Composición condensable que contiene agua, para el tratamiento de superficies metálicas.

Composición que contiene agua que comprende

a) al menos un órganosilano con uno hasta tres sustituyentes hidrolizables en agua y uno hasta tres sustituyentesno hidrolizables en agua,

de manera que al menos un sustituyente no hidrolizable presenta al menos unafunción amino y la cifra completa de sustituyentes en el átomo de silicio de los organosilanos es de 4,

b) al menos un órganosilano con uno hasta tres sustituyentes hidrolizables en agua y uno hasta tres sustituyentesno hidrolizables en agua, que no son los organosilanos conforme al componente a), de manera que el número total de sustituyentes en el átomo de silicio de los organosilanos del componente b) es 4 y de manera que lossustituyentes hidrolizables en agua de los organosilanos del componente b) se eligen de los grupos alcoxi y/o de losátomos halógeno y los sustituyentes no hidrolizables en agua de los organosilanos del componente b) se eligen delos grupos alquilo y/o arilo y/o de los grupos fluoralquilo, de forma que al menos un sustituyente no hidrolizable essustituido por un meta-acrilo,

c) al menos un 5% en peso pero no más de un 40% en peso de al menos un polidiol elegido de los poliéterdioles, poliéster dioles y/o policarbonato dioles,

d) al menos un 25% en peso de al menos un alcohol monovalente con una masa molar inferior a 100 g/moldonde la proporción molar de los componentes a) respecto a los componentes b) no es inferior a 1:1, pero no superior a 3:1 y el porcentaje total de componentes a) y b) en la composición es al menos del 10% en peso, pero no mayordel 60% en peso.

Composición condensable que contiene agua, para el tratamiento de superficies metálicas

La presente invención se refiere a una composición condensable que contiene agua para el tratamiento de superficies metálicas, en particular cintas metálicas, para aumentar la resistencia a la corrosión y la capacidad de transformación a base de una mezcla de organosilanos que contienen además, al menos un polidiol así como al menos un alcohol monovalente. La invención se refiere además a un método para el revestimiento de una superficie metálica con una composición conforme a la invención, en particular por medio de una aplicación Dr y -in-Place se puede revestir una cinta metálica siguiendo el método conforme a la invención.

Se sabe que las cintas metálicas que son sometidas a una deformación y en particular a un proceso de embutición profunda luego son sometidas por el fabricante a una lubrificación. Una capa oleosa de este tipo es especialmente adecuada para el transporte y protege de la corrosión. Sin capas oleosas de este tipo sobre la cinta no es posible una transformación de valor cualitativo. El inconveniente de este tipo de revestimientos oleosos convencionales es, sin embargo, que la cinta fría después de la transformación se debe limpiar, para crear una superficie idónea para posteriores lacados. Además el uso de aceites no es conveniente desde el punto de vista ambiental. Para vencer dichos inconvenientes y conseguir a pesar de todo una buena acción lubricante, se han intentado aplicar las ceras en capas de 1 hasta 2 µm, bien fluidas. Sin embargo, en este tipo de revestimientos el inconveniente es que tras la deformación o transformación de la cinta, éstos tengan que ser eliminados o retirados debido a que no se hayan adherido bien y además no ofrezcan una protección suficiente a la corrosión. Por estos motivos se han empleado en el estado de la técnica también cintas metálicas previamente fosfatadas de acero o de acero galvanizado, donde el revestimiento presente además una parte polimérica orgánica, por ejemplo a base de poliacrilato reticulado, poliamidas, resinas de epoxi y poliuretano o ceras de polietileno, de manera que las cintas metálicas revestidas de este modo presenten el comportamiento deseado en la deformación.

Este tipo de sistemas híbridos inorgánicos-orgánicos se estudian en la DE 102005027568 y en ellos se habla sobre un medio de revestimiento que comprende

- Una cera de poliéter y

- Al menos un polímero X soluble en agua, que comprende grupos ácidos y al menos un ión metálico, donde

o El polímero X presenta al menos 0, 6 moles de grupos ácidos/100 g de polímero,

o El valor de pH de la fórmula no es superior a 5

o La cantidad de polímero X es de 1 al 40% respecto a la cantidad de todos los componentes de la fórmula,

o En el caso del ión metálico se elige al menos uno del grupo de Zn2+, Ca2+, Mg2+ y Al3+, y

o La cantidad de iones metálicos es del 0, 01% en peso, hasta el 25% en peso respecto al polímero

X. Otro enfoque o planteamiento consiste en un estado de la técnica en el que se empleen medios de revestimiento endurecibles que contengan organilos metálicos reticulables.

Así la DE 19923118.4-44 informa sobre un medio protector de la corrosión sin cromo, que como revestimiento sobre la tira metálica debe facilitar el estampado y moldeado en piezas de construcción metálicas, y que comprende

- Al menos un compuesto de titanio, silicio y/o zirconio de fórmula general (I)

- Al menos otro comonómero insaturado olefínicamente con al menos dos dobles enlaces insaturados olefínicamente por molécula, así como

- Al menos un iniciador para la polimerización radical y/o catiónica.

