MXPA03002173A - Capa con imprimacion de acero. - Google Patents

Abstract

Un procedimiento para imprimir un substrato de acero con una capa con imprimación que comprende un aglutinante de sílice, caracterizado porque el aglutinante de sílice, caracterizado porque el aglutinante comprende una solución de sílice acuosa que tiene una relación de SiO2/M2O, en donde M representa el total de iones de metal alcalino de amonio, de por lo menos 6:1, y porque después de que la capa con imprimación se ha secado el grado de que estáseca al tacto, el substrato recubierto es sumergido en agua, o en forma alternativa manteniendo en un atmósfera con una humedad relativa de por lo menos 5

Description

CAPA CON IMPRIMACION DE ACERO MEMORIA DESCRIPTIVA Esta invención se refiere a un procedimiento para la imprimación de acero. En particular, se refiere al recubrimiento de productos de acero semiacabados los cuales subsecuentemente se fabricarán mediante procedimientos que consumen mucho calor, y recubiertos otra vez. Dichos productos de acero semiacabados se usan en la industria de la construcción naval, y para otras estructuras a gran escala tales como plataformas de producción de petróleo, e incluyen placas de acero, por ejemplo, de espesor de 6 a 75 mm, barras, vigas, y varias secciones de acero usadas como miembros de refuerzo. El procedimiento que consume mucho calor más importante es la soldadura; sustancialmente todos estos productos de acero semiacabados se sueldan. Otros procedimientos importantes que consumen mucho calor son el corte, por ejemplo, corte con oxicombustible, corte con plasma o corte con láser, y el perfilado con calor, en donde el acero es conformado mientras está siendo calentado. Estos productos de acero se exponen con frecuencia a la intemperie durante el almacenamiento antes de la construcción y durante la construcción, y son en general recubiertos con un recubrimiento denominado "capa con imprimación" o "recubrimiento de preconstrucción" para evitar la corrosión del acero que ocurre antes de que a la construcción de acero, por ejemplo, embarcación, se le dé su recubrimiento completo de pintura anti-corrosiva, evitando de esta manera el problema de tener que recubrir otra vez o remover los productos de corrosión del acero. En la mayoría de los grandes astilleros, la capa con imprimación se aplica como uno de varios tratamientos llevados a cabo en una línea de producción en la cual el acero es, por ejemplo, precalentado, limpiado con chorro de perdigones o arenisca para remover escamas de laminación y productos de corrosión, imprimado, y pasado a través de una garita de secado. En forma alternativa, la capa con imprimación puede ser aplicada por un recubridor comercial o proveedor de acero, antes de que el acero sea llevado hacia el astillero u otro sitio de construcción. Aunque el propósito principal de la capa con imprimación es proveer protección temporal ante la corrosión durante la construcción, los constructores navales prefieren que la capa con imprimación no necesite ser removida, sino pueda permanecer sobre el acero durante y después de la fabricación. De esta manera, se requiere que el acero recubierto con la capa con imprimación sea soldable sin remover la capa con imprimación, y que se pueda recubrir otra vez con los tipos de recubrimientos anticorrosivos protectores que se usan en general en embarcaciones y otras construcciones de acero, con buena adhesión entre la capa de apresto y el recubrimiento aplicado subsecuentemente. El acero imprimado debe ser de preferencia soldable sin efecto perjudicial importante alguno sobre la calidad de la soldadura o sobre la velocidad del procedimiento de soldadura, y debe ser suficientemente resistente al calor para que la capa con imprimación retenga sus propiedades anti-corrosivas en áreas calentadas durante el perfilado o durante la soldadura de la cara opuesta del acero. Las capas con imprimación comercialmente exitosas disponibles hoy en día, son recubrimientos llevados en solvente basados en aglutinantes de ortosilicato de tetraetilo prehidrolizados y zinc en polvo. Dichos recubrimientos contienen una gran proporción de solvente orgánico volátil, típicamente de alrededor de 650 gramos por litro, para estabilizar el aglutinante de la pintura, y para permitir que el producto sea aplicado como una superficie delgada, típicamente de alrededor de 20 mieras de espesor. La liberación de solvente orgánico volátil puede ser nociva para el ambiente, y es regulada por legislación en muchos países. Existe la necesidad de una capa con imprimación que no libere, o libere mucho menos, solvente orgánico volátil. Ejemplos de dichos recubrimientos, se describen en los documentos US-A-888,056 y JP-A-7-70476. El documento JP-A-6-200188 se refiere a recubrimientos de capa con imprimación, y menciona la posibilidad de usar un aglutinante del tipo de sal de silicato alcalino acuoso. Recubrimientos que comprenden un silicato de metal alcalino acuoso y zinc en polvo, se proponen también en los documentos GB-A-1226360, GB-A-1007481 , GB-A-997094, US-A-230,496 y JP-A-55- 06271. Aglutinantes de silicato alcalino para recubrimientos anticorrosivos, se mencionan también en los documentos US-A-3, 522,066, US-A-3,620,784, US-A-162,169 y US-A-479,824.

El documento KR 8101300 describe un procedimiento en el cual una composición que comprende un ortosilicato de alquilo o un silicato de metal alcalino, zinc en polvo y óxido de aluminio en polvo u óxido de titanio en polvo, se aplica a una placa de acero, y subsecuentemente se deja secando a 20QC y 75% de humedad relativa. El documento no menciona o sugiere algún efecto ventajoso de estas condiciones de secado específicas sobre las propiedades de superficie, ni sobre la velocidad de desarrollo de las propiedades de superficie. Se ha encontrado que recubrimientos de capa de apresto basados en un aglutinante de silicato alcalino acuoso que contiene zinc en polvo, pueden dar una protección adecuada ante la corrosión, y permiten que las superficies de acero que cubren sean soldadas, pero dan lugar a problemas cuando se recubren otra vez. Los silicatos acuosos contienen una gran cantidad de cationes de metal alcalino, los cuales se requieren para mantener el silicato en solución acuosa, y estos iones están sin embargo presentes en el recubrimiento después de que se ha secado. Se ha encontrado que, si los recubrimientos de capa de apresto que tienen estas grandes cantidades de iones de metal alcalino se recubren otra vez con algún recubrimiento orgánico convencional y se sumergen entonces en agua, ocurre vesiculación (delaminación local del recubrimiento). Se han llevado a cabo pruebas que muestran que este problema se puede reducir si el recubrimiento es intemperizado durante algún tiempo después de la aplicación de la capa con imprimación, o lavado antes de que sea recubierto otra vez. Sin embargo, estos procedimientos no son compatibles con el uso en astilleros de alta productividad de hoy en día. Soluciones coloidales de sílice acuosa que tienen un contenido muy bajo de iones de metal alcalino están disponibles comercialmente, pero los recubrimientos basados en dichas soluciones coloidales tienen normalmente resistencia de superficie muy reducida (inicial) en términos de adhesión, cohesión y dureza y resistencia a la abrasión y al agua. Estas propiedades físicas reducidas del recubrimiento, lo hacen susceptible a sufrir daños durante el manejo o procesamiento adicional. Esto lleva al requisito potencial de reparación significativa del recubrimiento, con implicaciones de costo importantes. Mejoras sugeridas para recubrimientos de soluciones coloidales de sílice, se describen en el documento US-A-3, 320,082, el cual añade una amina orgánica inmiscible en agua, el documento GB-A-1541022, se añade un polímero de acrilamida soluble en agua, y el documento GB-A-1485169, que añade un silicato de metal alcalino o de amonio cuaternario, pero dichos recubrimientos no han logrado propiedades físicas similares a las de los recubrimientos basados en silicatos de metal alcalino. Los recubrimientos basados en soluciones coloidales de sílice, muestran bajos niveles de vesiculación cuando son recubiertos otra vez o son sumergidos. Aunque el contenido de sales solubles en agua y la presión osmótica son bajos, puede ocurrir sin embargo vesiculación, ya que el recubrimiento exhibe poca resistencia al inicio de la vesiculación y crecimiento debido a sus propiedades físicas reducidas.

