Un método de tratamiento de una pieza que comprende:

a. proporcionar una superficie de la pieza,

seleccionándose dicha superficie del grupo que consiste en magnesio y aleación de magnesio;

b. poner en contacto dicha superficie con una solución de tratamiento, incluyendo dicha solución de tratamiento entre 10% y 40% en peso de fluoruro de hidrógeno (HF) y un tensioactivo no iónico en una solución acuosa; y

c. poner en contacto la superficie tratada con una composición de silano

Tratamiento de una superficie para mejorar la resistencia a la corrosión de magnesio.

Campo de la invención

La presente invención está dirigida al ámbito de la protección de la superficie de un metal y, más particularmente, a un tratamiento de la superficie que incremente la capacidad de ser pintada y la resistencia a la corrosión de superficies de magnesio y de aleaciones de magnesio.

Antecedentes de la invención

El poco peso y la resistencia del magnesio y de las aleaciones de magnesio proporcionan productos confeccionados con ellos muy deseables para emplear en la fabricación de componentes críticos de, por ejemplo, aeronaves, vehículos terrestres y dispositivos electrónicos de elevado comportamiento.

Una de las desventajas más significativas del magnesio y de las aleaciones de magnesio es la corrosión. La exposición a los elementos da lugar a que las superficies de magnesio y de las aleaciones de magnesio se corroan rápidamente, corrosión que es antiestética y que reduce la resistencia.

Una estrategia usada para mejorar la resistencia a la corrosión de superficies metálicas es pintarlas. Como la superficie es protegida del contacto con agentes corrosivos, se impide la corrosión. Sin embargo, muchos tipos de pintura no ligan bien con superficies de magnesio y de aleaciones de magnesio.

En la técnica se conocen métodos, basados en la oxidación química de una capa metálica externa usando soluciones de cromato, útiles para el tratamiento de superficies de magnesio y de aleaciones de magnesio que incrementan la adherencia de la pintura, véanse, por ejemplo, los documentos US 2.035.380 o US 3.457.124. Sin embargo, la poca resistencia a la corrosión de las superficies tratadas y la falta de un comportamiento respetuoso con el medioambiente de las soluciones de cromato son desventajas definitivas de estos métodos.

En el documento WO 99/02759 se describe un método de proporcionar un revestimiento protector a una superficie de magnesio por polimerización de una resina depositada electrostáticamente que comprende diversos grupos funcionales.

Se han descrito varios métodos de tratamiento de una superficie de un metal usando soluciones de silano, véanse, por ejemplo, los documentos US 5.292.549, US 5.750.197, US 5.759.629 y US 6.106.901. Las soluciones de silano son respetuosas con el medioambiente y prestan una excelente resistencia a la corrosión a las superficies metálicas tratadas. Los residuos silano de la solución se enlazan a una superficie metálica tratada impidiendo la oxidación y formando una capa a la que se adhieren los polímeros comúnmente usados tal como la pintura, véase el documento US 5.750.197. Aunque aplicada con éxito en acero, aluminio, cinc y sus aleaciones respectivas, el magnesio y las aleaciones de magnesio no han sido tratados con éxito con las soluciones de silano.

El documento US 5.433.976 filtra soluciones alcalinas para el tratamiento de superficies metálicas incluyendo las soluciones un silicato inorgánico, un aluminato inorgánico, un agente de reticulación y un silano. Sin embargo, el documento US 5.433.976 no enseña el uso de esta solución para el tratamiento de magnesio.

Otra estrategia usada para mejorar la resistencia a la corrosión de superficies metálicas es la anodización, véanse, por ejemplo, los documentos US 4.978.432, US 4.978.432 y US 5.264.113. En la anodización, una superficie metálica es oxidada electroquímicamente para formar una capa protectora. Aunque la anodización de magnesio y de aleaciones de magnesio permite protección contra la corrosión, la adherencia de la pintura a las superficies de magnesio anodizadas no es suficiente. Además, según lo comentado en el documento 5.683.522, a menudo la anodización no consigue formar una capa protectora en toda la superficie de una pieza compleja.

El documento WO 00/03069 A1 enseña un método de sellar superficies metálicas que se pueden anodizar y que pueden basarse en aluminio, magnesio, berilio, titanio, zirconio, hafnio y/o zinc, tratando primero las superficies con un agente desactivante, que no es esencialmente destructivo de esas superficies, agente desactivante que puede ser al menos un ácido y/o un agente capaz de hacer que las superficies sean incapaces de una ionización importante en la suspensión y/o de reaccionar en la suspensión, y después exponiendo las superficies a una suspensión de resina al tiempo que se aplica un voltaje y, finalmente, curando la resina.

El documento US 5.808.956 describe una composición para tratar una superficie de microprocesamiento, que consiste esencialmente en ácido fluorhídrico y un tensioactivo no iónico hidrocarbonado con un valor HLB de 7 a 17.

Sería muy ventajoso tener un método para el tratamiento de superficies de magnesio o de aleaciones de magnesio para incrementar la resistencia a la corrosión más allá de lo que se conoce en la técnica.