Para mejorar la adherencia de la laca la DE 69511905 propone el revestimiento inicial de las superficies metálicas con una solución acuosa de organosilanos modificados por grupos amino- y/o epoxi, de manera que se consiga un

grosor de película seca de la estructura de silano condensada de menos de 2, 5 µm.

El inconveniente de una composición compuesta básicamente por organosilanos reside en la baja flexibilidad mecánica de la estructura de silano, que condiciona la deformabilidad insuficiente en los procesos de embutición profunda. Además las elevadas temperaturas de secado que son necesarias para la condensación de los organosilanos en una estructura polimérica dificultan el empleo de dichas composiciones en instalaciones de cintas metálicas con elevada velocidad.

La WO 00/46310 da una serie de directrices de cómo mejorar la protección de las superficies metálicas ante la corrosión, en las cuales las composiciones que contienen agua que equivalen a una mezcla de silanos y polisilanos sustituidos por grupos amino condensables, se aplican a las superficies metálicas y se secan.

La JP 56125464 tiene como objetivo la configuración de unos revestimientos resistentes al desgaste sobre superficies metálicas con ayuda de compuestos que contienen silano e informa sobre compuestos que contienen silanos sustituidos por grupos epóxido, que presentan una dureza superficial elevada como revestimiento endurecido. El experto tras su experiencia nos indica que cantidades adicionales de polidioles en las composiciones allí descritas reducen la dureza superficial y aumentan la elasticidad del revestimiento sobre superficies metálicas.

El cometido de la presente invención consiste por tanto en preparar una composición para un primer tratamiento previo que proteja de la corrosión las superficies metálicas a base de organosilanos condensables, que garantice además la no deformabilidad de la cinta fría, en particular en los procesos de embutición profunda, sin aplicar otros medios. Además la composición debe ser especialmente adecuada para poderse aplicar siguiendo un método convencional como una película húmeda sobre la cinta metálica y poderse secar (método “Dr y -in-Place”) y así se crean unos buenos revestimientos lacados.

Este espectro de tareas comprende una composición que contiene agua y

a) al menos un órganosilano con uno hasta tres sustituyentes hidrolizables en agua y uno hasta tres sustitu

yentes no hidrolizables en agua, de manera que al menos un sustituyente no hidrolizable presenta al menos

una función amino y la cifra completa de sustituyentes en el átomo de silicio de los organosilanos es de 4,

b) al menos un órganosilano con uno hasta tres sustituyentes hidrolizables en agua y uno hasta tres sustitu

yentes no hidrolizables en agua, que no son los organosilanos conforme al componente a) , de manera que

el número total de sustituyentes en el átomo de silicio de los organosilanos del componente b) es 4 y de

manera que los sustituyentes hidrolizables en agua de los organosilanos del componente b) se eligen de

los grupos alcoxi y/o de los átomos halógeno y los sustituyentes no hidrolizables en agua de los organosila

nos del componente b) se eligen de los grupos alquilo y/o arilo y/o de los grupos fluoralquilo, de forma que

al menos un sustituyente no hidrolizable es sustituido por un meta-acrilo,

c) al menos un 5% en peso pero no más de un 40% en peso de al menos un polidiol elegido de los poliéter

dioles, poliéster dioles y/o policarbonato dioles,

d) al menos un 25% en peso de al menos un alcohol monovalente con una masa molar inferior a 100 g/mol

donde la proporción molar de los componentes a) respecto a los componentes b) no es inferior a 1:1, pero no superior a 3:1 y el porcentaje total de componentes a) y b) en la composición es al menos del 10% en peso, pero no mayor del 60% en peso.

La composición conforme a la invención se caracteriza por una buena estabilidad del sol debido a una reacción lenta de condensación de los componentes de silano a) y b) a temperatura ambiente y por tanto para la aplicación técnica de la misma por unos periodos de aplicación asimismo satisfactorios. Por otro lado, gracias a la composición el sol se deforma correctamente por ejemplo en los procesos de embutición profunda en el moldeado en frío. Un revestimiento... [Seguir leyendo]

1. Composición que contiene agua que comprende

a) al menos un órganosilano con uno hasta tres sustituyentes hidrolizables en agua y uno hasta tres sustituyentes no hidrolizables en agua, de manera que al menos un sustituyente no hidrolizable presenta al menos una función amino y la cifra completa de sustituyentes en el átomo de silicio de los organosilanos es de 4, b) al menos un órganosilano con uno hasta tres sustituyentes hidrolizables en agua y uno hasta tres sustituyentes no hidrolizables en agua, que no son los organosilanos conforme al componente a) , de manera que el núme

ro total de sustituyentes en el átomo de silicio de los organosilanos del componente b) es 4 y de manera que los sustituyentes hidrolizables en agua de los organosilanos del componente b) se eligen de los grupos alcoxi y/o de los átomos halógeno y los sustituyentes no hidrolizables en agua de los organosilanos del componente b) se eligen de los grupos alquilo y/o arilo y/o de los grupos fluoralquilo, de forma que al menos un sustituyente no hidrolizable es sustituido por un meta-acrilo,

c) al menos un 5% en peso pero no más de un 40% en peso de al menos un polidiol elegido de los poliéter dioles, poliéster dioles y/o policarbonato dioles, d) al menos un 25% en peso de al menos un alcohol monovalente con una masa molar inferior a 100 g/mol

donde la proporción molar de los componentes a) respecto a los componentes b) no es inferior a 1:1, pero no supe20 rior a 3:1 y el porcentaje total de componentes a) y b) en la composición es al menos del 10% en peso, pero no mayor del 60% en peso.