Existe la necesidad de una capa con imprimación basada en agua de bajo contenido de iones de metal alcalino que tenga adhesión mejorada a substratos, y resistencia de superficie mejorada en términos de las propiedades descritas anteriormente, para resistir al crecimiento e inicio de la vesiculación. Además, existe la necesidad de una capa con imprimación basada en agua y libre de vesículas que muestre rápido desarrollo de las propiedades físicas del recubrimiento después de la aplicación de la capa con imprimación, que permita el manejo y procesamiento adicional del substrato sin el riesgo de dañar el recubrimiento. El procedimiento de conformidad con la presente invención para la imprimación de acero que se piensa fabricar y recubrir otra vez, provee una solución a las desventajas y los problemas mencionados anteriormente. El procedimiento de conformidad con la presente invención para imprimar un substrato de acero con una capa con imprimación que comprende un aglutinante de sílice, se caracteriza porque el aglutinante comprende una solución coloidal de sílice acuosa que tiene una relación molar de SÍO2/M2O, en donde M representa el total de iones de metal alcalino y de amonio, de por lo menos 6:1 , y porque después de que la capa con imprimación se ha secado al grado de que está seca al tacto, el substrato recubierto es sumergido en agua, o en forma alternativa mantenido en una atmósfera con una humedad relativa de por lo menos 50%.

La presente invención se refiere además a un procedimiento para imprimar un substrato de acero con una capa con imprimación que comprende un silicato o aglutinante de silicato, en donde el aglutinante comprende una solución coloidal de sílice acuosa o silicato de metal alcalino que tiene una relación molar de Si02/M20, en donde M representa el total de iones de metal alcalino y de amonio, de por lo menos 6:1 , y en donde después de que la capa con imprimación se ha secado al grado de que está seca al tacto, el substrato recubierto antes de la inmersión en agua o el almacenamiento en una atmósfera con una humedad relativa de por lo menos 80%, se trata con una solución que mejora la resistencia de superficie. Para el propósito de la presente invención, una solución que mejora la resistencia de superficie es una solución que mejora la resistencia de superficie de una capa con imprimación, y/o acelera el desarrollo de la resistencia de superficie con el tiempo. El aglutinante se basa más preferiblemente en una solución coloidal de sílice acuosa. Dichas soluciones coloidales están disponibles de Akzo Nobel bajo la marca comercial "Bindzil", o de DuPont bajo la marca comercial "Ludox", aunque la literatura que se refiere a las mismas, enfatiza que los grados convencionales de sílice coloidal no son buenos formadores de película. Existen varios grados de solución coloidal que tienen varios tamaños de partícula de sílice coloidal y que contienen varios estabilizadores. El tamaño de partícula de la sílice coloidal puede estar, por ejemplo, en la escala de 3 a 100 nm; se prefieren tamaños de partícula hacia el extremo inferior de esta escala, por ejemplo, de 5 a 22 nm. Se encontró que composiciones que comprenden un aglutinante que tiene partículas de sílice coloidal con un tamaño de partícula promedio igual a o menor de 16 nm, de preferencia igual a o menor de 10 nm, muestran desarrollo suficiente de las propiedades en el procedimiento de conformidad con la presente invención, sin la necesidad de tratar también la superficie recubierta con una solución de refuerzo de superficie. Para composiciones que comprenden un aglutinante que tiene partículas de sílice coloidal con un tamaño de partícula promedio mayor de 16 nm, el tratamiento con una solución de refuerzo de superficie puede dar una ventaja clara, en particular cuando el substrato recubierto es sumergido después en agua o mantenido en una atmósfera con una humedad relativa de por lo menos 80%. La solución coloidal de sílice tiene de preferencia una relación molar de Si02/M20 de por lo menos 25:1 , más preferiblemente de por lo menos 50:1 , y puede tener una relación molar de SÍO2/ 2O de 200:1 o más. Además, es posible usar una mezcla de dos o más soluciones coloidales de sílice que tengan una relación molar de Si02/M20 diferente, en donde la relación molar de Si02/M20 de la mezcla sea de por lo menos 25:1. La solución coloidal puede ser estabilizada por álcali, por ejemplo, hidróxido de sodio, hidróxido de potasio o hidróxido de litio, o hidróxido de amonio cuaternario, o por una amina orgánica soluble en agua, tal como alcanolamina. La composición de recubrimiento debe estar de preferencia sustancialmente libre de cualquier solución coloidal de sílice estabilizada con amonio, puesto que la presencia de una solución coloidal estabilizada con amonio podría dar como resultado la gelificación de la composición, en particular cuando el aglutinante consiste principalmente de solución coloidal de sílice estabilizada con amonio, y la composición de recubrimiento contiene también zinc en polvo. La solución coloidal de sílice se puede mezclar con una cantidad menor de un silicato de metal alcalino, por ejemplo, silicato de litio, silicato de sodio-litio o silicato de potasio, o con silicato de amonio cuaternario. Otros ejemplos de combinaciones o mezclas adecuadas de solución coloidal-silicato, se pueden encontrar en el documento US 4,902,442. La adición de un silicato de metal alcalino o de amonio puede mejorar las propiedades iniciales de formación de película de la solución coloidal de sílice, pero la cantidad de silicato de metal alcalino debe ser bastante baja para tener una relación molar de SÍO2 M2O de la solución coloidal de aglutinante, de por lo menos 6:1 , de preferencia de por lo menos 8:1 , y más preferiblemente mayor de 15:1. Para el propósito de la presente solicitud, una cantidad menor de silicato de metal alcalino significa que la relación en peso de silicato de metal alcalino: solución coloidal de sílice en la composición, es menor de 0.5, de preferencia menor de 0.25, y más preferiblemente menor de 0.1. La solución coloidal de sílice puede contener alternativamente o adicionalmente una resina orgánica disuelta o dispersada. La resina orgánica es de preferencia un látex, por ejemplo, un látex de copolímero de estireno y butadieno, un látex de copolímero acrílíco de estireno, un látex de copolímero de etileno y acetato de vinilo, una dispersión de polivinil butiral, una dispersión de silicio/siloxano, o una dispersión de látex basada en acrílico. Ejemplos de dispersiones de látex adecuadas que se pueden usar, incluyen XZ94770 y XZ94755 (de Dow Chemicals), Airflex® 500, Airflex® EP3333 DEV, Airflex® CEF 52 y Flexcryl® SAF34 (de Air Products), Primal® E-330DF y Primal® MV23 LO (de Rohm and Haas), y Silres® P42 E. Silres® M50E y SLM 43164 (de Wacker Chemicals). Se pueden usar polímeros solubles en agua tales como polímeros de acrilamida, pero son menos preferidos. La resina orgánica se usa de preferencia hasta 35% en peso, con base en el aglutinante sólido. Para composiciones que comprenden un aglutinante que tiene partículas de sílice coloidal con un tamaño de partícula promedio igual a o menor de 10 nm, la resina orgánica se usa de preferencia hasta 20% en peso, y más preferiblemente de 1 a 15% en peso, con base en el aglutinante sólido. Para composiciones que comprenden un aglutinante que tiene partículas de sílice coloidal con un tamaño de partícula promedio mayor de 10 nm, por ejemplo, entre 12 y 22 nm, o entre 12 y 16 nm, se prefiere un nivel incrementado de resina orgánica de hasta 35% en peso con base en el aglutinante sólido. Cantidades mayores de resina orgánica pueden causar porosidad de la soldadura durante la soldadura subsecuente. Se encontró que la adición de una resina orgánica mejora la adhesión y cohesión, medidas en la prueba de cuadrícula. En forma alternativa, la solución coloidal de sílice puede contener un agente de acoplamiento de silano que contiene grupos alcoxisilano y una porción orgánica que contiene un grupo funcional tal como un grupo amino, epóxido o isocianato. El agente de acoplamiento de silano es de preferencia un aminosilano tal como gamma-aminopropil trietoxi silano o gamma-aminopropil trimetoxi silano, o un hidrolizado parcial de los mismos, aunque se puede usar también un silano epóxico tal como gamma-glicidoxipropil trimetoxi silano. El agente de acoplamiento de silano está presente de preferencia hasta 30% en peso, por ejemplo, de 1 a 20% en peso, con base en la sílice. El aglutinante de la capa con imprimación puede comprender alternativamente o adicionalmente una solución acuosa de un silicato de metal alcalino o de amonio estabilizado por un siliconato sustituido por cuando menos un grupo aniónico de pKa menor que el del ácido silícico, tal como un grupo carboxilato o sulfonato. Dicho aglutinante es de preferencia una solución que tiene una relación molar de S1O2/M2O en la escala de 8:1 a 30:1 , y un pH en la escala de 7 a 10.5, y se prepara disminuyendo el pH de una solución de silicato y siliconato mediante intercambio catiónico. De esta manera, el siliconato se puede añadir a niveles relativamente bajos, por ejemplo, a una relación molar de 1 :2 a 1 :20, a un silicato alcalino convencional de SÍO2/K2O en la escala de 3.9:1. Los sólidos pueden ser reducidos entonces para mejorar la facilidad de procesamiento, y para mejorar aún más la estabilidad. En esta etapa, la solución tiene un pH de 12-12.5. La solución se somete a intercambio iónico usando una resina estándar de intercambio iónico. Los iones K+ son reemplazados con H+, reduciendo el contenido de álcali del aglutinante y el pH. Sin la presencia del siliconato, el silicato sufriría gelificación al reducirse el pH. Se han obtenido soluciones claras y estables con un pH tan bajo como 8. El aglutinante resultante tiene una relación molar de Si02/K20 típicamente en la escala de 8-20:1 , y puede ser concentrado si se desea incrementar los sólidos. El aglutinante es una solución clara y estable, y es estable en presencia de zinc, pero los recubrimientos basados en estos aglutinantes sometidos a intercambio iónico tienen resistencia de superficie relativamente reducida, en comparación con los recubrimientos basados en aglutinantes de silicato alcalino. De preferencia, se usa un aglutinante que tenga un pH en la escala de 9 a 11.5, más preferiblemente en la escala de 9.5 a 11. Sin desear que sea limitado por teoría alguna que explique el efecto del pH sobre las propiedades de superficie, parece ser que un pH incrementado da como resultado una cantidad incrementada de sílice soluble en solución. Esto parece tener el potencial de efectuar refuerzo del gel in situ después de la aplicación de la composición de recubrimiento. Además, el ajuste del pH puede tener un efecto menor que extiende la vida útil. Cuando se usa una solución coloidal de sílice obtenible comercialmente, se puede seleccionar una solución coloidal con un pH alto, y/o el pH de la solución coloidal se puede ajustan El pH se puede ajustar, por ejemplo, añadiendo extensores de vida útil que influyen sobre el pH, tales como dimetil amino etanol (DMAE), o añadiendo ácido sulfúrico diluido, o añadiendo hidróxido de sodio.