Sumario de la invención

Según diferentes aspectos de la invención, objetivos diferentes se resuelven con un método de tratamiento de una pieza según la reivindicación 1 y con capas preparadas de acuerdo con el método según la reivindicación 11.

La presente invención concierne a un método para aumentar la resistencia a la corrosión de una superficie de magnesio o de aleaciones de magnesio. La composición es una solución de agua/compuesto orgánico de uno o más silanos hidrolizados. Al enlazar restos silano a la superficie de magnesio, se produce un revestimiento anti-corrosión en una pieza de magnesio.

Según las enseñanzas de la presente invención se proporciona una composición útil para el tratamiento de una superficie de magnesio o de aleación de magnesio para incrementar la adherencia del polímero y la resistencia a la corrosión de la superficie, siendo la composición una solución de silano que tiene un pH mayor que 4 y que incluye al menos un silano hidrolizable en un disolvente miscible en agua.

El disolvente es uno o más materiales escogidos de entre agua, alcoholes, acetona, éteres y acetato de etilo.

Los silanos son uno o más silanos que tienen al menos un grupo funcional hidrolizable escogido de entre grupos funcionales amino, vinilo, ureido, epoxi, mercapto, isocianato, metacrilato, vinilbenceno y sulfano. Silanos adecuados incluyen, por ejemplo, viniltrimetoxisilano, bis-trietoxisililpropil-tetrasulfano, aminotrimetoxisilano y ureidopropiltrimetoxisilano.

En lo comentado en este documento, se comprenderá que la expresión "superficie de magnesio" quiere indicar superficies del metal magnesio o de aleaciones que contienen magnesio. Las aleaciones de magnesio incluyen pero no se limitan a aleaciones como AM-50A, AM-60, AS-41, AZ-31, AZ-31B, AZ-61, AZ-63, AZ-80, AZ-81, A-91, AZ-91D, AZ-92, HK-31, HZ-32, EZ-33, M-1, QE-22, ZE-41, ZH-62, ZK-40, ZK-51, ZK-60 y ZK-61.

Descripción detallada de la invención

La presente invención trata de un método y una solución útil en el tratamiento de superficies de magnesio, anodizadas o no, para producir una capa resistente a la corrosión que sea útil también para preparar una superficie de magnesio para ser pintada. Los principios y el uso del método y las soluciones de la presente invención pueden entenderse mejor con la referencia de la descripción que se adjunta.

La capacidad de los silanos hidrolizables (por ejemplo, aquellos con uno o más sustituyentes alcoxi o aciloxi) para unirse a superficies metálicas es bien conocido por el experto en la técnica. La unión de silanos con una superficie metálica puede describirse, generalmente, como un proceso en tres etapas. Primero, se hidroliza un resto hidrolizable. Segundo, el silano hidrolizado migra a la superficie del metal donde se une a un grupo hidroxi en la superficie del metal. Tercero y último, se libera agua y se forma un enlace covalente Si-O-Xx, siendo Xx un átomo metálico.

Aunque hay algunos argumentos, como que si la capa de silano es una monocapa o no, es bien conocido que la capa de silano incrementa la resistencia a la corrosión de la superficie metálica a la que está unida. También se sabe que cuando una superficie metálica es revestida con una capa de silano en la que los restos silano unidos tienen grupos funcionales orgánicos no hidrolizables, la capa incrementa la adherencia de polímeros como pintura, adhesivos y otros polímeros. Evidentemente, los grupos funcionales orgánicos del silano interaccionan eficazmente con varios tipos de moléculas de polímero.

Las capas de silano han sido usadas con éxito...

1. Un método de tratamiento de una pieza que comprende:

2. El método de la reivindicación 1, en el que un contenido en tensioactivo no iónico de dicha solución de tratamiento está entre 20 ppm y 1000 ppm.

3. El método de la reivindicación 1, en el que dicho tensioactivo no iónico es un éter de polioxialquileno.

4. El método de la reivindicación 1, en el que dicha superficie es una superficie corroída.

5. El método de la reivindicación 1, en el que la composición de silano comprende:

en donde el pH de la composición es mayor que 4.

6. El método de la reivindicación 5, en el que la composición de silano comprende al menos uno de los materiales seleccionados de un grupo que consiste en alcoholes, acetona, éteres y acetato de etilo.

7. El método de la reivindicación 5, en el que la composición de silano comprende al menos un silano hidrolizable que tiene al menos un grupo funcional seleccionado de un grupo que consiste en amino, vinilo, ureido, epoxi, mercapto, isocianato, metacrilato, vinilbenceno y sulfano.

8. El método de la reivindicación 5, en el que la composición de silano comprende al menos un silano hidrolizable seleccionado de un grupo que consiste en viniltrimetoxisilano, bis-trietoxisililpropil-tetrasulfano, aminotrimetoxisilano y ureidopropiltrimetoxisilano.

9. El método de la reivindicación 5, en el que la composición de silano comprende al menos dos silanos hidrolizables.

10. El método de la reivindicación 5, en el que la composición de silano comprende un bisililo no funcional y un vinilsilano.

11. Capas, preparadas de acuerdo con el método de la reivindicación 1, que tiene una capa rica en flúor y una capa rica en silano en la parte superior de la capa rica en flúor.