Procedimiento para tratar superficies metálicas.

Un método para tratar una superficie de un substrato de metal,

comprendiendo dicho método

a) poner en contacto dicha superficie con u 5 n pre-enjuague acídico oxidante constituido por agua y(C.1) una cantidad total de iones de fluoruro, que puede ser iones de fluoruro simples o complejos o ambos,que proporcione una concentración respectiva en el pre-enjuague de por lo menos 0,4 g/L y no mas de 5g/L;

(C.2) una cantidad de átomos de hierro trivalente disuelto que es de por lo menos 0,1 g/L y no más de5/g/L; y

(C.3) una fuente de iones de hidrógeno en una cantidad suficiente para impartir al pre-enjuague un pH quesea por lo menos de 1,6 y no mas de , y opcionalmente,

(C.4) peróxido de hidrógeno

b) después de la etapa a), poner en contacto dicha superficie con una composición de recubrimiento acuosa acídicaconstituida por iones de uno o mas elementos elegidos del grupo constituido por titanio, zirconio, hafnio, silicio,aluminio y boro.

Procedimiento para tratar superficies metálicas

Este invento se refiere a procesos para tratar superficies metálicas para que dichas superficies sean mas resistentes a la corrosión, particularmente superficies metálicas que han de cubrirse con un recubrimiento de base orgánicas decorativo y/o protector tal como una pintura. En particular, el invento corresponde a un proceso en donde la superficie de metal se pone en contacto con un pre-enjuague acídico oxidante antes de tratase con una composición acuosa que contiene fluoroácido tal como ácido hexafluorozircónico y/o un derivado parcialmente neutralizado respectivo.

DISCUSIÓN DEL ARTE RELACIONADO

Un recubrimiento de conversión se aplica con frecuencia a sustratos metálicos, especialmente sustratos metálicos conteniendo hierro tal como acero, antes de la aplicación de un recubrimiento protector y/o decorativo tal como una pintura. EL recubrimiento de conversión ayuda a reducir la cantidad de corrosión sobre la superficie del substrato metálico cuando el substrato metálico recubierto se expone a agua y oxígeno. Muchos de los recubrimientos de conversión convencionales se basan en fosfatos de metal tal como fosfatos de zinc y cuentan con enjuagues conteniendo cromo después de una etapa de fosfatación para obtener máxima protección de corrosión. Sin embargo, esta tecnología de recubrimiento de conversión tiene la desventaja de generar corrientes de desecho que son potencialmente dañinas para el ambiente y requieren por tanto costosos procesos de desecho o reciclado.

Como resultado, en años recientes se ha tenido tendencia hacia el empleo de tecnologías de recubrimiento de conversión alternativas que evitan o reducen los problemas asociados con los sistemas convencionales. Muchos de estos productos de recubrimiento de conversión son composiciones acuosas a base de fluoroácidos tales como ácido hexafluorozircónico y ácido hexafluorotitánico, con frecuencia en combinación con uno o mas de otros componentes. Ejemplos de estos productos se describen en la US 2005/0020746 A y US 2006/0172064 A.

La US 3.041.215 A describe el decapado de sustratos de titanio en una solución de ácido fluorhídrico. El decapado es seguido subsiguientemente de un tratamiento con una solución de recubrimiento acuosa acídica que comprende hexafluorotitanato de potasio.

La WO 2006/076197 A1 describe un recubrimiento de pasivación convencional para superficies metálicas en donde las superficies se ponen en contacto con soluciones acuosas acídicas que comprenden Zr, Ti, y Hf.

La GB 1242761 A describe composiciones para la descalcificación de superficies de acero que se ponen en contacto con composiciones acuosas acídicas que proporcionan un potencial de reducción de oxidación en el rango de -150 a +150 mV (SCE) .

La WO 2007/113141 A1 que representa el arte anterior publicado mas reciente describe un método en donde se limpia una bobina metálica o lámina metálica y luego se pretrata químicamente y luego recubre con tinta o pintura o se trata químicamente. La etapa de limpieza se lleva a cabo haciendo uso de una composición acuosa acídica que comprende iones ferrosos y peróxido de hidrógeno. El pretratamiento químico se conduce con composiciones acuosas que comprenden entre otros compuestos de titanio y zirconio.

Si bien los productos de recubrimiento de conversión alternativos antes citados funcionan con frecuencia muy satisfactoriamente, en ciertas aplicaciones que demandan uso final (por ejemplo, en donde el substrato de metal recubierto final se expondrá a condiciones ambientales especialmente duras) sería deseable realzar o mejorar adicionalmente la resistencia a la corrosión del substrato de metal recubierto.

BREVE RESUMEN DEL INVENTO

El invento proporciona un método de tratar una superficie de un substrato metálico. La superficie de substrato metálico está en contacto con un pre-enjuague acídico oxidante "véase la reivindicación 1" y luego con una composición de recubrimiento acuosa constituida por iones de uno o mas elementos elegidos del grupo constituido por titanio, zirconio, hafnio, silicio, aluminio y boro. Las superficies de substrato metálico que se han tratado de este modo pueden recubrirse subsiguientemente con una composición conteniendo producto orgánico tal como una pintura y son significantemente mas resistentes a la corrosión que las superficies que no se han tratado con el preenjuague acídico oxidante.