La capa con imprimación contiene de preferencia zinc en polvo y/o una aleación de zinc. Dicho zinc en polvo tiene de preferencia un tamaño de partícula medio promediado en volumen de 2 a 12 mieras, y más preferiblemente, dicho zinc en polvo es el producto vendido comercialmente como zinc en polvo que tiene un tamaño de partícula medio de 2 a 8 mieras. El zinc en polvo protege el acero mediante un mecanismo galvánico, y puede formar también una capa protectora de productos de zinc contra la corrosión que mejora la protección que ofrece el recubrimiento ante la corrosión. Todo el zinc en polvo, o parte del mismo, puede ser reeemplazado por una aleación de zinc. La cantidad de zinc en polvo y/o aleación de zinc en el recubrimiento, es en general de por lo menos 10%, y puede ser de hasta 90% en volumen del recubrimiento sobre una base de película seca. El zinc en polvo y/o la aleación de zinc pueden ser sustancialmente el total de la pigmentación del recubrimiento, o pueden comprender, por ejemplo, hasta 70%, por ejemplo de 25 a 55% en volumen del recubrimiento, sobre una base de película seca, en donde el recubrimiento contiene también un inhibidor de corrosión auxiliar, el cual puede ser, por ejemplo, un molibdato, fosfato, tungstato o vanadato, como se describe en el documento US-A-5,246,488, dióxido de titanio ultrafino como se detalla en el documento KR 8101300, y/u óxido de zinc y/o un llenador tal como sílice, arcilla calcinada, silicato de alúmina, talco, baritas, mica, silicato de magnesio o silicato de aluminio calcinado. Para composiciones que comprenden un aglutinante que tiene partículas de sílice coloidal con un tamaño de partícula promedio igual a o menor de 10 nm, la cantidad de zinc en polvo y/o aleación de zinc en el recubrimiento es de 40 a 60%, de preferencia entre 45 y 55% en volumen del recubrimiento, sobre una base de película seca. Para composiciones que comprenden un aglutinante que tiene partículas de sílice coloidal con un tamaño de partícula promedio mayor de 10 nm, por ejemplo, entre 12 y 22 nm, o entre 12 y 16 nm, la cantidad de zinc en polvo y/o aleación de zinc en el recubrimiento, está de preferencia entre 35 y 50%. Sin embargo, otros pigmentos se pueden usar en conjunto con pigmentos basados en zinc. Ejemplos de estos otros pigmentos no de zinc incluyen extensores conductivos tales como difosfuro de hierro (Ferrophos®), óxido de hierro micáceo, etc. El uso de estos pigmentos conductivos no de zinc puede permitir una reducción en el nivel de zinc, mientras mantiene protección efectiva ante la corrosión. Para obtener propiedades de recubrimiento óptimas, los extensores son de preferencia suficientemente dispersados en la composición de recubrimiento. Los tipos y tamaños de los extensores usados se pueden ajustar para obtener un estado de dispersión adecuado. Por ejemplo, cuando se selecciona el pigmento extensor Satintone (de Lawrence Industries), se debe usar un tamaño de partícula medio menor de 3 µ?t?, de preferencia menor de 2 µ?t?. De preferencia, la concentración de pigmento en volumen (PVC) del recubrimiento está entre 40 y 75%. Arriba de 75%, las propiedades de superficie se reducen, y debajo de 40%, existe zinc insuficiente para proveer protección efectiva ante la corrosión. Para composiciones que comprenden un aglutinante que tiene partículas de sílice coloidal con un tamaño de partícula promedio menor de 10 nm, la PVC está de preferencia entre 55 y 75%, más preferiblemente entre 65 y 75%. Para composiciones que comprenden un aglutinante que tiene partículas de sílice coloidal con un tamaño de partícula promedio igual a o mayor de 10 nm, se pueden obtener propiedades de recubrimiento temprano mejoradas usando recubrimientos con una PVC entre 40 y 65%, más preferiblemente entre 45 y 55%. La concentración de pigmento en volumen (PVC), es el porcentaje de pigmento en volumen en la película de pintura seca. La concentración crítica de pigmento en volumen (CPVC), se define normalmente como la concentración de pigmento en volumen, en donde existe apenas aglutinante suficiente para proveer una capa de aglutinante completamente adsorbida sobre las superficies de pigmento, y para llenar todos los intersticios entre las partículas en un sistema compacto. La concentración critica de pigmento en volumen se puede determinar mojando pigmento seco con aceite de linaza apenas suficiente para formar una masa coherente. Este método da un valor conocido como la "absorción de aceite", a partir de la cual se puede calcular la concentración crítica de pigmento en volumen. El método para determinar la absorción de aceite, se describe en el estándar británico 3483 (BS3483). El contenido de sólidos de la capa con imprimación es en general de por lo menos 15% en volumen, y está de preferencia en la escala de 20 a 35% en volumen. El contenido de sólidos en volumen es el valor teórico calculado con base en todos los componentes presentes en la composición de recubrimiento. El recubrimiento tiene de preferencia una viscosidad tal que se puede aplicar fácilmente usando aplicadores de recubrimiento convencionales, tales como rocío, en particular rocío sin aire o aplicadores de rocío de baja presión y alto volumen (HVLP), para dar un recubrimiento que tiene un espesor de película seca menor de 40 mieras, de preferencia entre 12 y 25 a 30 mieras. Opcionalmente, la composición de recubrimiento puede comprender otros aditivos bien conocidos por los expertos en la técnica, por ejemplo, tixotropos y/o agentes para el control de reología (organoarcillas, goma de xantano, espesantes de celulosa, poliuretanos de polióter urea, acrllicos, etc.), desespumantes (en particular cuando están presentes modificadores de látex), y extensores de vida útil (secundarios), tales como cromatos (por ejemplo, dicromato de sodio) o aminas terciarias (por ejemplo, trietilamina o dimetilaminoetanol). Tixotropos y/o agentes para el control de reología preferidos, incluyen Bentone EW (de Elementis), que es un silicato de sodio y magnesio (organoarcilla), Bentolite WH (de Rockwood), que es un silicato de aluminio hidratado, Laponite RD (de Rockwood), que es un silicato de litio, magnesio y sodio hidratado, y Rheolate 425 (de Elementis), que es una dispersión patentada de acrílico en agua. Desespumantes preferidos incluyen Foamaster NDW (de Cognis) y Dapro 1760 (de Elementis). Los extensores de vida útil secundarios preferidos, son aminas terciarias que ofrecen una opción libre de cromato para extensión de la vida útil. Si no están presentes extensores de vida útil secundarios, la composición de recubrimiento tiene normalmente una vida útil entre menos de 1 y 4 horas. Usualmente, es suficiente añadir sólo una pequeña cantidad (0.0125-0.025% en peso basado en pintura líquida) de dicromato de sodio, para obtener una vida útil mayor de 24 horas. Niveles mayores llevan normalmente a propiedades reducidas del recubrimiento. Normalmente, el sistema de recubrimiento se provee como un sistema de dos (o más) componentes. Una vida útil más larga se encuentra también para sistemas que comprenden soluciones coloidales de sílice que tienen una superficie modificada con alúmina. El uso de soluciones coloidales de sílice modificadas con alúmina, para extender la vida útil de estas composiciones de recubrimiento, es el tema de una solicitud de patente aparte. Es posible preparar la composición de recubrimiento poco antes de la aplicación del recubrimiento, por ejemplo, alimentando y mezclando completamente todos los componentes de la composición de recubrimiento poco antes de la aplicación. Dicho procedimiento se puede referir también como mezclado en línea de los componentes que están presentes en la composición de recubrimiento. Este procedimiento es adecuado en particular para composiciones de recubrimiento que tienen una vida útil limitada. Antes de que el substrato recubierto sea sumergido en agua o mantenido alternativamente en una atmósfera con una humedad relativa de por lo menos 50%, la capa con imprimación se seca al grado de que esté seca al tacto. El tiempo para que esté seca al tacto es en general de aproximadamente 10 a 15 minutos a temperatura ambiente de 15 a 20°C o 3 a 4 minutos a 40°C para un recubrimiento de 15-20 µ?? de espesor de película seca (dft). El tiempo de secado depende también del flujo de aire y del espesor de la película. A 35°C y 0.5 m/s de flujo de aire, el tiempo de secado para un recubrimiento de 20 µ?? de espesor de película seca, es de aproximadamente 2 minutos. Este tiempo se puede reducir también aumentando la temperatura del aire. En general, el tiempo de secado se puede reducir aumentando la temperatura del substrato, aumentando la temperatura del aire, usando un flujo de aire, o mediante cualquier combinación de estas alternativas. Se prefiere llevar a cabo el secado de la capa con imprimación a 10-60°C, de preferencia a 25-50°C, en el flujo de aire forzado, de preferencia en un flujo de aire de por lo menos 0.1 m/s. El lograr un secado rápido, es muy importante para aplicación en línea en astilleros o molinos de laminación de acero. En un procedimiento preferido, el substrato recubierto es sumergido en agua. No es necesario sumergir el substrato recubierto una vez que la capa con imprimación se ha secado al grado de que está seca al tacto. También es posible secar el recubrimiento durante un tiempo (mucho) más largo. Sin embargo, cuando el substrato recubierto es sumergido en agua antes de que la capa con imprimación esté seca al tacto, se observa en general una disminución en las propiedades del recubrimiento.

En otra modalidad del procedimiento de conformidad con la presente invención, el substrato recubierto se mantiene en una atmósfera con una humedad relativa de por lo menos 50% después de que la capa con imprimación se ha secado al grado de que está seca al tacto. Se logra un desarrollo de propiedades incluso más rápido cuando el substrato recubierto se mantiene en una atmósfera con una humedad relativa de por lo menos 80%. No es necesario llevar el substrato recubierto en una atmósfera con una humedad relativamente alta una vez que la capa con imprimación se ha secado al grado de que está seca al tacto. También es posible secar el recubrimiento durante un tiempo (mucho) más largo. Además, es posible secar el substrato recubierto en una atmósfera con una humedad relativamente alta. Para acelerar también el desarrollo de las propiedades físicas del substrato recubierto, antes de la inmersión en agua o antes de la alternativa, almacenamiento durante algún tiempo en una atmósfera con una humedad relativa de por lo menos 80%, el substrato se puede tratar con una solución que incremente la resistencia de superficie de la capa con imprimación. Antes de que dicha solución sea aplicada al substrato, la capa con imprimación se debe secar al grado de que esté seca al tacto. Esta solución puede ser en general una solución acuosa de una sal inorgánica o una solución de material que tenga grupos reactivos que contienen silicio. El incremento en la resistencia de superficie se puede detectar mediante un incremento significativo en dureza, resistencia a la abrasión y usualmente adhesión. La dureza se puede medir con ayuda de la prueba de dureza de lápiz del estándar británico 3900, parte E19 (1999) (dureza del lápiz que se requiere para acanalar el recubrimiento). La resistencia a la abrasión se puede medir usando una prueba de doble frotación que frota automáticamente el recubrimiento, y se puede llevar a cabo en seco o en húmedo con agua. Mientras que un incremento significativo en la resistencia a la abrasión en seco o en húmedo se consideraría como un incremento en la resistencia de superficie de la capa con imprimación, se ha encontrado que el tratamiento de conformidad con la invención aumenta en general la resistencia a la abrasión en seco y en húmedo. La adhesión se puede medir mediante una prueba de cuadricula, como se describe en el estándar británico 3900, parte E6 (1992). La cantidad de solución que mejora la resistencia de superficie aplicada opcionalmente a la capa con imprimación, está en general en la escala de 0.005-0.2, de preferencia de 0.01-0.08 litros por metro cuadrado de superficie imprimada (L/m2) para recubrimientos aplicados a espesor de película seca estándar (15-20 µ??). Dicha cantidad de solución se puede aplicar en forma conveniente mediante rocío. Huelga decir, la concentración o el volumen de la solución de post-tratamiento se debe incrementar si el recubrimiento se aplica otra vez, es decir, en un espesor de película seca >20 µ??. Cuando la solución que mejora la resistencia de superficie aplicada opcionalmente es una solución acuosa de una sal inorgánica, tiene en general una concentración de por lo menos 0.01 M, y de preferencia por lo menos 0.03M. La concentración de la solución de sal inorgánica puede ser de hasta 0.5M o 1 M, o incluso mayor. La sal inorgánica puede ser la sal de un catión monovalente tal como una sal de metal alcalino o de amonio, de un catión divalente tal como zinc, magnesio, calcio, cobre (II) o hierro (II), de un catión trivalente tal como aluminio o cerio (III), o de un catión tetravalente tal como cerio (IV), y de un anión monovalente tal como un halogenuro, por ejemplo, fluoruro, cloruro o bromuro, o nitrato, o un anión polivalente tal como sulfato o fosfato. También se pueden usar mezclas de las sales mencionadas anteriormente. Ejemplos de soluciones de sal inorgánica que se ha encontrado son efectivos, son sulfato de magnesio, sulfato de zinc, sulfato de potasio, sulfato de aluminio, sulfato de hierro, sulfato de cerio (IV), sulfato de cobre, cloruro de sodio y cloruro de potasio, aunque los cloruros podrían no preferirse debido a su tendencia a promover la corrosión. Se prefiere él uso de sulfato de zinc o sulfato de aluminio. La concentración de la solución de sal inorgánica en términos de peso, está de preferencia en la escala de 0.5-20% en peso. Un ejemplo de un material que tiene grupos activos que contienen silicio, es un silicato. La solución que mejora la resistencia de superficie puede ser una solución de silicato de metal alcalino, por ejemplo, silicato de potasio o silicato de litio, o una solución de silicato de amonio, o puede ser un siliconato de metal alcalino, por ejemplo, una solución de siliconato de alquilo. La concentración preferida de dicha solución, está en la escala de 0.5-20% en peso. Cuando la solución que mejora la resistencia de superficie aplicada opcionalmente es una solución de una sal inorgánica o silicato de metal alcalino, el material añadido aumentará el contenido de sales de la capa con imprimación de silicato de zinc. Esto tenderá a aumentar la fuerza directriz osmótica cuando el recubrimiento es recubierto otra vez, y de esta manera la posibilidad de vesiculación osmótica cuando el substrato recubierto es sumergido. La cantidad de sal inorgánica o silicato de metal alcalino aplicada es de preferencia bastante baja para que la relación molar de Si02/M20 del aglutinante de la capa con imprimación sea mantenida arriba de 6:1 , de preferencia arriba de 8:1 , y más preferiblemente arriba de 10:1. Para lograr esto, la cantidad de sal inorgánica o silicato de metal alcalino aplicada en la solución que mejora la resistencia de superficie es de preferencia menor de 10 g/m2 sobre una base de peso seco, más preferiblemente menor de 5 g/m2, para un recubrimiento con un espesor de película seca de 15-20 µ??. Un ejemplo alternativo de un material que tiene grupos reactivos que contienen silicio, es un alcoxi silano o un acriloxi silano, por ejemplo acetoxi silano. Este puede ser, por ejemplo, un tetraalcoxi silano (ortosilicato de alquilo) tal como tetraetoxi silano o tetraisopropoxi silano, o un trialcoxi silano tal como metil trimetoxi silano (MTMS, de Aldrich) o bistrimetoxi silano etano. El alcoxi silano puede contener otros grupos funcionales, por ejemplo, un trialcoxi silano puede tener la fórmula RSi(OR1 )3, en donde cada grupo R1 es alquilo de 1 a 3 carbonos, y R es un grupo alquilo o arilo sustituido por un grupo amino, alquilamino, dialquilamino, amida, halógeno, carbamato, epóxido, isocianato, aziridina, sulfonato, carboxilato, fosfato o hidroxilo. Ejemplos preferidos son aminosilanos tales como trietoxi silil propil amina (Aminosilano A1 100 de Witco), trimetoxi silil propil amina (Aminosilano A11 10 de Witco), trimetoxi silil propiletilen diamina (Aminosilano A1 120 de Witco), trimetoxi silil propildietilen triamina (Aminosilano A1 130 de Witco) o bistrimetoxi silil propiletilen diamina. Además, el alcoxi silano puede ser un bis(trialcoxi silano), por ejemplo, una cadena de alquilen o polidimetil silano terminada con grupos -SiORV El alcoxi silano puede ser por lo menos parcialmente hidrolizado, por ejemplo, se puede usar un tetraalcoxi silano parcialmente hidrolizado, o un alquil trialcoxi silano o aminoalquil trialcoxi silano hidrolizado. El alcoxi silano se aplica de preferencia a partir de una solución acuosa, aunque la solución acuosa puede contener un solvente orgánico miscible en agua, por ejemplo, un alcohol tal como etanol. Además, se encontró que los ortosilicatos son también mejoradores de propiedades muy efectivos en este procedimiento. Soluciones acuosas de ortosilicato de tetrametilo (TMOS) y ortosilicato de tetraetilo (TEOS), son agentes de post-tratamiento efectivos. Se logran mejores resultados si el TMOS o el TEOS son hidrolizados a pH 1-2. A este pH, la vida útil de la solución de post-tratamiento puede exceder incluso 7 días.

