COMPOSICION Y PROCEDIMIENTO PARA TRATAR METALES.

Una composición líquida acuosa ácida, adecuada para uso como tal y/o tras dilución con agua,

para generar un revestimiento reductor de la corrosión sobre una superficie metálica cuando se pone en contacto con ella, comprendiendo dicha composición, además de agua:

(A) un componente de aniones fluorometalato, consistiendo cada uno de dichos aniones en (i) al menos cuatro átomos de flúor, (ii) al menos un átomo de un elemento seleccionado del grupo que consiste en titanio, circonio, hafnio, silicio, aluminio, y boro, y, opcionalmente, uno o ambos de (iii) átomos de hidrógeno ionizables y (iv) uno o más átomos de oxígeno;

(B) un componente de cationes divalentes o tetravalentes de elementos seleccionados del grupo que consiste en cobalto, magnesio, manganeso, zinc, níquel, estaño, cobre, circonio, hierro, y estroncio;

(C) un componente seleccionado del grupo que consiste en oxianiones inorgánicos que contienen fósforo y aniones de fosfonato; y

(D) un componente de polímeros de hidroxiestireno solubles en agua, dispersables en agua, o tanto solubles en agua como dispersables en agua, modificados mediante sustitución en los anillos aromáticos de los polímeros de restos aminometílicos al menos monosustituidos, en el que los sustituyentes (distintos del átomo de carbono que está directamente enlazado a un anillo aromático en el polímero) en el átomo de nitrógeno amínico contienen conjuntamente al menos dos átomos de carbono y al menos un resto hidroxi, pero ninguno de estos sustituyentes contiene individualmente más restos hidroxilo que la mitad del número de átomos de carbono que contiene, excepto que contenga un solo átomo de carbono

Composición y procedimiento para tratar metales.

Referencia cruzada a solicitudes relacionadas

No aplicable.

Declaración con respecto a la investigación o desarrollo patrocinado por el gobierno federal

No aplicable.

Antecedentes de la invención

Esta invención se refiere a composiciones y procedimientos para tratar superficies metálicas con composiciones acuosas ácidas para formar revestimientos de conversión sobre los metales; los revestimientos de conversión proporcionan bases excelentes para la pintura subsiguiente. La invención es muy adecuada para tratar hierro y acero, hierro y acero galvanizados, zinc y aquellas de sus aleaciones que contienen al menos 50 por ciento atómico de zinc, y aluminio y sus aleaciones que contienen al menos 50 por ciento atómico de aluminio. Preferiblemente, la superficie tratada es predominantemente ferrosa; lo más preferible, la superficie tratada es acero laminado en frío.

Esta invención está estrechamente relacionada con la descrita en la patente U.S. 5.449.415, de la que difiere principalmente en el uso de un tipo particularmente ventajoso de polímero soluble y/o dispersable en agua. El objeto de esta invención es lograr una mejor resistencia a la corrosión bajo al menos un conjunto de condiciones que promueven la corrosión que lo que lo hace la invención ilustrada mediante los ejemplos en la patente U.S. 5.449.415, sin usar más cromo hexavalente en el procedimiento que el que se usa en los ejemplos preferidos en la patente U.S. 5.449.415.

Excepto en las reivindicaciones y en los ejemplos de funcionamiento, o allí donde se indique expresamente de otro modo, todas las cantidades numéricas en esta descripción, que indican cantidades de material o condiciones de reacción y/o uso, se han de entender como modificadas por la expresión "alrededor de" al describir el alcance más amplio de la invención. Sin embargo, generalmente se prefiere la práctica dentro de los límites numéricos señalados. También, a lo largo de esta descripción, excepto que se establezca expresamente lo contrario: por ciento, "partes de" y los valores de las relaciones están en peso; el término "polímero" incluye oligómero; la descripción de un grupo o clase de materiales como adecuados o preferidos para un fin dado con relación a la invención implica que son igualmente adecuadas o preferidas las mezclas de cualesquiera dos o más de los elementos del grupo o clase; la descripción de los constituyentes en términos químicos se refiere a los constituyentes en el momento de la adición a cualquier combinación especificada en la descripción, y no excluye necesariamente interacciones químicas entre los constituyentes de una mezcla una vez mezclados; la especificación de materiales en forma iónica implica la presencia de contraiones suficientes para producir neutralidad eléctrica a la composición como un todo; cualesquiera contraiones especificados así implícitamente se deberían de seleccionar preferiblemente de entre otros constituyentes especificados explícitamente en forma iónica, en la medida de lo posible; de otro modo, tales contraiones se pueden seleccionar libremente, excepto para evitar contraiones que actúen adversamente contra un objeto de la invención; y el término "mol" y sus variaciones significa "gramo-mol" y sus variaciones, y se puede aplicar a una especie elemental, iónica, hipotética, inestable, y a cualquier otra especie química definida por el número y tipo de átomos presentes, así como a compuestos con moléculas bien definidas.

