Agente de revestimiento por conversión química y metal tratado superficialmente.

Un agente de revestimiento por conversión química, que tiene un pH de 1,

5 a 6,5 y comprende:

al menos una clase seleccionada del grupo que consiste en zirconio, titanio y hafnio con un contenido demetal de 20 a 2000 ppm;

flúor; y

una resina soluble en agua,

en el que dicha resina soluble en agua es una resina de polivinilamina y/o una resina de polialilamina ytiene, en al menos una de sus partes, una unidad constituyente expresada por la fórmula química (1):y/o la fórmula química (2):

Tipo: Patente Europea. Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: E03293299.

Solicitante: CHEMETALL GMBH.

Inventor/es: SHIMAKURA, TOSHIAKI, MATSUKAWA, MASAHIKO, MAKINO,KAZUHIRO.

Fecha de Publicación: .

Clasificación Internacional de Patentes:

  • C23C22/34 SECCION C — QUIMICA; METALURGIA.C23 REVESTIMIENTO DE MATERIALES METALICOS; REVESTIMIENTO DE MATERIALES CON MATERIALES METALICOS; TRATAMIENTO QUIMICO DE LA SUPERFICIE; TRATAMIENTO DE DIFUSION DE MATERIALES METALICOS; REVESTIMIENTO POR EVAPORACION EN VACIO, POR PULVERIZACION CATODICA, POR IMPLANTACION DE IONES O POR DEPOSICION QUIMICA EN FASE VAPOR, EN GENERAL; MEDIOS PARA IMPEDIR LA CORROSION DE MATERIALES METALICOS, LAS INCRUSTACIONES, EN GENERAL.C23C REVESTIMIENTO DE MATERIALES METALICOS; REVESTIMIENTO DE MATERIALES CON MATERIALES METALICOS; TRATAMIENTO DE MATERIALES METALICOS POR DIFUSION EN LA SUPERFICIE, POR CONVERSION QUIMICA O SUSTITUCION; REVESTIMIENTO POR EVAPORACION EN VACIO, POR PULVERIZACION CATODICA, POR IMPLANTACION DE IONES O POR DEPOSICION QUIMICA EN FASE VAPOR, EN GENERAL (aplicación de líquidos o de otros materiales fluidos sobre las superficies, en general B05; fabricación de productos revestidos de metal por extrusión B21C 23/22; revestimiento metálico por unión de objetos con capas preexistentes, ver las clases apropiadas, p. ej. B21D 39/00, B23K; mecanizado del metal por acción de una fuerte concentración de corriente eléctrica sobre un objeto por medio de un electrodo B23H; metalización del vidrio C03C; metalización de piedras artificiales, cerámicas o piedras naturales C04B 41/00; pinturas, barnices, lacas C09D; esmaltado o vidriado de metales C23D; medios para impedir la corrosión de materiales metálicos, las incrustaciones, en general C23F; tratamiento de superficies metálicas o revestimiento de metales mediante electrolisis o electroforesis C25D, C25F; crecimiento de monocristales C30B; mediante metalización de textiles D06M 11/83; decoración de textiles por metalización localizada D06Q 1/04; detalles de aparatos de sonda de barrido, en general G01Q; fabricación de dispositivos semiconductores H01L; fabricación de circuitos impresos H05K). › C23C 22/00 Tratamiento químico de la superficie de materiales metálicos por reacción de la superficie con un medio reactivo quedando productos de reacción del material de la superficie en el revestimiento, p. ej. revestimiento por conversión, pasivación de metales (pinturas primarias reactivas C09D 5/12). › que contienen fluoruros o fluoruros complejos.

PDF original: ES-2420912_T3.pdf

 


Fragmento de la descripción:

Agente de revestimiento por conversión química y metal tratado superficialmente

Campo técnico

La presente invención se refiere a un agente de revestimiento por conversión química y a un metal tratado superficialmente.

Antecedentes de la invención Cuando se aplica un electro-revestimiento catiónico o un revestimiento en polvo sobre la superficie de un material metálico, en general se aplica un tratamiento de conversión química con el fin de mejorar propiedades tales como la resistencia a la corrosión y la adhesión a una película de revestimiento. Con respecto al tratamiento con cromatos usado en el tratamiento por conversión química, y desde el punto de vista de ser capaz de mejorar la adhesión a una película de revestimiento y la resistencia a la corrosión, en años recientes se ha señalado el efecto perjudicial del cromo y se requiere el desarrollo de un agente de revestimiento por conversión química que no contenga nada de cromo. Como tal tratamiento por conversión química se adopta ampliamente un tratamiento que usa fosfato de zinc (cf. Publicación Japonesa Kokai Hei-10-204649, por ejemplo) .