La concentración de alcoxi silano u ortosilicatos en la solución de tratamiento aplicada opcionalmente, está de preferencia en la escala de 1 a 25% en peso. Se prefiere el uso de alcoxi silanos y/u ortosilicatos en la solución de post-tratamiento aplicada opcionalmente, puesto que estos compuestos añaden virtualmente nivel cero de sales solubles en agua a la capa con imprimación. La cantidad de solución que mejora la resistencia de superficie aplicada opcionalmente usada, es de preferencia de 0.005-0.2 L/m2 de superficie imprimada, más preferiblemente de 0.08 L/m2 o menos, si el recubrimiento se trata y se seca en línea, para un recubrimiento con un espesor de película seca de 15-20 µtp. El tiempo de secado para este recubrimiento tratado con dicha cantidad de solución que mejora la resistencia de superficie, es en general de alrededor de 5 a 10 minutos a 15-20DC, o aproximadamente 1.5 a 2 minutos a 40°C. El tiempo de secado se puede reducir también colocando el substrato imprimado en un flujo de aire. En general, el tiempo de secado se puede reducir aumentando la temperatura del substrato, aumentando la temperatura del aire, usando un flujo de aire, o mediante cualquier combinación de estos procedimientos. La solución de tratamiento aplicada opcionalmente se aplica y se seca de preferencia a una temperatura en la escala de 10-60°C, de preferencia de 25-50°C en un flujo de aire forzado, de preferencia un flujo de aire de por lo menos 0.1 m/s. La solución de tratamiento se puede aplicar mediante equipo estándar de aplicación de rocío, por ejemplo, rocío sin aire o rocío HVLP, o mediante un rocío de atomizador simple, montando simplemente una segunda pistola pulverizadora de rocío más abajo de la línea de la capa con imprimación desde la pistola pulverizadora de rocío que aplica la capa de apresto. En forma alternativa, la solución se puede aplicar usando una técnica de aplicación de recubrimiento con rocío. La solución de tratamiento se puede aplicar a ambos lados de un substrato, por ejemplo, a ambos lados de una placa de acero para su uso en construcción naval, sin importar la orientación del substrato; el volumen de solución que se requiere para reforzar la película, es tal que la solución se puede aplicar al lado inferior de una placa sin corrimiento o goteo. Otros métodos de aplicación tales como aplicación con rodillo, son posibles, pero no preferidos. Sólo es necesario dejar que la capa con imprimación tratada se seque sobre el substrato, y no requiere lavado o calentamiento subsecuente alguno; una vez que la capa de apresto tratada se seca, el producto recubierto puede ser manejado normalmente. Se encontró que el paso adicional de usar una solución que mejora la resistencia de superficie es particularmente ventajoso cuando la capa de apresto comprende un aglutinante que contiene partículas de solución coloidal de sílice con un diámetro promedio mayor de 10 nm, e incluso más ventajoso para partículas de solución coloidal de sílice con un diámetro promedio mayor de 16 nm. En particular, se encontraron buenos resultados cuando después del tratamiento con la solución que mejora la resistencia de superficie, el substrato recubierto fue sumergido en agua o mantenido en una atmósfera con una humedad relativa de por lo menos 80%. El procedimiento de conformidad con la invención aumenta la dureza, cohesión y resistencia a la abrasión de la capa con imprimación, sin introducir la desventaja de la vesiculación cuando es recubierto otra vez. Además, el procedimiento acelera el desarrollo de estas propiedades favorables. Su desarrollo se puede acelerar aún más mediante tratamiento con una solución que mejora la resistencia de superficie. El desarrollo acelerado de estas propiedades, mejora la resistencia al daño durante el manejo y la fabricación en un astillero o molino de laminación de acero. Además de estos beneficios, el substrato imprimado muestra las características de desempeño requeridas en el mercado de capas con imprimación, es decir, resistencia a la corrosión de 6 meses en exposición a la intemperie, características excelentes de soldadura y corte, y capacidad de recubrimiento repetido con una amplia gama de capas con imprimación sin vesiculación o porosidad. El substrato imprimado puede ser recubierto otra vez con un recubrimiento de resina epóxica curada con amina, o cualquier otro recubrimiento para trabajo pesado tal como un poliuretano, a un espesor de película de 100 µ?? o 200 µ??, y después de dejar que se cure durante 7 días, se puede sumergir en agua dulce o agua de mar por más de 6 meses (el período de prueba más largo hasta ahora) a 40°C sin vesiculación.

