Una composición que comprende (a) un vehículo líquido, (b) al menos una composición de borato que es el producto de reacción de al menos un aminoalcohol y ácido bórico o un análogo de ácido bórico,

y (c) al menos un ácido orgánico alifático monocarboxílico y al menos un ácido orgánico alifático policarboxílico

Composición y proceso para mejorar la adhesión de composiciones de revestimiento orgánico secantes a sustratos metálicos.

Campo de la invención

Esta invención se refiere a composiciones útiles para mejorar la adhesión de composiciones orgánicas de revestimiento a superficies metálicas. Más particularmente, esta invención se refiere a una composición y un proceso para mejorar la adhesión de pinturas a sustratos metálicos.

Antecedentes de la invención

Es bien conocido en la técnica del acabado de los metales que las superficies metálicas tales como aluminio, hierro, acero, superficies galvanizadas y superficies de cinc pueden revestirse con un fosfato inorgánico por contacto de la superficie con una solución acuosa de fosfatación. El revestimiento de fosfato protege la superficie del metal en un grado limitado contra la corrosión y sirve fundamentalmente como base excelente para la aplicación ulterior de composiciones inhibidoras de la corrosión y composiciones orgánicas secantes de revestimiento tales como aceites, ceras, pintura, laca, barniz, imprimaciones, resinas sintéticas, esmalte, y análogas.

Los revestimiento inorgánicos de fosfato se forman generalmente sobre una superficie metálica por medio de soluciones acuosas que contienen ion fosfato, y opcionalmente, ciertos iones auxiliares que incluyen iones metálicos tales como sodio, manganeso, cinc, cadmio, cobre, plomo, y antimonio. Estas soluciones acuosas pueden contener también iones no metálicos tales como iones amonio, cloruro, bromuro, fluoruro, nitrato, sulfato, y borato. Estos iones auxiliares influyen en la reacción con la superficie del metal, modifican el carácter del revestimiento de fosfato y lo adaptan para una gran diversidad de aplicaciones. Otros agentes auxiliares tales como agentes oxidantes, agentes colorantes y agentes de limpieza de metales pueden incorporarse también en la solución de fosfatación.

Dichas soluciones de fosfatación son bien conocidas en la técnica y son eficaces para mejorar la adhesión de la pintura a las superficies metálicas. Aunque la adhesión del revestimiento orgánico secante a las superficies metálicas se mejora por el revestimiento de fosfato, se ha observado, por ejemplo, que en el caso de metales férreos, metales férreos galvanizados o piezas de metales férreos fosfatados que están provistos de una capa de acabado secante de laca o esmalte, y dicha capa de acabado se raya o se araña durante, por ejemplo, las operaciones de manipulación, conformación o ensamblamiento, el sustrato metálico se convierte en un punto focal para corrosión y para un fenómeno conocido como "socavación". La socavación, o el desprendimiento de la capa de acabado y las áreas adyacentes a un rayado o arañazo causan una descamación progresiva de la capa de acabado del área afectada. La socavación da también como resultado una reducción de las propiedades de resistencia a la corrosión deseables.

Además, las soluciones de fosfatación son por necesidad fuertemente ácidas y por consiguiente requieren manipulación especial y equipo apropiado. La formación de lodo en los baños de fosfatación puede ser también problemática, y las soluciones de fosfatación y aguas de lavado gastadas requieren tratamiento antes de su evacuación para cumplir las rigurosas regulaciones estatales y locales que conciernen al fosfato en los efluentes.

El documento DE 1 620 447 A describe composiciones de limpieza e inhibidoras de la corrosión, en las cuales la composición preferida comprende el producto de reacción formado por dietanolamina con ácido bórico al que se añade una mezcla de ácidos monocarboxílicos alifáticos saturados y ácidos policarboxílicos aromáticos.

Sumario de la invención

Se describe una composición que es útil para mejorar la adhesión de composiciones de revestimiento orgánico secantes a superficies metálicas, y la superficie metálica puede ser una superficie metálica fosfatada o una superficie metálica no fosfatada. En una realización, la composición de la presente invención comprende

(a) un vehículo líquido,

(b) al menos una composición de borato que es el producto de reacción de al menos un aminoalcohol y ácido bórico o un análogo de ácido bórico, y

(c) al menos un ácido orgánico alifático monocarboxílico y al menos un ácido orgánico policarboxílico alifático.