2. Composición que contiene agua conforme a la reivindicación 1, que se caracteriza por que los sustituyentes hidrolizables en agua de los organosilanos del componente a) se eligen de los grupos alcoxi, preferiblemente grupos

metoxi y/o etoxi, y/o átomos de halógenos, preferiblemente átomos de cloro, y los sustituyentes no hidrolizables en agua de los organosilanos del componente a) se eligen de los grupos alquilo, de manera que al menos un sustituyente no hidrolizable presenta un grupo amino.

3. Composición que contiene agua conforme a una o varias de las reivindicaciones anteriores, que se caracte

riza por que el cociente molar de los componentes a) respecto a los componentes b) no es menor de 5:4 y no es mayor de 2:1.

4. Composición que contiene agua conforme a una o varias de las reivindicaciones anteriores, que se caracte

riza por que el porcentaje total respecto a la masa de organosilanos conforme a los componentes a) y b) en la com35 posición no es menor del 30% en peso pero un porcentaje total no excede el 50% en peso.

5. Composición que contiene agua conforme a una o varias de las reivindicaciones anteriores, que se caracteriza por que los polidioles del componente c) se eligen de los polieterdioles de fórmula general (I)

donde los radicales X, Y se eligen independientemente uno de otro entre los átomos de hidrógeno, flúor, y los grupos fluoralquilo o alquilo con no más de 6 átomos de carbono, donde m y o son números naturales mayores que cero, pero no mayores que 4,

45 donde n es un número natural no mayor a 30, donde p y q son números naturales mayores que cero, pero no mayores que 30.

6. Composición que contiene agua conforme a la reivindicación 5, que se caracteriza por que al menos un 50% de todos los polieterdioles, preferiblemente del conjunto de polieterdioles del componente c) se eligen de aque

50 llos para los cuales la suma de todos los números naturales p y q conforme a la fórmula estructural general (I) no es mayor a 20, preferiblemente no es mayor a 15, y no es menor de 5, donde el número natural total n adquiere el valor de cero.

7. Composición que contiene agua conforme a una o varias de las reivindicaciones anteriores, que se caracte

55 riza por que el porcentaje en peso respecto a la masa de polidioles conforme al componente c) en la composición es al menos de un 15% pero no es superior al 25% en peso.

8. Composición que contiene agua conforme a una o varias de las reivindicaciones anteriores, que se caracteriza por que los alcoholes conforme al componente d) se eligen del metanol, etanol, propanol y/o butanol, preferiblemente del metanol y/o etanol.

9. Composición que contiene agua conforme a una o varias de las reivindicaciones anteriores, que se caracteriza por que el porcentaje en peso respecto a la masa de agua en la composición es al menos de un 10% pero no es superior al 25% en peso.

10. Composición que contiene agua conforme a una o varias de las reivindicaciones anteriores, que se caracteriza por que la composición contiene los componentes siguientes a) -d) en las proporciones referidas a la masa siguientes:

a) 10-30% en peso de al menos un órganosilano con al menos una función amino, preferiblemente el aminopropiltrietoxisilano b) 10-30% en peso de los organosilanos con un grupo metacrílico c) 5-25% en peso de los polidioles elegidos entre los polieterdioles, poliesterdioles y/o policarbonatodioles, preferiblemente entre los polieterdioles según la fórmula estructural (I) , en particular los polietilen- y/o polipropilenglicoles d.

2. 50% en peso de metanol y/o etanol

11. Composición que contiene agua conforme a una o varias de las reivindicaciones anteriores, que se caracteriza por que la composición no contiene además del componente c) ningún otro polímero orgánico, cuya estructura de base no presente átomos de silicio.

12. Composición que contiene agua conforme a una o varias de las reivindicaciones anteriores, que se caracteriza por que la composición además de agua y de los componentes a) -d) contiene inhibidores de la corrosión en un porcentaje no superior al 10% en peso, de manera que no más del 1% en peso, preferiblemente no más del 0, 1% en peso son componentes adicionales junto a los componentes a) -e) .

13. Método para aplicar un revestimiento protector de la corrosión sobre las superficies metálicas, que se caracteriza por que la superficie metálica i) se limpia y desengrasa, ii) se ha previsto que se recubra de una película húmeda de una composición conforme a una o varias de las reivindicaciones anteriores, y iii) la película húmeda aplicada sobre la superficie metálica en el paso ii) se seca, preferiblemente a una presión atmosférica a una temperatura superior a 15ºC, preferiblemente superior a 30ºC, pero por debajo de una temperatura de 200ºC, en particular de 100ºC.