La invención se dilucidará con relación a los siguientes ejemplos. Estos se usan para ¡lustrar la invención, pero de ninguna manera deberán considerarse como limitativos del alcance de la misma. La determinación del tamaño de la solución coloidal de las soluciones coloidales de sílice usadas en los ejemplos, se ha llevado a cabo mediante el método de titulación descrito en G. W. Sears, Anal. Chem. 12, 1981 (1956). Mediante este método, se ha determinado el área de superficie específica en m2/g. Para las partículas de solución coloidal esféricas, esta área de superficie fue convertida a un tamaño de partícula. Los compuestos usados como material de partida en los ejemplos, tienen el siguiente origen: una solución coloidal de sílice de 30% en peso de Ludox® SM concentración, tamaño de partícula promedio de 7 nm, relación molar de Si02/Na20 de 50:1 , de DuPont, pH 10.3 una solución coloidal de sílice de 40% en peso de Ludox* HS-40 concentración, tamaño de partícula de 12 nm, relación molar de Si02/Na20 de 95:1 , de DuPont, pH 9.8 una solución coloidal de sílice de 40% en peso de concentración, tamaño de partícula promedio de 20 nm, Bindzil® 40/ 70 relación molar de Si02/Na20 de 160: 1 , de Akzo Nobel (Eka Chemicals), pH 9.4 una solución coloidal de sílice modificada con alúmina de 25.5% en peso de concentración, 0.44% en peso de Bindzil 25AT/360 alúmina, tamaño de partícula promedio de 7 nm, relación molar de S¡02/Na20 de 95:1 , de Akzo Nobel (Eka Chemicals), pH 10 una solución coloidal de sílice de 40% en peso de concentración y tamaño de partícula promedio de 16 nm, Nyacol relación molar de Si02/Na20 de 105:1 , de Akzo Nobel (Eka Chemicals), pH 9.8 un látex orgánico de estireno y butadieno de 50% en XZ 94770 volumen de sólidos, de Dow Chemicals un pigmento extensor de silicato de aluminio calcinado de Huber 90C tamaño de partícula medio de 0.7 µG?, de JM Huber/Marlow Chemicals un pigmento extensor de silicato de aluminio calcinado de Satintone*W tamaño de partícula medio de 1 .4 µ?p, de Lawrence Industries Zinc en polvo un metal en polvo de tamaño de partícula medio de 7 µ??, de Trident Alloys molibdato de zinc y calcio, un pigmento anticorrosivo de Molywhlte 212 tamaño de partícula de 4.1 µ??, de Sherwin Williams un pigmento extensor de silicato de aluminio, potasio y Minex 20 sodio de tamaño de partícula medio de 2.95 µp?, de North Cape Minerals Bentone EW un tixotropo de silicato de magnesio y sodio, de Elementis EJEMPLO 1 Para examinar el efecto de las condiciones de secado sobre las propiedades de los recubrimientos de capa con imprimación curados, se preparó una composición de recubrimiento que tiene una concentración de sólidos de 28% en volumen, a partir de los siguientes ingredientes. La capa con imprimación tenía una concentración de pigmento en volumen de 71.0%, la cual es 1.4 veces la concentración critica de pigmento en volumen.

Se preparó una capa de apresto mezclando la solución coloidal de sílice con agua y tixotropo, y el aglutinante resultante se mezcló con los pigmentos poco antes de la aplicación al acero, como es usual con recubrimientos de silicato de zinc. La capa con imprimación obtenida se aplicó a paneles de acero de 15 cm x 10 cm en un espesor de película seca de 15-20 µ?? a 35°C y 30% de humedad relativa. Tan pronto como los recubrimientos estuvieron secos al tacto, los substratos imprimados se almacenaron en diferentes condiciones de humedad relativa. Se midió la resistencia de los paneles recubiertos a la abrasión (prueba de doble frotación) 1 día después de la aplicación de la capa de apresto. En la prueba de doble frotación, la superficie tratada se humecta con un par de gotas de agua (en el caso de dobles frotaciones en húmedo), y se frota entonces con un hisopo de algodón usando presión ligera. Un paso de aquí para allá es una doble frotación. Los resultados se expresan como el número de dobles frotaciones hasta la remoción del recubrimiento. Si el recubrimiento sobrevive a 100 dobles frotaciones, el espesor de película seca (dft) final se compara con el valor inicial. Si el espesor de película seca es reducido en más de 25%, el resultado se expresa como > 00. Si el espesor de película seca es reducido en menos de 25%, el resultado se expresa como »100. Los resultados se muestran en el cuadro 1 siguiente: CUADRO 1 1) Ejemplo comparativo 2) Dobles frotaciones en húmedo medidas 24 horas después de la aplicación.

EJEMPLO 2 Para examinar el efecto de las condiciones de secado sobre las propiedades de los recubrimientos de capa con imprimación curados, se preparó una composición de recubrimiento que tiene una concentración de sólidos de 28% en volumen, a partir de los siguientes ingredientes. La capa con imprimación tenía una concentración de pigmento en volumen de 70%, la cual es 1.06 veces la concentración crítica de pigmento en volumen.