Breve sumario de la invención

Se ha encontrado que se puede dotar de resistencia mejorada a la corrosión, particularmente tras el revestimiento convencional subsiguiente con un revestimiento protector que contiene un aglutinante orgánico, tal como una pintura o laca, a superficies metálicas activas, particularmente a hierro y acero y a otras superficies ferrosas, poniendo en contacto las superficies metálicas durante un tiempo suficiente, a una temperatura suficiente, con una composición acuosa ácida como se describe con detalle más abajo. Tal composición difiere muy marcadamente de algunas realizaciones preferidas ilustradas mediante ejemplo en el documento U.S. 5.449.415 en la naturaleza química específica de los sustituyentes en los polímeros de hidroxiestireno, modificados por sustitución en los anillos aromáticos de los polímeros de los restos aminometílicos sustituidos, que son característicos tanto de esta invención como de los ejemplos preferidos del documento U.S. 5.449.415. En este último, al menos uno de los dos sustituyentes, exclusivo del único átomo de carbono que está enlazado tanto al nitrógeno amínico como al anillo aromático, en el átomo de nitrógeno amínico de cada resto sustituyente es un resto polihidroxílico, pero en la presente invención estos dos sustituyentes contienen conjuntamente al menos dos átomos de carbono y al menos un resto hidroxílico, pero ninguno de estos sustituyentes en los átomos de nitrógeno amínicos contiene individualmente más restos hidroxilo que la mitad del número de átomos de carbono que contiene, excepto que sólo contenga un átomo de carbono. Preferiblemente, la composición se reviste sobre la superficie metálica a tratar, y después se seca en el lugar sobre la superficie del metal, sin ningún aclarado intermedio.

Diversas realizaciones de la invención incluyen composiciones de trabajo para uso directo en el tratamiento de metales, concentrados a partir de los cuales se pueden preparar tales composiciones de trabajo mediante dilución con agua, procedimientos para tratar metales con una composición según la invención, y procedimientos ampliados que incluyen etapas adicionales que son convencionales per se, tales como una limpieza previa, el aclarado y, particularmente de forma ventajosa, el pintado, o algún procedimiento de sobrerrevestimiento similar que coloca en el lugar un revestimiento protector que contiene un aglutinante orgánico sobre el revestimiento de conversión formado según una realización más estrecha de la invención. También están dentro del alcance de la invención artículos de fabricación que incluyen superficies tratadas según un procedimiento de la invención.

Descripción detallada de la invención y Realizaciones preferidas

Una composición acuosa ácida según la invención comprende, preferiblemente consiste de forma esencial en, o más preferiblemente consiste en, agua y:

        (A) un componente de aniones "fluorometalato", consistiendo cada uno de dichos aniones en (i) al menos cuatro átomos de flúor, (ii) al menos un átomo de un elemento seleccionado del grupo que consiste en titanio, circonio, hafnio, silicio, aluminio, y boro, y, opcionalmente, uno o ambos de (iii) átomos de hidrógeno ionizables y (iv) uno o más átomos de oxígeno; preferiblemente, los aniones son fluorotitanato (es decir, TiF₆^-2) o fluorocirconato (es decir, ZrF₆^-2), lo más preferible fluorotitanato;

        (B) un componente de cationes divalentes o tetravalentes de elementos seleccionados del grupo que consiste en cobalto, magnesio, manganeso, zinc, níquel, estaño, cobre, circonio, hierro, y estroncio; independientemente de forma preferible, con preferencia creciente en el orden dado, al menos 60, 70, 80, 85, 90, 95, o 99% en peso del total del componente (B) consistiendo en manganeso divalente, cobalto, níquel, o magnesio, más preferiblemente manganeso divalente, cobalto, o níquel, lo más preferible manganeso divalente;

        (C) un componente de oxianiones inorgánicos que contienen fósforo, y/o aniones fosfonato; y

        (D) un componente de polímeros solubles en agua y/o dispersables en agua de fenol vinílico que tienen restos aminometílicos al menos monosustituidos como sustituyentes en los anillos aromáticos de dichos polímeros; y, opcionalmente, uno o más de los siguientes componentes:

        (E) un agente oxidante disuelto, preferiblemente un peroxi compuesto, más preferiblemente peróxido de hidrógeno;

        (F) un componente seleccionado del grupo que consiste en...

1. Una composición líquida acuosa ácida, adecuada para uso como tal y/o tras dilución con agua, para generar un revestimiento reductor de la corrosión sobre una superficie metálica cuando se pone en contacto con ella, comprendiendo dicha composición, además de agua:

        (A) un componente de aniones "fluorometalato", consistiendo cada uno de dichos aniones en (i) al menos cuatro átomos de flúor, (ii) al menos un átomo de un elemento seleccionado del grupo que consiste en titanio, circonio, hafnio, silicio, aluminio, y boro, y, opcionalmente, uno o ambos de (iii) átomos de hidrógeno ionizables y (iv) uno o más átomos de oxígeno;

        (B) un componente de cationes divalentes o tetravalentes de elementos seleccionados del grupo que consiste en cobalto, magnesio, manganeso, zinc, níquel, estaño, cobre, circonio, hierro, y estroncio;

        (C) un componente seleccionado del grupo que consiste en oxianiones inorgánicos que contienen fósforo y aniones de fosfonato; y

        (D) un componente de polímeros de hidroxiestireno solubles en agua, dispersables en agua, o tanto solubles en agua como dispersables en agua, modificados mediante sustitución en los anillos aromáticos de los polímeros de restos aminometílicos al menos monosustituidos, en el que los sustituyentes (distintos del átomo de carbono que está directamente enlazado a un anillo aromático en el polímero) en el átomo de nitrógeno amínico contienen conjuntamente al menos dos átomos de carbono y al menos un resto hidroxi, pero ninguno de estos sustituyentes contiene individualmente más restos hidroxilo que la mitad del número de átomos de carbono que contiene, excepto que contenga un solo átomo de carbono.

2. Una composición líquida acuosa ácida según la reivindicación 1, en la que: