PROCEDIMIENTO PARA PREPARAR MATERIALES DE PATINADO Y MATERIAL DE PATINADO.

Un procedimiento para preparar un material de patinado artificial de sustratos elaborado preferiblemente de cobre o aleaciones de cobre,

en cuyo procedimiento se utiliza al menos una sal de cobre como material de partida, que se precipita con un hidróxido de un metal alcalino, el lodo formado se filtra para formar un precipitado, la reacción entre el material de partida y el hidróxido del metal alcalino se detiene con agua, el precipitado se dispersa con una agitación potente y la adición de un agente dispersante, y además, se usa tanto un agente oxidante como carbono, como agente para catalizar la formación de una pátina natural, y al menos un compuesto metálico estable como pigmento colorante para conseguir el color y/o el matiz de color deseados

Procedimiento para preparar materiales de patinado y material de patinado.

La presente invención se refiere a un procedimiento para preparar un material de patinado artificial con un color y/o un matiz de color deseado para sustratos, elaborado preferiblemente a partir de cobre o una aleación de cobre, y un material de patinado elaborado con el procedimiento.

El cobre y las aleaciones de cobre quedan recubiertos por una película de óxido en condiciones atmosféricas normales. Sobre el cobre a la intemperie se forma oxido marrón y una posterior pátina en una proporción variable dependiendo de dónde y cómo esté expuesto a la superficie. El color de la pátina es verde en climas urbanos y rurales, o azul verdoso en climas marítimos. Es sabido que el cobre es un material duradero y sin mantenimiento para tejados y fachadas. La pátina natural es el resultado de la corrosión del metal en la atmósfera. La película de pátina tiene un cierto efecto protector. La pátina necesita muchos años de exposición para formarse sobre un sustrato de cobre. El tiempo es especialmente largo en una atmósfera rural limpia, en la que puede no formarse nada de pátina verde.

Anteriormente se ha descrito un gran número de procedimientos de patinado verde artificial. La patente US 3.152.927 se refiere a un procedimiento y una pasta en los que se forma un gel de pátina de nitrato de cobre básico y sulfato férrico. El nitrato de cobre básico no es termodinámicamente estable en el agua de lluvia, pero esto cambia gradualmente a sulfato de cobre básico estable. El color del sulfato y el nitrato de cobre básico es azul, y los compuestos de color amarillo que se forman en la precipitación del sulfato de hierro aportan un color verde al producto. El material de patinado se extiende sobre una superficie de cobre oxidada.

La patente US 5.160.381 describe un procedimiento en el cual la pátina formada artificialmente sobre cobre se forma a) eliminando impurezas, b) puliendo con una mezcla de ácido acético, sulfato de cobre, cloruro sódico, hidróxido sódico y acetato de cobre, hasta que se obtiene un color marrón c) lavando el sustrato de cobre pulido, d) cepillando y e) después de secar, sometiendo dicho sustrato a una disolución filtrada de ácido clorhídrico, carbonato de cobre, cloruro amónico, acetato de cobre, trióxido de arsénico y nitrato de cobre.

La patente US 5.714.052 se refiere a un procedimiento para producir una pátina de brocantita sobre cobre mediante el uso de material precursor de cobre como bobinas de cobre como ánodo en un baño de electrólisis, que contiene, por ejemplo, carbonato sódico. Durante esta etapa se produce una pátina verde de carbonato-sulfito sobre el material precursor. El material se aclara y se desplaza a través de un baño de fijación, en el que la pátina de carbonato-sulfito formada inicialmente se convierte prácticamente toda en sulfato de cobre básico, es decir, en brocantita. El baño de fijación contiene al menos uno de los siguientes agentes de oxidación: peróxido de hidrógeno, clorato potásico, peroxidisulfato potásico, permanganato potásico y sulfato de cobre.

