C) 1.5% a 6% del cuando menos un ácido carboxilico aromático que contiene de 7 a 20 átomos de carbono; y (D) 0.20% a 1.0% de goma de xantano u opcionalmente un agente que modifica la viscosidad distinta a goma de xantano usada en una concentración para producir la misma viscosidad estática de la composición que las cantidades arriba manifestadas de goma de xantano .

12. - El concentrado liquido de conformidad con la reivindicación 6, que comprende además (G) de 0.02% a 1% de un agente de quelación en donde la concentración se mide como su equivalente estequiométrico como ácido glucónico.

13. - El concentrado liquido de conformidad con la reivindicación 12, que comprende además: (H) 1% a 15% de un agente que ajusta la acidez.

14. - El concentrado liquido de conformidad con la reivindicación 13, que comprende además: (J) cuando menos un agente tensioactivo.