En otra realización, la invención se refiere a un proceso para mejorar la adhesión de una composición de revestimiento orgánica secante a una superficie metálica que comprende

(1) tratar una superficie metálica con una composición de tratamiento que comprende

(a) un vehículo líquido,

(b) al menos una composición de borato que es el producto de reacción de al menos un aminoalcohol y ácido bórico o un análogo de ácido bórico, y

(c) al menos un ácido monocarboxílico orgánico alifático y al menos un ácido orgánico policarboxílico alifático;

(2) secar la superficie metálica tratada; y

(3) depositar una composición orgánica de revestimiento secante sobre la superficie metálica tratada y secada.

Descripción de las realizaciones

En una realización, las composiciones de la presente invención, que son útiles para revestimiento de superficies metálicas, comprenden una mixtura que comprende

(a) un vehículo líquido.

(b) al menos una composición de borato, que es el producto de reacción de al menos un aminoalcohol y ácido bórico o un análogo de ácido bórico, y,

(c) al menos un ácido orgánico carboxílico y al menos un ácido orgánico policarboxílico.

El vehículo líquido utilizado en las composiciones de la invención puede comprender líquidos orgánicos (disolventes), agua, o mezclas de los mismos. En una realización, el vehículo líquido utilizado en las composiciones de la presente invención puede ser agua o una mezcla de agua y uno o más alcoholes. Ejemplos específicos de alcoholes útiles incluyen los alcoholes inferiores (que contienen de 1 a 6 o más átomos de carbono), como se ilustra por metanol, etanol, propanol, isopropanol, butanol, hexanol, etc. En una realización, el vehículo líquido se selecciona para proporcionar una solución que comprende los boratos y los ácidos orgánicos carboxílicos.

Las composiciones de borato que son útiles en las composiciones de la invención comprenden generalmente el producto de reacción de al menos un aminoalcohol con ácido bórico o un análogo de ácido bórico. A las composiciones de borato que son útiles se hace referencia a menudo como boramidas o aminoboratos. En una realización, los aminoalcoholes que son útiles en la preparación de las composiciones de borato útiles en la presente invención pueden ser alcanolaminas o alcanoleteraminas. Pueden utilizarse una diversidad de aminoalcoholes, y, en una realización, los aminoalcoholes contienen desde 1 a aproximadamente 6 o más átomos de carbono. Ejemplos específicos de tales alcanolaminas incluyen mono-alcanolaminas tales como metanol-amina, 2-hidroxietil-amina (monoetanol-amina), 3-hidroxipropil-amina (monoisopropanol-amina), 2-hidroxipropil-amina, 4-hidroxibutil-amina, 2-amino2-metil-propanol, 5-hidroxipentil-amina, y 6-hidroxihexil-amina. Ejemplos de dialcanolaminas incluyen dietanol-amina, dipropanol-amina, y diisopropanol-amina. Un ejemplo de una trialcanolamina es trietanol-amina.

En una realización, las alcanoleteraminas útiles en la presente invención pueden caracterizarse por la fórmula

en la cual R es hidrógeno o un grupo alquilo inferior, R' es un grupo alquileno inferior, n es un número entero de 1 a aproximadamente 5, m es 1, 2 ó 3, y z es 3 menos m y R'' es hidrógeno o un grupo alquilo inferior. En una realización, m es 2 y z es 1. En otra realización, m es 1 y z es 2. Ejemplos de alcanoleteraminas como las representadas por la fórmula II en donde m es 2 incluyen dialcanoleteraminas.

En otra realización, el aminoalcohol utilizado en la preparación de las composiciones de borato es una monoalcanoleteramina que puede caracterizarse por la fórmula

 

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Reivindicaciones:

1. Una composición que comprende (a) un vehículo líquido, (b) al menos una composición de borato que es el producto de reacción de al menos un aminoalcohol y ácido bórico o un análogo de ácido bórico, y (c) al menos un ácido orgánico alifático monocarboxílico y al menos un ácido orgánico alifático policarboxílico.