La patente US 6.176.905 se refiere a un proceso y una disolución de reacción para superficies de cobre especialmente preoxidadas o ya parcialmente patinadas. A las superficies de cobre se les aplica una disolución de reacción que comprende una disolución acuosa de una sal de cobre y una sal básica. Las sales de cobre más adecuadas son carbonato de cobre (I), carbonato de cobre (II), cloruro de cobre (I), cloruro de cobre (II), sulfato de cobre (II), acetato de cobre, nitrato de cobre o mezclas de las mismas. La sal básica se elige del grupo formado por carbonato potásico, hidrogenocarbonato sódico, hidrogenocarbonato potásico, sulfato sódico, etc. La disolución de reacción del ejemplo contiene sulfato de cobre, carbonato sódico y cloruro sódico.

La solicitud WO95/29207 desvela un proceso para la formación de pátina en la cual reaccionan sulfato de cobre y opcionalmente sulfato de hierro con un compuesto hidróxido inorgánico, y después se usa un ligante adecuado. El ligante se añade a la pátina antes de que la pátina se extienda sobre el sustrato. El ligante es un silicato inorgánico, y su cantidad es desde 100 hasta 1.000 g de polvo de patinado por litro de ligante. Puede usarse un ácido carboxílico como aditivo de adhesión adicional.

La patente US 5.691.001 se refiere a un procedimiento para el tratamiento superficial de un material portador de cobre. Se forma un precipitado mezclando una disolución acuosa de al menos una sal de cobre y un hidróxido de un metal alcalino, el precipitado se filtra y se lava mediante una filtración capilar. El contenido en sólidos del precipitado se ajusta dentro del intervalo del 15-50% en peso, y el precipitado se almacena a una temperatura inferior a 5ºC hasta el tratamiento superficial del material portador de cobre.

La patente US 6.063.480 describe un procedimiento para producir una placa de cobre patinada en el que se forma primero una capa de sulfuro de cobre negro sobre la superficie de una placa de cobre. Se pulveriza una disolución de resina que contiene carbonato de cobre básico y/o sulfato de cobre básico en la capa de sulfuro de una forma tal que cubra del 25% al 80% de dicha capa. Dado que algunas porciones de la capa de sulfuro de cobre permanecen sin pátina artificial, permite que se forme una pátina natural en estas porciones. El material de cobre con la pátina preparada de la manera descrita en la patente tiene una buena conformabilidad o también, la capa de pátina sigue siendo flexible. La variación en el matiz de color se limita a un cambio en la proporción entre las partículas de carbonato/sulfato en la disolución de resina o el recubrimiento de la superficie que se va a pulverizar.

Según se estableció anteriormente, el nitrato de cobre básico no es termodinámicamente estable, pero cambia gradualmente a sulfato de cobre básico más estable provocado por los sulfatos procedentes del agua de lluvia o de la reacción de oxidación del dióxido de azufre sobre la superficie del metal. Sin embargo, el contenido en dióxido de azufre en la atmósfera ha disminuido hoy en día debido una mejora en el control de la polución del aire, y por tanto el cambio de nitrato de cobre básico a sulfato de cobre básico tarda más tiempo. El agua de lluvia puede causar cambios en el color de una pátina artificial durante los primeros meses y años. Inicialmente puede disolverse una porción de la pátina en la que se descubre la superficie marrón o negra de óxido o de sulfuro debajo de la pátina, y la superficie de la pátina se oscurece a partir de estas porciones. Una porción de la superficie de la pátina puede reaccionar y formar óxido de cobre, que de nuevo cambia la superficie de la pátina a negro o marrón.

El primer procedimiento mencionado utiliza sales de hierro para originar el matiz de color verde porque los precipitados tanto de nitrato como de sulfato de cobre básico son de color azul sin hierro. El problema con la adición de hierro es la formación de herrumbre, y debido a ello, la decoloración de la superficie de pátina. Los compuestos de hierro también hacen a la capa de pátina más oxidante, lo que es beneficioso para la formación de nueva pátina durante la exposición. El efecto oxidante adecuado se consigue con menos hierro en comparación con la cantidad requerida para el matiz de color verde.

