Agente de recubrimiento de conversión química y metal tratado en superficie.

Un agente de recubrimiento de conversión química, que no contiene sustancialmente iones fosfato y que tiene un pH desde un límite inferior de 2,

0 hasta un límite superior de a 6,5, comprendiendo el agente de recubrimiento de conversión química: por lo menos una especie seleccionada del grupo que consiste en circonio, titanio y hafnio, con un contenido metálico de 20 a 2.000 ppm en masa;

flúor, y

un agente que imparte adherencia y resistencia a la corrosión, en el que el citado agente que imparte adherencia y resistencia a la corrosión contiene 1 a 5.000 ppm en masa (como componente de silicio) de un compuesto que contiene silicio (E) seleccionado del grupo que consiste en sílice, silicatos solubles en agua, ésteres del ácido silícico, silicatos de alquilo y agentes de acoplamiento del tipo de silanos, y

en el que el citado agente que imparte adherencia y resistencia a la corrosión contiene también por lo menos una especie de ion metálico seleccionado de los siguientes grupos (A) a (D):

20 a 5.000 ppm en masa (concentración de ion metálico) de por lo menos una especie de ion metálico (A) seleccionado del grupo que consiste en ion cinc, ion manganeso e ion cobalto,

20 a 2.000 ppm en masa (concentración de ion metálico) de por lo menos una especie de ion de metal alcalinotérreo (B) seleccionado del grupo que consiste en ion bario e ion estroncio,

1 a 2.000 ppm en masa (concentración de ion metálico) de por lo menos una especie de ion de metal (C) del grupo III de la tabla periódica, seleccionado del grupo que consiste en ion aluminio, ion galio e ion indio,

0,5 a 100 ppm en masa (concentración de ion metálico) de ion cobre (D),

y en el que el citado agente de recubrimiento de conversión química contiene 1 a 5.000 ppm en masa de por lo menos una especie de un acelerador de la reacción de conversión química, seleccionado del grupo que consiste en ion nitrito, nitrocompuestos, sulfato de hidroxilamina, ion persulfato, ion sulfito, peróxidos, ion férrico, compuestos de hierro del ácido cítrico, ion bromato, ion perclorato, ion clorato e ion clorito, así como ácido ascórbico, ácido cítrico, ácido tartárico, ácido malónico, ácido succínico y sus sales.

Agente de recubrimiento de conversión química y metal tratado en superficie.

CAMPO TÉCNICO

La presente invención se refiere a un agente de recubrimiento de conversión química y a un metal tratado en su superficie ANTECEDENTES

Cuando se aplica una electrodeposición catiónica o un recubrimiento en polvo a la superficie de un material metálico, generalmente se aplica un tratamiento de conversión química para mejorar propiedades tales como resistencia a la corrosión y adherencia a una película de recubrimiento. Con respecto a un tratamiento con cromato usado en el tratamiento de conversión química, desde el punto de vista de poder mejorar más la adherencia a una película de recubrimiento y la resistencia a la corrosión, en los últimos años se ha reseñado un efecto perjudicial del cromo y se ha requerido el desarrollo de un agente de recubrimiento de conversión química que no contenga cromo. Como dicho tratamiento de conversión química, se ha adoptado ampliamente un tratamiento que usa fosfato de cinc (véase, por ejemplo, la publicación japonesa Kokai Hei-10-204649) .

Sin embargo, como los agentes de tratamiento basados en fosfato de cinc tienen concentraciones elevadas de iones metálicos y ácidos y son muy activos, son desventajosos económicamente y de baja aptitud de procesamiento en un tratamiento de aguas residuales. Además, existe un problema de formación y precipitación de sales insolubles en agua, asociado con el tratamiento de superficies metálicas usando agentes basados en fosfato de cinc. Dichas sustancias precipitadas se denominan en general lodo y el incremento del coste de eliminación y evacuación de dicho lodo es un problema. Además, como los iones fosfato tienen la posibilidad de colocar una carga en el medio ambiente debido a eutrofización, se requieren esfuerzos para el tratamiento de aguas residuales. Por lo tanto, preferiblemente no se usan. Además, también existe el problema de que en el tratamiento de superficies metálicas usando agentes de tratamiento basados en fosfato de cinc, se requiere un acondicionamiento de la superficie y, por lo tanto, el proceso de tratamiento es largo.