Se aplicó la capa de apresto a paneles de acero de 15 cm x 10 cm en un espesor de película seca de15-20 µ??. Se dejó que cada panel se secara, en una humedad relativa diferente. Un panel se secó al grado de que estuviera seco al tacto en 40% de humedad relativa durante 30-60 minutos después de la aplicación del recubrimiento. Entonces, se sumergió el panel en agua durante 30 minutos. Se removió el agua, y se dejó subsecuentemente que el recubrimiento se secara en 60% de humedad relativa. Se midió la resistencia de los paneles recubiertos a la abrasión (prueba de doble frotación) 1 hora después de la aplicación de la capa de apresto. Para la muestra que fue sumergida en agua, la resistencia a la abrasión se midió 1 hora después de la inmersión. Los resultados se muestran en el cuadro 2 siguiente: CUADRO 2 1) Ejemplo comparativo 2) Dobles frotaciones en húmedo medidas 1 hora después de la aplicación o después de la inmersión en agua 3) Dobles frotaciones en húmedo medidas 24 horas después de la aplicación o después de la inmersión en agua.

EJEMPLO 3 Se preparó una composición de recubrimiento que tiene una concentración de sólidos de 28% en volumen, a partir de los siguientes ingredientes. La capa con imprimación tenía una concentración de pigmento en volumen de 70%, la cual es 1 .06 veces la concentración critica de pigmento en volumen.

De la misma forma como se describió en el ejemplo 2, se dejó que cada panel se secara en una humedad relativa diferente, y se sumergió una muestra en agua, y se dejó subsecuentemente que se secara en 60% de humedad relativa. Se midió la resistencia de los paneles recubiertos a la abrasión (prueba de doble frotación) 1 hora después de la aplicación de la capa de apresto o después de la inmersión en agua. Los resultados se muestran en el cuadro 3 siguiente: CUADRO 3 1) Ejemplo comparativo 2) Dobles frotaciones en húmedo medidas 1 hora después de la aplicación o después de la inmersión en agua 3) Dobles frotaciones en húmedo medidas 24 horas después de la aplicación o después de la inmersión en agua.

EJEMPLO 4 Se preparó una composición de recubrimiento que tiene una concentración de sólidos de 28% en volumen, a partir de los siguientes ingredientes. La capa con imprimación tenía una concentración de pigmento en volumen de 50%, la cual es 0.72 veces la concentración crítica de pigmento en volumen.

Se aplicó la capa de apresto a paneles de acero de 15 cm x 10 cm en un espesor de película seca de15-20 µ?t?. Se dejó que cada panel se secara, en una humedad relativa diferente. Un panel se secó al grado de que estuviera seco al tacto en 40% de humedad relativa durante 30-60 minutos después de la aplicación del recubrimiento. Entonces, se sumergió el panel en agua durante 30 minutos. Se removió el agua, y se dejó subsecuentemente que el recubrimiento se secara en 60% de humedad relativa. Se midió la resistencia de los paneles recubiertos a la abrasión (prueba de doble frotación) 1 día después de la aplicación de la capa de apresto o después de la inmersión en agua. Los resultados se muestran en el cuadro 4 siguiente: CUADRO 4 1) Ejemplo comparativo 2) Dobles frotaciones en húmedo medidas 24 horas después de la aplicación o después de la inmersión en agua.

EJEMPLO 5 De la misma forma como se describió en el ejemplo 4, se prepararon varios paneles recubiertos usando una solución coloidal de sílice Nyacol con aglutinante (tamaño de partícula promedio de 16 nm). De la misma forma como se describió en el ejemplo 4, se dejó que cada panel se secara en una humedad relativa diferente, y una muestra se sumergió en agua y se dejó subsecuentemente que se secara en 60% de humedad relativa. Se midió la resistencia de los paneles recubiertos a la abrasión (prueba de doble frotación) 1 día después de la aplicación de la capa de apresto o después de la inmersión en agua. Los resultados se muestran en el cuadro 5 siguiente: CUADRO 5 1) Ejemplo comparativo 2) Dobles frotaciones en húmedo medidas 24 horas después de la aplicación o después de la inmersión en agua.

EJEMPLO 6 De la misma forma como se describió en el ejemplo 1 , se prepararon varios paneles recubiertos. Después de la aplicación del recubrimiento, los paneles se trataron de la siguiente manera: - un panel se almacenó durante 1 hora a una humedad relativa de 35%; - un panel se almacenó durante 1 hora a una humedad relativa de 60%, y entonces se sumergió en agua; - un panel se trató con una solución que mejora la resistencia de superficie y que contenía TEOS, antes de la inmersión en agua. Los resultados se muestran en el cuadro 6 más adelante.

EJEMPLO 7 De la misma forma como se describió en el ejemplo 6, se prepararon varios paneles recubiertos usando una solución coloidal de sílice Ludox HS-40 con aglutinante (tamaño de partícula promedio de 12 nm). Después de la aplicación del recubrimiento, los paneles se trataron de la siguiente manera: - un panel se almacenó durante 1 hora a una humedad relativa de 35%; - un panel se almacenó durante 1 hora a una humedad relativa de 60%, y entonces se sumergió en agua; - un panel se trató con una solución que mejora la resistencia de superficie y que contenía TEOS, antes de la inmersión en agua. Los resultados se muestran en el cuadro 6 más adelante.

EJEMPLO 8 De la misma forma como se describió en el ejemplo 6, se prepararon varios paneles recubiertos usando una solución coloidal de sílice Bindzil 40/170 con aglutinante (tamaño de partícula promedio de 12 nm). Después de la aplicación del recubrimiento, los paneles se trataron de la siguiente manera: - un panel se almacenó durante 1 hora a una humedad relativa de 35%; - un panel se almacenó durante 1 hora a una humedad relativa de 60%, y entonces se sumergió en agua; - un panel se trató con una solución que mejora la resistencia de superficie y que contenía TEOS, antes de la inmersión en agua. Los resultados se muestran en el cuadro 6 siguiente: CUADRO 6 *) Ejemplo comparativo.

EJEMPLO 9 Se preparó una capa con imprimación que tenía una concentración de sólidos de 28% en volumen, a partir de los siguientes ingredientes. La capa con imprimación tenía una concentración de pigmento en volumen de 74.6%, que es 1.3 veces la concentración crítica de pigmento en volumen (? = 1.3).

Se preparó una capa de apresto mezclando la solución coloidal de sílice con agua y tixotropo, y el aglutinante resultante se mezcló con los pigmentos poco antes de la aplicación al acero, como es usual con los recubrimientos de silicato de zinc. La capa con imprimación obtenida se aplicó a paneles de acero de 15 cm x 0 cm en un espesor de película seca de 15-20 µ??. Se dejó que la capa de apresto se secara a 25°C, con 75% de humedad relativa, y se puso a prueba para sus propiedades físicas 10 minutos y 1 día después de la aplicación. Los resultados de las pruebas se muestran en el cuadro 7.

EJEMPLO 10 Se preparó una capa con imprimación que tenia una concentración de sólidos de 28% en volumen, a partir de los siguientes ingredientes. La capa con imprimación tenía una concentración de pigmento en volumen de 74.6%, que es 1.3 veces la concentración critica de pigmento en volumen (? = 1.3).

Se preparó una capa de apresto mezclando la solución coloidal de sílice con agua y tixotropo, y el aglutinante resultante se mezcló con los pigmentos poco antes de la aplicación al acero, como es usual con los recubrimientos de silicato de zinc. La capa con imprimación obtenida se aplicó a paneles de acero de 15 cm x 10 cm en un espesor de película seca de 15-20 µ??. Se dejó que la capa de apresto se secara a 25°C, con 75% de humedad relativa, y se puso a prueba para sus propiedades físicas 10 minutos y 1 día después de la aplicación. Los resultados de las pruebas se muestran en el cuadro 7.