DESCRIPCIÓN DETALLADA DE REALIZACIONES DEL INVENTO

El pre-enjuague acídico oxidante utilizado en el proceso del presente invento es generalmente una composición acuosa que contiene un ácido relativamente fuerte, tal como un ácido mineral o combinación de diferentes ácidos minerales. El ácido fluorhídrico y el ácido nítrico son dos ácidos particularmente preferidos para uso en el presente invento. Para aumentar la capacidad oxidante del pre-enjuague acídico al nivel deseado se incluyen uno o mas oxidantes en el pre-enjuague, especialmente en donde el ácido utilizado no es un ácido oxidante. Por ejemplo el ácido fluorhídrtico (un ácido no oxidante) se utiliza deseablemente en combinación con especies peroxi tales como peróxido de hidrógeno, que actúa como un oxidante. El ácido nítrico (un ácido oxidante) puede utilizarse de por si para preparar el pre-enjuague acídico oxidante o en combinación con un ácido no oxidante tal como ácido fluorhídrico o una especie peroxi tal como peróxido de hidrógeno, un hidroperóxido orgánico, un peróxido orgánico, un peroxiácido o sal respectiva, un diacilperóxido, o un peroxiéster. Otros oxidantes apropiados que pueden utilizarse en el pre-enjuague acídico oxidante incluyen, por ejemplo, ácidos persulfúricos y sales tales como persulfato sódico o persulfato amónico, ácido perbórico y sus sales tales como perborato sódico, nitratos tales como nitrato sódico, nitrato potásico, nitratos metálicos del Grupo II, nitrato de titanio, ácidos perfosfóricos y sus sales, sales férricas tales como nitrato férrico, sulfato férrico, fluoruro férrico y similares.

De conformidad con el invento el pre-enjuague acídico oxidante comprende cationes de Fe+3. Los catones de Fe+3 pueden generarse a partir de cualquier fuente apropiada tal como sal férrica, en particular fluoruro férrico. Puede utilizarse un oxidante tal como un compuesto peroxi (por ejemplo peróxido de hidrógeno) para mantener la concentración deseada de cationes de Fe+3. Así pues el pre-enjuague comprende los siguientes subcomponentes (en adición a agua) :

(C.1) una cantidad total de iones de fluoruro, que puede ser iones de fluoruro simples o complejos o ambos, que proporcione una concentración respectiva en el pre-enjuague de por lo menos 0, 4 g/L y no mas de 5 g/L;

(C.2) una cantidad de átomos de hierro trivalente disuelto que es de por lo menos 0, 1 g/L y no mas de 5 g/L; y

(C.3) una fuente de iones de hidrógeno en una cantidad suficiente para impartir al pre-enjuague un pH que sea por lo menos de 1, 6 y no mas de 5, y opcionalmente,

(C.4) peróxido de hidrógeno.

Se entenderá que los subcomponentes (C.1) a (C.3) no precisan derivarse todos de materiales diferentes. El ácido fluorhídrico, en particular, se prefiere como una fuente para ambos (C.1) y (C.3) , y el fluoruro férrico puede suplir ambos (C.1) y (C.2) .

El pre-enjuague en esta realización tiene, de preferencia, un potencial de oxidación, medido mediante el potencial de un platino u otro electro de metal inerte en contacto con el pre-enjuague que es por lo menos 150 mV mas oxidante que un electrodo de hidrógeno estándar (SHE) e independientemente de preferencia no es superior a 550 mV mas oxidante que un SHE.

El pre-enjuague oxidante utilizado en el proceso del invento contiene también agua. El agua se utiliza para diluir los componentes activos del pre-enjuague y actúa por tanto como un vehículo. Si bien los pre-enjuagues típicamente aplicados al substrato de metal en el proceso del invento contendrán una alta proporción de agua (por ejemplo alrededor del 95% en peso o mas) , ha de entenderse que un pre-enjuague de esta índole puede prepararse diluyendo una formulación concentrada con la cantidad deseada de agua. El usuario final simplemente diluye la formulación concentrada con agua adicional para obtener una concentración de pre-enjuague óptima para una aplicación de recubrimiento particular. En caso de que la estabilidad... [Seguir leyendo]

1. Un método para tratar una superficie de un substrato de metal, comprendiendo dicho método a) poner en contacto dicha superficie con un pre-enjuague acídico oxidante constituido por agua y

(C.1) una cantidad total de iones de fluoruro, que puede ser iones de fluoruro simples o complejos o ambos, que proporcione una concentración respectiva en el pre-enjuague de por lo menos 0, 4 g/L y no mas de 5 g/L;

(C.2) una cantidad de átomos de hierro trivalente disuelto que es de por lo menos 0, 1 g/L y no más de 5/g/L; y

(C.3) una fuente de iones de hidrógeno en una cantidad suficiente para impartir al pre-enjuague un pH que sea por lo menos de 1, 6 y no mas de 5, y opcionalmente,

(C.4) peróxido de hidrógeno

b) después de la etapa a) , poner en contacto dicha superficie con una composición de recubrimiento acuosa acídica constituida por iones de uno o mas elementos elegidos del grupo constituido por titanio, zirconio, hafnio, silicio, aluminio y boro.

2. El método de la reivindicación 1, en donde dicha composición de recubrimiento acuosa acídica tiene un Ph de 2, 5 a 6.

3. El método de la reivindicación 1, en donde el pre-enjuague acídico oxidante tiene un potencial de oxidación de 150 a 550 mV mas oxidante que un electrodo de hidrógeno estándar (SHE) .

4. El método de una o mas de las reivindicaciones precedentes, en donde dicho substrato de metal está constituido por un substrato conteniendo hierro, de preferencia constituido por acero.

5. El método de una o mas de la reivindicación 1, que comprende una etapa adicional después de la etapa b) de aplicar un recubrimiento a base de resina o una capa de pintura a dicha superficie de dicho metal.