En todos los procedimientos mencionados anteriormente, el objeto ha sido provocar un matiz de color verde, azul verdoso o azul que imite la pátina natural, sobre la superficie de un sustrato. Como se ha dicho anteriormente, el éxito depende además de las sales de cobre usadas, de otros agentes adicionales utilizados y de su cantidad.

El color es una característica importante de las partes visibles, tales como tejados y fachadas de edificios. En los nuevos objetivos, la compatibilidad visual de las partes de un edificio construido a partir de materiales independientes es un factor muy significativo. Hoy en día, por ejemplo, en la arquitectura de edificios, el deseo es crear en las superficies de los edificios diferentes matices de un mismo color, e incluso totalmente diferentes a los colores de la pátina convencional.

La presente invención se refiere a un procedimiento para producir un material de patinado artificial en el que se forma un color y/o un matiz de color deseados en la pátina. Primero se forma una capa de óxido de cobre sobre un sustrato común, como cobre o una aleación de cobre, y se...

1. Un procedimiento para preparar un material de patinado artificial de sustratos elaborado preferiblemente de cobre o aleaciones de cobre, en cuyo procedimiento se utiliza al menos una sal de cobre como material de partida, que se precipita con un hidróxido de un metal alcalino, el lodo formado se filtra para formar un precipitado, la reacción entre el material de partida y el hidróxido del metal alcalino se detiene con agua, el precipitado se dispersa con una agitación potente y la adición de un agente dispersante, y además, se usa tanto un agente oxidante como carbono, como agente para catalizar la formación de una pátina natural, y al menos un compuesto metálico estable como pigmento colorante para conseguir el color y/o el matiz de color deseados.

2. Un procedimiento según la reivindicación 1, en el que se usa al menos uno del grupo que incluye sulfato de cobre, nitrato de cobre, cloruro de cobre, carbonato de cobre o su mezcla, como material de partida del material de patinado artificial.

3. Un procedimiento según la reivindicación 1 ó 2, en el que se usa sulfato de cobre como material de partida para el material de patinado artificial.

4. Un procedimiento según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, en el que se usa dióxido de manganeso como agente oxidante.

5. Un procedimiento según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, en el que se usa un compuesto de hierro como material de partida del material de patinado artificial.

6. Un procedimiento según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5, en el que se usa un compuesto de hierro como agente oxidante.

7. Un procedimiento según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6 en el que se usa un compuesto metálico inorgánico como pigmento colorante.

8. Un procedimiento según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 7, en el que se usa un compuesto de hierro como un pigmento colorante.

9. Un procedimiento según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 7, en el que se usa un compuesto de hierro y aluminio, un compuesto de hierro, manganeso y aluminio, o un compuesto de hierro, manganeso, silicio y aluminio, como pigmento colorante.

10. Un procedimiento según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a la reivindicación 7, en el que se usa un compuesto de manganeso como pigmento colorante.

11. Un procedimiento según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a la reivindicación 7, en el que se usa un compuesto de cobre como pigmento colorante.

12. Un procedimiento según la reivindicación 11, en el que se usa un compuesto de carbonato de cobre, un compuesto de silicato de cobre-carbonato de cobre o un compuesto de silicato cálcico de cobre como pigmento colorante.

13. Un procedimiento según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a la reivindicación 7, en el que se usa un compuesto de cromo (III) como pigmento colorante.

14. Un procedimiento según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 7 en el que se usa un compuesto de magnesio, aluminio y potasio como pigmento colorante.

15. Un procedimiento según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a la reivindicación 7, en el que se usa como pigmento colorante.

16. Un procedimiento según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a la reivindicación 15, en el que la cantidad de pigmento colorante en la sustancia seca del material de patinado es como mucho del 5%.

17. Un procedimiento según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 16, en el que se usa un compuesto basado en alquilo como ligante, y el ligante se añade al material de patinado durante su preparación.

18. Un procedimiento según la reivindicación 17, en el que la cantidad de ligante es como máximo el 10% de la sustancia seca del material de patinado.

19. Un procedimiento según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 18, en el que la cantidad de sustancia seca en el material de patinado está entre el 15-50%.