EJEMPLO 11 Se preparó una capa con imprimación que tenía una concentración de sólidos de 28% en volumen, a partir de los siguientes ingredientes. La capa con imprimación tenía una concentración de pigmento en volumen de 68.4%, que es 1.15 veces la concentración crítica de pigmento en volumen (? = 1.15).

Se preparó una capa de apresto mezclando la solución coloidal de sílice con agua y tixotropo, y el aglutinante resultante se mezcló con los pigmentos poco antes de la aplicación al acero, como es usual con los recubrimientos de silicato de zinc. La capa con imprimación obtenida se aplicó a paneles de acero de 15 cm x 10 cm en un espesor de película seca de 15-20 µ??. Se dejó que la capa de apresto se secara a 25°C, con 75% de humedad relativa, y se puso a prueba para sus propiedades físicas 10 minutos y 1 día después de la aplicación. Los resultados de las pruebas se muestran en el cuadro 7.

EJEMPLO 12 Se preparó una capa con imprimación que tenía una concentración de sólidos de 28% en volumen, a partir de los siguientes ingredientes. La capa con imprimación tenía una concentración de pigmento en volumen de 71.5%, que es 1.4 veces la concentración crítica de pigmento en volumen (? = 1.4).

Se preparó una capa de apresto mezclando la solución coloidal de sílice con agua y tixotropo, y el aglutinante resultante se mezcló con los pigmentos poco antes de la aplicación al acero, como es usual con los recubrimientos de silicato de zinc. La capa con imprimación obtenida se aplicó a paneles de acero de 15 cm x 10 cm en un espesor de película seca de 15-20 µ??. Se dejó que la capa de apresto se secara a 25°C, con 75% de humedad relativa, y se puso a prueba para sus propiedades físicas 10 minutos y 1 día después de la aplicación. Los resultados de las pruebas se muestran en el cuadro 7.

EJEMPLO 13 Se preparó una capa con imprimación que tenía una concentración de sólidos de 28% en volumen, a partir de los siguientes ingredientes. La capa con imprimación tenía una concentración de pigmento en volumen de 71 .5%, que es 1.4 veces la concentración crítica de pigmento en volumen (? = 1.4).

Se preparó una capa de apresto mezclando la solución coloidal de sílice con agua y tixotropo, y el aglutinante resultante se mezcló con los pigmentos poco antes de la aplicación al acero, como es usual con los recubrimientos de silicato de zinc. La capa con imprimación obtenida se aplicó a paneles de acero de 15 cm x 10 cm en un espesor de película seca de 15-20 µ??. Se dejó que la capa de apresto se secara a 25°C, con 75% de humedad relativa, y se puso a prueba para sus propiedades físicas 10 minutos y 1 día después de la aplicación. Los resultados de las pruebas se muestran en el cuadro 7.

CUADRO 7 Los resultados del cuadro 7 muestran que se pueden obtener buenas propiedades de recubrimiento usando una amplia gama de formulaciones de recubrimiento.

EJEMPLOS 14 Y 15 Se prepararon dos capas con imprimación que tenían una concentración de sólidos de 28% en volumen, usando mezclas de soluciones coloidales. Ambas capas con imprimación tenían una concentración de pigmento en volumen de 50%, que es 0.72 veces la concentración crítica de pigmento en volumen. Se preparó la capa con imprimación usada en el ejemplo 14 a partir de los siguientes ingredientes, dando como resultado un recubrimiento con un tamaño de solución coloidal promedio de 10 nm.

Se preparó la capa con imprimación usada en el ejemplo 15 a partir de los siguientes ingredientes, dando como resultado un recubrimiento con un tamaño de solución coloidal promedio de 10 nm.

Las capas con imprimación obtenidas se aplicaron a paneles de acero de 15 cm x 10 cm en un espesor de película seca de 15-20 µ?t?, y se dejó que se secaran a 35°C, 30% de humedad relativa. Dentro de 1 hora, los substratos imprimados se almacenaron a 60% de humedad relativa. Después, los recubrimientos se pusieron a prueba para sus propiedades físicas 1 hora y 1 día después de la aplicación. Los resultados de las pruebas se dan en el cuadro 8.

CUADRO 8 Los resultados del cuadro 8, muestran que se pueden obtener buenas propiedades de superficie usando una mezcla de soluciones coloidales.

Claims (14)

NOVEDAD DE LA INVENCION REIVINDICACIONES

1.- Un procedimiento para imprimar un substrato de acero con una capa con imprimación que comprende un aglutinante de sílice, caracterizado porque el aglutinante comprende una solución coloidal de sílice acuosa que tiene una relación molar de Si02/M20, en donde M representa el total de iones de metal alcalino y de amonio, de por lo menos 6:1 , y porque después de que la capa con imprimación se ha secado al grado de que está seca al tacto, el substrato recubierto es sumergido en agua, o en forma alternativa mantenido en una atmósfera con una humedad relativa de por lo menos 50%.

2. - El procedimiento de conformidad con la reivindicación 1 , caracterizado además porque el substrato recubierto se mantiene en una atmósfera con una humedad relativa de por lo menos 60%.

3. - El procedimiento de conformidad con la reivindicación 1 , caracterizado además porque el substrato recubierto se mantiene en una atmósfera con una humedad relativa de por lo menos 80%.

4.- Un procedimiento para imprimar un substrato de acero con una capa con imprimación que comprende un aglutinante de sílice o silicato, caracterizado porque el aglutinante comprende una solución coloidal de sílice acuosa o silicato de metal alcalino que tiene una relación molar de Si02/M20, en donde M representa el total de iones de metal alcalino y de amonio, de por lo menos 6:1 , y porque después de que la capa con imprimación se ha secado al grado de que está seca al tacto, el substrato recubierto, antes de la inmersión en agua o el almacenamiento en una atmósfera con una humedad relativa de por lo menos 80%, se trata con una solución que mejora la resistencia de superficie.

5.- El procedimiento de conformidad con la reivindicación 4, caracterizado además porque la solución que mejora la resistencia de superficie comprende sulfato de zinc o sulfato de aluminio.

6.- El procedimiento de conformidad con las reivindicaciones 4 ó 5, caracterizado además porque la solución que mejora la resistencia de superficie se aplica a 0.005-0.2 litros por metro cuadrado de superficie imprimada.

7. - El procedimiento de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6, caracterizado además porque el aglutinante comprende partículas de sílice coloidal con un tamaño de partícula promedio menor que o igual a 22 nm.

8. - El procedimiento de conformidad con la reivindicación 7, caracterizado además porque el aglutinante comprende partículas de sílice coloidal con un tamaño de partícula promedio menor que o igual a 16 nm.

9. - El procedimiento de conformidad con la reivindicación 8, caracterizado además porque el aglutinante comprende partículas de sílice coloidal con un tamaño de partícula promedio menor que o igual a 10 nm.

10. - El procedimiento de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 9, caracterizado además porque el aglutinante es una solución coloidal de sílice de relación molar de S¡02/M20 de por lo menos 25:1.

11 . - El procedimiento de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 10, caracterizado además porque la capa con imprimación comprende además zinc en polvo y/o una aleación de zinc.

12. - El procedimiento de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 11 , caracterizado además porque la capa con imprimación comprende además una resina orgánica.

13. - El procedimiento de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 12, caracterizado además porque todos los componentes de la composición de recubrimiento se añaden y se mezclan por completo poco antes de la aplicación.

14. - El procedimiento de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 13, caracterizado además porque el aglutinante comprende una solución coloidal de sílice acuosa modificada con superficie de alúmina.