Como agente de tratamiento de superficies metálicas distinto de dicho agente de tratamiento basado en fosfato de cinc o agente de recubrimiento de conversión química del tipo de cromato, se conoce uno que comprende un compuesto de circonio (véase, por ejemplo, la publicación japonesa Kokai Hei-07-310189) . Dicho agente de tratamiento de superficies metálicas que comprende un compuesto de circonio tiene la excelente propiedad de evitar la generación de lodo en comparación con el agente de tratamiento antes descrito basado en fosfato de cinc.

Sin embargo, un recubrimiento de conversión química obtenido por dicho agente de tratamiento de superficies metálicas que comprende un compuesto de circonio tiene poca adherencia a una película de recubrimiento obtenida por diversos métodos de recubrimiento, y usualmente se usa menos como etapa de pretratamiento antes del recubrimiento. En particular, en dicho agente de tratamiento de superficies metálicas que comprende un compuesto de circonio, se están realizando esfuerzos para mejorar la adherencia y resistencia a la corrosión usándolo junto con otro compuesto, como iones fosfato. Sin embargo, cuando se usa junto con iones fosfato, surge el problema de eutrofización antes descrito. Además, no hay ningún estudio sobre la utilización de dicho tratamiento que usa un agente de tratamiento de la superficie metálica como método de pretratamiento antes del recubrimiento. Además, existe el problema de que cuando se trata un material de hierro con dicho agente de tratamiento de superficies metálicas, no se consiguen después del recubrimiento la adherencia adecuada a una película de recubrimiento ni la resistencia adecuada a la corrosión.

Como agente de tratamiento de superficies metálicas que contiene un compuesto de circonio, para mejorar la cuestión antes descrita se ha desarrollado un agente de tratamiento de superficies metálicas que comprende un compuesto de circonio, vanadio y resina y que no contiene iones fosfato (véase, por ejemplo, la publicación japonesa Kokai 2002-60699) . Sin embargo, como dicho agente de tratamiento de superficies metálicas contiene vanadio, no es preferible por originar un problema de efecto perjudicial en el hombre y en el tratamiento de aguas residuales.

Además, en algunos casos, el tratamiento de la superficie de todos los metales se ha de realizar en una etapa de tratamiento en artículos que incluyen diversos materiales metálicos, como estructuras y piezas de hierro, cinc y aluminio de automóviles. En consecuencia, se desea el desarrollo de un agente de recubrimiento de conversión química que pueda aplicar un tratamiento de conversión química sin ningún problema, incluso en los casos antes mencionados.

El documento DE 199 33 189 describe composiciones para tratamiento de superficies metálicas, que comprenden un fluoruro complejo, como especies de fluoruro de Zr o Ti, y un acelerador de fosfatación, como sulfato de hidroxilamonio, sulfato de m-nitrobenzol o N-metilmorfolina-N-óxido. El documento EP 0 949 353 describe un agente de tratamiento de superficies metálicas que comprende los siguientes componentes: (A) un componente catiónico, que consiste en iones metálicos divalentes o de valencia mayor seleccionados del grupo que consiste en manganeso, cobalto, cinc, magnesio, níquel, hierro, titanio, aluminio y circonio; (B) por lo menos un componente ácido seleccionado del grupo que consiste en (1) un ácido fluorado que contiene cuatro o más átomos de flúor y uno o más elementos seleccionados del grupo que consiste en titanio, circonio, silicio, hafnio, aluminio y boro, (2) ácido fosfórico y (3) ácido acético; (C) un componente agente de acoplamiento del tipo de silanos, que consiste en uno o más compuestos que contienen por lo menos un grupo funcional reactivo seleccionado de un grupo amino que contiene hidrógeno activo, un grupo epoxi, un grupo vinilo, un grupo mercapto y un grupo metacriloxi; (D) uno o más componentes polímeros solubles en agua que tienen grupos OH del tipo fenólico. El documento WO 03/093536, presentado el 29 de abril de 2003, con un fecha anterior de prioridad de 29 de abril de 2002, se publicó el 13 de noviembre de 2003 y se considera técnica anterior bajo el artículo 54 (3) EPC para la presente patente, presentada el 23 de diciembre de 2003 y que reivindica una fecha anterior de prioridad de 24 de diciembre de 2002. El documento WO 03/093535 describe una composición acuosa para pretratar y depositar un recubrimiento cristalino sobre sustratos metálicos, que comprende (a) de aproximadamente 1.500 a aproximadamente 55.000 ppm (basado en la composición acuosa) de un ion metálico divalente del grupo II-A, (b) de aproximadamente 100 a aproximadamente 200.000 ppm (basado en la composición acuosa) de un fluoruro metálico complejo disuelto, en el que el átomo metálico se selecciona de metales de los grupos III-A, IV-A, IV-B, V-A y V-B.