20. Un material de patinado artificial de sustratos elaborado preferiblemente de cobre o de aleaciones de cobre, en el que al menos se usa una sal de cobre como material de partida, se precipita con un hidróxido de un metal alcalino y el lodo formado se filtra para formar un precipitado, y la reacción entre el material de partida y el hidróxido del metal alcalino se detiene con agua, el precipitado se dispersa con una agitación potente y una adición de un agente dispersante, y la pasta contiene un agente oxidante y carbono para catalizar la formación de pátina natural, y se usa al menos un compuesto metálico estable como pigmento colorante para conseguir el color y/o el matiz de color deseados.

21. Un material de patinado según la reivindicación 20, en el que se usa un compuesto basado en alquilo como ligante.

22. Un material de patinado según las reivindicaciones 20 ó 21, en el que al menos uno del grupo que incluye sulfato de cobre, nitrato de cobre, cloruro de cobre, carbonato de cobre o su mezcla, es el material de partida del material de patinado.

23. Un material de patinado según una cualquiera de las reivindicaciones 20 a 22, en el que el sulfato de cobre es el material de partida del material de patinado.

24. Un material de patinado según una cualquiera de las reivindicaciones 20 a 23, en el que una parte del material de patinado es posnjakita (Cu₄SO₄(OH)₆•2 H₂O) con un tamaño de grano entre 0,2-80 μm.

25. Un material de patinado según una cualquiera de las reivindicaciones 20 a 24, en el que un tamaño de grano de las partículas de material de patinado está entre 0,2-100 μm.

26. Un material de patinado según una cualquiera de las reivindicaciones 20 a 25, en el que la cantidad de sustancia seca en el material de patinado está entre el 15-50%.

27. Un material de patinado según una cualquiera de las reivindicaciones 20 a 26, en el que el ligante cubre sólo parcialmente las partículas del material de patinado.

28. Un material de patinado según una cualquiera de las reivindicaciones 20 a 27, en el que se usa un compuesto metálico inorgánico como un pigmento colorante.

29. Un material de patinado según una cualquiera de las reivindicaciones 20 a 27, en el que se usa un compuesto de hierro como un pigmento colorante.

30. Un material de patinado según una cualquiera de las reivindicaciones 20 a 27, en el que se usa un compuesto de hierro y aluminio, un compuesto de hierro, manganeso y aluminio, o un compuesto de hierro, manganeso, silicio y aluminio, como un pigmento colorante.

31. Un material de patinado según una cualquiera de las reivindicaciones 20 a 27, en el que se usa un compuesto de manganeso como pigmento colorante.

32. Un material de patinado según una cualquiera de las reivindicaciones 20 a 27, en el que se usa un compuesto de cobre como pigmento colorante.

33. Un material de patinado según la reivindicación 32, en el que se usa un compuesto de carbonato de cobre, un compuesto de silicato de cobre-carbonato de cobre o un compuesto de silicato cálcico de cobre como pigmento colorante.

34. Un material de patinado según una cualquiera de las reivindicaciones 20 a 27, en el que se usa un compuesto de cromo (III) como pigmento colorante.

35. Un material de patinado según una cualquiera de las reivindicaciones 20 a 27, en el que se usa un compuesto de magnesio, aluminio y calcio como pigmento colorante.

36. Un material de patinado según una cualquiera de las reivindicaciones 20 a 27, en el que se usa carbono como pigmento colorante.

37. Un material de patinado según una cualquiera de las reivindicaciones 20 a 36, en el que la cantidad de ligante es como máximo del 10% de la sustancia seca del material de patinado.

38. Un material de patinado según una cualquiera de las reivindicaciones 20 a 37, en el que el tiempo de almacenamiento es de varios meses.

39. Un material de patinado según una cualquiera de las reivindicaciones 20 a 38, en el que la pasta es almacenable a temperatura ambiente.

40. Un material de patinado según una cualquiera de las reivindicaciones 20 a 39, en el que la cantidad de pigmento colorante es como mucho del 5% de la sustancia seca del material de patinado.