Sin embargo, puesto que los agentes de tratamiento basados en fosfato de zinc tienen altas concentraciones de iones metálicos y ácidos y son muy activos, éstos son económicamente desventajosos y difíciles de tratar en un tratamiento de aguas residuales. Además, hay un problema de formación y precipitación de sales, que son insolubles en agua, asociado con el tratamiento de superficies metálicas que usa agentes de tratamiento basados en fosfato de zinc. En general, a tal sustancia precipitada se la denomina lodo y el aumento del coste de separación y vertido de tal lodo es problemático. Además, puesto que los iones fosfato tienen la posibilidad de ser una carga para el medio ambiente debido a la eutrofización, cuesta tratar el agua residual; por lo tanto, preferiblemente no se usa. Además, también existe el problema de que, en un tratamiento de superficies metálicas que use agentes de tratamiento basados en fosfato de zinc, se requiere el acondicionamiento de la superficie; por lo tanto, el procedimiento de tratamiento es largo.

Como agente de tratamiento de superficies metálicas diferente de tal agente de tratamiento basado en fosfato de zinc o agente de revestimiento por conversión química de cromato, se conoce un agente de tratamiento de superficies metálicas que comprende un compuesto de zirconio (cf. Publicación Japonesa Kokai Hei-07-310189, por ejemplo) . Tal agente de tratamiento de superficies metálicas que comprende un compuesto de zirconio tiene la excelente propiedad de suprimir la generación del lodo en comparación con el agente de tratamiento basado en fosfato de zinc anteriormente descrito.

Sin embargo, un revestimiento por conversión química obtenido mediante el agente de tratamiento de superficies metálicas que comprende un compuesto de zirconio tiene una mala adhesión a una película de revestimiento obtenida por electro-revestimiento catiónico o revestimiento en polvo, y usualmente se usa menos como pretratamiento en estas técnicas de tratamiento. Particularmente, en tal agente de tratamiento de superficies metálicas que comprende un compuesto de zirconio se están haciendo esfuerzos para mejorar la adhesión y la resistencia a la corrosión usándolo junto con otro componente tal como iones fosfato. Sin embargo, cuando se usa junto con los iones fosfato, surgirá el problema de la eutrofización que se describió anteriormente. Además, no ha habido ningún estudio sobre el uso de tal tratamiento que usa un agente de tratamiento de superficies metálicas como método de tratamiento para revestir. Además, existía el problema de que cuando un material de hierro se trataba con tal agente de tratamiento de superficies metálicas, no podían alcanzarse la adhesión adecuada a una película de revestimiento y la resistencia a la corrosión adecuada después del revestimiento.

Como agente de tratamiento de superficies metálicas que comprende un compuesto de zirconio con los problemas anteriormente descritos mejorados, se ha desarrollado un agente de revestimiento por conversión química que no contenga ningún ion fosfato y que comprenda un compuesto de zirconio, vanadio y una resina (cf. Publicación Japonesa Kokai 2002-60699, por ejemplo) . Sin embargo, puesto que tal agente de tratamiento de superficies metálicas contiene vanadio, no es preferible desde el punto de vista de provocar un efecto perjudicial sobre el cuerpo humano y el tratamiento de las aguas residuales.

El documento DE 10143521 A describe un producto de adición de ácido hexafluorosilícico, -titánico y -zircónico y una o más bases orgánicas usado como agente de conversión para la protección de metales. Entre otras, como base orgánica se menciona polivinilamina.

Además, el tratamiento superficial de todos los metales tiene que realizarse mediante una etapa de tratamiento de artículos que incluyen varios materiales metálicos tales como hierro, zinc y aluminio para carrocerías y piezas de automóviles en algunos casos. Por consiguiente, existe el deseo de desarrollar un agente de revestimiento por conversión química que pueda aplicar un tratamiento por conversión química sin problemas, incluso en tal caso.

Compendio de la invención En consideración de las anteriores circunstancias, es un objeto de la presente invención proporcionar un agente de revestimiento por conversión química que suponga una menor carga sobre el medio ambiente y pueda aplicar un buen tratamiento por conversión química a todos los metales, tales como hierro, zinc y aluminio, y un metal tratado superficialmente obtenido usando el mismo.

La presente invención se dirige a un agente de revestimiento por conversión química que comprende:

al menos una clase seleccionada del grupo que consiste en zirconio, titanio y hafnio;

flúor; y

una resina soluble en agua,

en el que dicha resina soluble en agua tiene, en al menos una de sus partes, una unidad constituyente expresada por la fórmula química (1) :

y/o la fórmula química (2) :

La resina soluble en agua es una resina de polivinilamina o una resina de polialilamina.