2. La composición de la reivindicación 1, en la cual el vehículo líquido es un vehículo acuoso, en la cual el vehículo acuoso comprende agua o una mezcla de agua y al menos un alcohol que contiene de 1 a 6 átomos de carbono.

3. La composición de la reivindicación 1, en la cual el aminoalcohol es una alcanolamina o una alcanoleteramina.

4. La composición de la reivindicación 1, en la cual el aminoalcohol es una alcanoleteramina caracterizada por la fórmula

en la cual R es hidrógeno o un grupo C₁-C₆alquilo, R' es un grupo C₁-C₆alquileno, n es de 1 a 5, m es 1, 2 ó 3, z es 3 menos m, y R'' es hidrógeno o un grupo C₁-C₆alquilo, o

una alcanoleteramina caracterizada por la fórmula

en la cual R es hidrógeno o un grupo C₁-C₆alquilo, R' es un grupo C₁-C₆alquileno y n es de 1 a 5.

5. La composición de la reivindicación 4, en la cual en (II) R' se selecciona de -(CH₂)₂-, -(CH₂)₃- o -CH(CH₃)-CH₂.

6. La composición de la reivindicación 1 que contiene desde 0,01% a 10% en peso de la composición de borato basado en el peso total de la composición de borato y el vehículo líquido.

7. La composición de la reivindicación 1 que contiene desde 0,01% a 10% en peso de los ácidos carboxílicos.

8. Un proceso para mejorar la adhesión de un revestimiento orgánico secante a una superficie metálica que comprende

(1) tratar una superficie metálica con una composición de tratamiento que comprende (a) un vehículo líquido, (b) al menos una composición de borato que es el producto de reacción de al menos un aminoalcohol y ácido bórico o un análogo de ácido bórico, y (c) al menos un ácido orgánico alifático monocarboxílico y al menos un ácido orgánico alifático policarboxílico;

(2) secar la superficie metálica tratada; y

(3) depositar una composición de revestimiento orgánico secante sobre la superficie metálica tratada y secada.

9. El proceso de la reivindicación 8, en el cual el metal se limpia con una solución de limpieza acuosa ácida o alcalina antes del tratamiento de la superficie metálica con la composición de tratamiento.

10. El proceso de la reivindicación 8, en el cual la superficie metálica se selecciona de superficies de aluminio, hierro, acero, hierro galvanizado, magnesio, aleación de magnesio, y cinc.

11. El proceso de la reivindicación 8, en el cual la superficie metálica es una superficie metálica fosfatada.

12. El proceso de la reivindicación 11, en el cual la superficie metálica fosfatada se obtiene por fosfatación de una superficie metálica con una solución acuosa ácida de fosfatación de cinc, plomo, hierro, cadmio o cadmio-cinc.

13. El proceso de la reivindicación 8, en el cual el vehículo líquido es un vehículo acuoso, en donde el vehículo acuoso comprende agua o una mezcla de agua y al menos un alcohol que contiene de 1 a 6 átomos de carbono.

14. El proceso de la reivindicación 8, en el cual el aminoalcohol es una alcanolamina o una alcanoleteramina, que contiene preferiblemente de 1 a 6 átomos de carbono.

15. El proceso de la reivindicación 8, en el cual el aminoalcohol es una alcanoleteramina caracterizada por la fórmula

en la cual R es hidrógeno o un grupo C₁-C₆alquilo; R' es un grupo C₁-C₆alquileno, y n es de 1 a 5.

16. El proceso de la reivindicación 8, en el cual la composición de tratamiento contiene desde 0,01% a 10% en peso de la composición de borato.

17. El proceso de la reivindicación 8, en el cual la composición de tratamiento contiene desde 0,01% a 10% en peso de uno o más de los ácidos carboxílicos.

18. Una superficie metálica provista de un revestimiento orgánico secante que comprende un revestimiento orgánico secante depositado sobre un revestimiento obtenido por combinación, aplicación a una superficie metálica y secado (b) de al menos una composición de borato que es el producto de reacción de al menos un aminoalcohol y ácido bórico o un análogo de ácido bórico; y (c) al menos un ácido orgánico alifático monocarboxílico y al menos un ácido orgánico alifático policarboxílico.

 

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