SUMARIO DE LA INVENCIÓN

Vistas las circunstancias antes descritas, un objeto de la presente invención es proporcionar un agente de recubrimiento de conversión química que suponga menos carga en el medio ambiente y que pueda aplicar un buen tratamiento de conversión química sobre metales tales como hierro, cinc y aluminio.

La presente invención se refiere a un agente de recubrimiento de conversión química de acuerdo con la reivindicación 1, que comprende:

por lo menos una especie seleccionada del grupo que consiste en circonio, titanio y hafnio, con un contenido metálico de 20 a 2.000 ppm (“ppm” significa partes por millón en masa) ;

flúor, y

un agente que imparte adherencia y resistencia a la corrosión, en el que el citado agente que imparte adherencia y resistencia a la corrosión contiene por lo menos una especie seleccionada del grupo que consiste en:

a 5.000 ppm (concentración de ion metálico) de por lo menos una especie de ion metálico (A) seleccionado del grupo que consiste en ion cinc, ion manganeso e ion cobalto,

a 2.000 ppm (concentración de ion metálico) de un ion de metal alcalinotérreo (B) seleccionado del grupo que consiste en ion bario e ion estroncio,

a 2.000 ppm (concentración de ion metálico) de un ion de metal (C) del grupo III de la tabla periódica, seleccionado del grupo que consiste en ion aluminio, ion galio e ion indio,

0, 5 a 100 ppm (concentración de ion metálico) de ion cobre (D) , y

en el que el citado agente que imparte adherencia y resistencia a la corrosión contiene 1 a 5.000 ppm (como componente de silicio) de un compuesto que contiene silicio (E) seleccionado... [Seguir leyendo]

1. Un agente de recubrimiento de conversión química, que no contiene sustancialmente iones fosfato y que tiene un pH desde un límite inferior de 2, 0 hasta un límite superior de a 6, 5, comprendiendo el agente de recubrimiento de conversión química:

por lo menos una especie seleccionada del grupo que consiste en circonio, titanio y hafnio, con un contenido metálico de 20 a 2.000 ppm en masa;

flúor, y

un agente que imparte adherencia y resistencia a la corrosión, en el que el citado agente que imparte adherencia y resistencia a la corrosión contiene 1 a 5.000 ppm en masa (como componente de silicio) de un compuesto que contiene silicio (E) seleccionado del grupo que consiste en sílice, silicatos solubles en agua, ésteres del ácido silícico, silicatos de alquilo y agentes de acoplamiento del tipo de silanos, y

en el que el citado agente que imparte adherencia y resistencia a la corrosión contiene también por lo menos una especie de ion metálico seleccionado de los siguientes grupos (A) a (D) :

a 5.000 ppm en masa (concentración de ion metálico) de por lo menos una especie de ion metálico (A) seleccionado del grupo que consiste en ion cinc, ion manganeso e ion cobalto,

a 2.000 ppm en masa (concentración de ion metálico) de por lo menos una especie de ion de metal alcalinotérreo (B) seleccionado del grupo que consiste en ion bario e ion estroncio,

a 2.000 ppm en masa (concentración de ion metálico) de por lo menos una especie de ion de metal (C) del grupo III de la tabla periódica, seleccionado del grupo que consiste en ion aluminio, ion galio e ion indio,

0, 5 a 100 ppm en masa (concentración de ion metálico) de ion cobre (D) ,

y en el que el citado agente de recubrimiento de conversión química contiene 1 a 5.000 ppm en masa de por lo menos una especie de un acelerador de la reacción de conversión química, seleccionado del grupo que consiste en ion nitrito, nitrocompuestos, sulfato de hidroxilamina, ion persulfato, ion sulfito, peróxidos, ion férrico, compuestos de hierro del ácido cítrico, ion bromato, ion perclorato, ion clorato e ion clorito, así como ácido ascórbico, ácido cítrico, ácido tartárico, ácido malónico, ácido succínico y sus sales.