Preferiblemente, la resina soluble en agua tiene un peso molecular de 500 a 500000, y el contenido de la resina soluble en agua en el agente de revestimiento por conversión química es 5 a 5000 ppm.

Preferiblemente, el agente de revestimiento por conversión química contiene 1 a 5000 ppm de al menos una clase de un acelerante de la reacción de conversión química seleccionado del grupo que consiste en ion nitrito, compuestos que contienen grupos nitro, ion bromato, ion perclorato, ion clorato, ion clorito, así como ácido ascórbico, ácido cítrico, ácido tartárico, ácido malónico, ácido succínico y sus sales.

El al menos una clase seleccionada del grupo que consiste en zirconio, titanio y hafnio tiene un contenido de 20 a 2000 ppm en términos de metal, y el agente de revestimiento por conversión química tiene un pH de 1, 5 a 6, 5.

La presente invención se dirige a un metal tratado superficialmente que comprende un revestimiento por conversión química formado por el agente de revestimiento por conversión química.

Preferiblemente, el revestimiento por conversión química tiene una cantidad de revestimiento de 0, 1 a 500 mg/m2 de una cantidad total de metales contenida en el agente de revestimiento por conversión química.

Descripción detallada de la invención De aquí en adelante, se describirá en detalle la presente invención.

La presente invención se dirige a un agente de revestimiento por conversión química que al menos contiene una clase seleccionada del grupo que consiste en zirconio, titanio y hafnio así como flúor, y sustancialmente no contiene ningún ion metálico pesado tal como cromo y vanadio ni iones fosfato.

Cuando se trata la superficie de un metal con un agente de revestimiento por conversión química convencionalmente conocido que contiene zirconio y metales semejantes, algunas veces es imposible formar un buen revestimiento por conversión química en algunos metales. Particularmente, existía el problema de que cuando se trataba un material de hierro con el agente de revestimiento por conversión química anteriormente mencionado, no podían alcanzarse la adhesión adecuada entre la película de revestimiento que se forma aplicando el revestimiento a la superficie de la capa de revestimiento por conversión química y la superficie de metal, y la resistencia a la corrosión después del revestimiento. La presente invención se ha conseguido hallando que el problema anterioremnte mencionado se mejoraría mediante el agente de revestimiento... [Seguir leyendo]

 


Reivindicaciones:

1. Un agente de revestimiento por conversión química, que tiene un pH de 1, 5 a 6, 5 y comprende:

al menos una clase seleccionada del grupo que consiste en zirconio, titanio y hafnio con un contenido de metal de 20 a 2000 ppm; flúor; y una resina soluble en agua, en el que dicha resina soluble en agua es una resina de polivinilamina y/o una resina de polialilamina y

tiene, en al menos una de sus partes, una unidad constituyente expresada por la fórmula química (1) :

y/o la fórmula química (2) :

2. El agente de revestimiento por conversión química según la reivindicación 1, en el que la resina soluble en agua tiene un peso molecular de 500 a 500000, y el contenido de la resina soluble en agua en el agente de revestimiento por conversión química es 5 a 5000 ppm.

3. El agente de revestimiento por conversión química según la reivindicación 1 ó 2, que contiene 1 a 5000 ppm de al menos una clase de un acelerante de la reacción de conversión química seleccionado del grupo que consiste en ion nitrito, compuestos que contienen grupos nitro, sulfato de hidroxilamina, ion persulfato, ion sulfito, ion hiposulfito, peróxidos, ion hierro (III) , compuestos de ácido cítrico y hierro, ion bromato, ion perclorato, ion clorato, ion clorito, así como ácido ascórbico, ácido cítrico, ácido tartárico, ácido malónico,

ácido succínico y sus sales.

4. El agente de revestimiento por conversión química según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, que contiene un compuesto que contiene silicio.

5. El agente de revestimiento por conversión química según la reivindicación 4, en el que el compuesto que

contiene silicio es sílice, sílice dispersada en agua, ésteres de ácido silícico o agentes de condensación tipo 25 silano.

6. Un metal tratado superficialmente, que comprende una capa de revestimiento de conversión química formada mediante el agente de revestimiento por conversión química según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5.

7. El metal tratado superficialmente según la reivindicación 6, en el que la capa de revestimiento de

conversión química tiene una cantidad de revestimiento de 0, 1 a 500 mg/m2 de una cantidad total de metales contenida en el agente de revestimiento por conversión química.


 

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