Método para la aplicación de revestimientos protectores contra la corrosión sobre superficies metálicas.

Método para la aplicación sobre superficies metálicas de revestimientos protectores contra la corrosión,

en el cual se tratala superficie metálica con una preparación que incluye por lo menos un sistema de agente ligante (A) que puede curar y/oentrelazar, un componente (B) elegido de entre el grupo de materiales de relleno, pigmentos o colorantes finamentedivididos, así como un agente polimérico de protección contra la corrosión (C), caracterizado porque el agente poliméricode protección contra la corrosión es un copolímero (C) que está constituido de los siguientes módulos constitutivosmonoméricos:

(C1) 25 a 65 % en peso de N-vinilimidazol,

(C2) 15 a 45 % en peso de por lo menos un monómero monoetilénicamente insaturado, que incluye por lo menosun grupo ácido,

(C3) 15 a 45 % en peso de por lo menos un hidrocarburo aromático monoetilénicamente insaturados así como

(C4) opcionalmente 0 a 15 % en peso de otros monómeros monoetilénicamente insaturados diferentes de (C1) a(C3),

donde en cada caso la cantidad está referida a la cantidad total de todas las unidades modulares monoméricas en elcopolímero.

Método para la aplicación de revestimientos protectores contra la corrosión sobre superficies metálicas.

La presente invención se refiere a un método para la aplicación de revestimientos protectores contra la corrosión, en particular de placas de pretratamiento integrado o de capas para la protección atmosférica contra la corrosión, sobre superficies metálicas, en el cual se emplean copolímeros que exhiben como elementos constitutivos monoméricos monómeros que exhiben heterociclos de nitrógeno, monómeros que exhiben grupos ácido así como monómeros vinilaromáticos. Se refiere además a dichos copolímeros así como preparaciones para la aplicación de revestimientos protectores contra la corrosión.

Como regla, los objetos metálicos, componentes, estructuras o construcciones metálicas de materiales metálicos comunes tienen que ser protegidos contra la corrosión. Un papel esencial en la protección contra la corrosión ocupan los revestimientos con los cuales las superficies metálicas son protegidas ante la influencia de los medios corrosivos. Los sistemas adecuados de revestimiento para la protección contra la corrosión contienen comúnmente uno o varios agentes ligantes, pigmentos de protección contra la corrosión, dado el caso inhibidores orgánicos de la corrosión así como otros componentes y aditivos.

Para la aplicación de revestimientos protectores contra la corrosión pueden utilizarse diferentes técnicas.

Para la construcción de piezas de trabajo metálicas de pared delgada como por ejemplo carrocerías de automóviles, máquinas o revestimientos de fachadas, se le da forma final a láminas metálicas adecuadas y se les coloca por medio de técnicas adecuadas. El material crudo para esto son comúnmente largas bandas metálicas, que son producidas mediante el laminado del metal y para el almacenamiento y transporte son curvadas hasta formar rollos (denominados "bobinas") .

Mientras que el tratamiento de protección contra la corrosión en el pasado se hacía esencialmente en la pieza de trabajo metálica terminada, por ejemplo una carrocería de automóvil soldada conjuntamente, en tiempos recientes el tratamiento de protección contra la corrosión se hace de manera creciente en el metal en banda en sí mismo por medio de "cobertura de la bobina".

Se entiende por "cobertura en la bobina" al revestimiento continuo de bandas metálicas, bandas de aluminio o de acero con materiales adecuados de revestimiento en una instalación para cobertura de bobinas.

En el curso de un proceso de cobertura en bobina, en tanto se requiera, por regla general se limpian primero que todo las bandas metálicas. En un proceso convencional de cobertura en bobina, el verdadero tratamiento de protección contra la corrosión tiene dos etapas:

• Se aplica primero una capa delgada de tratamiento previo (< 1 μm) . Esta capa debería aumentar la estabilidad ante la corrosión y servir para el mejoramiento de la adherencia de etapas subsiguientes de laca sobre la superficie metálica. Para esto se conocen baños de tratamiento previo que contienen Cr (VI) , Cr (III) así como también libres de cromato.

• Después de eso se aplica una capa base ("primer") . Comúnmente el espesor de capa seca está en aproximadamente 5 - 8 μm. Para esto se emplean por regla general lacas adecuadas secadas al horno y/o lacas curadas fotoquímicamente.

Sobre la banda metálica así tratada previamente pueden aplicarse, dependiendo del propósito de empleo, una o varias capas de laca de cobertura ("Topcoat") . Esto puede ocurrir aún en la instalación de cobertura de bobina y/o también antes de un punto de tiempo posterior.

En la ilustración 1 se representa esquemáticamente la construcción de capas de una banda metálica revestida de esta forma. Se aplica sobre el metal (1) una capa convencional de tratamiento previo (2) , una capa base (3) así como una o también varias diferentes etapas de laca de cobertura (4) . El revestimiento en dos etapas de la banda metálica con la capa de tratamiento previo (2) y una capa base (3) es muy costoso. Además en el mercado aumenta de manera creciente la demanda por sistemas para la protección contra la corrosión libres de Cr (VI) . De allí que es deseable, en lugar de la capa de tratamiento previo (2) y la capa base orgánica (3) aplicar una única capa integrada de tratamiento previo (2’) , que asuma la fusión de ambas capas. En la ilustración 2 se muestra tal construcción de capas a modo de ejemplo y esquemáticamente. Mediante tal proceso de una etapa, la producción de una banda metálica revestida es claramente simplificada.

En las construcciones metálicas móviles como por ejemplo edificios, puentes, torres de transmisión, tanques de aceite, tuberías, plantas generadoras o plantas químicas naturalmente no pueden aplicarse los revestimientos de protección contra la corrosión como se describió, sino que son extendidos o atomizados comúnmente in situ. El secado y curado de tales revestimientos de protección contra la corrosión ocurre bajo condiciones atmosféricas, por consiguiente a temperatura ambiente así como en presencia de aire y humedad común del aire. Esta clase de protección contra la corrosión es denominada como protección atmosférica contra la corrosión, frecuentemente dependiendo del tipo de carga de corrosión como protección contra la corrosión ligera, media o pesada.

WO 2004/81128 manifiesta el empleo de polímeros que incluyen más de 45 a 100 % en peso de vinilimidazol, para la pasivación de las superficies metálicas. Además los polímeros pueden incluir hasta 50 % en peso de N-vinillactama, compuestos heteroaromáticos de vinilo, vinilésteres o (met) acrilatos C1 a C10 así como 0 a 5 % en peso de monómeros monoetilénicamente insaturados que exhiben grupos ácido.

La EP-A 1 288 338 manifiesta copolímeros de ácido maleico o bien anhídrido maleico y olefinas. A las unidades de ácido maleico pueden subsecuentemente añadirse unidades de grupos funcionales imidazol, en una reacción análoga de polímeros mediante reacción con 1- (3-aminopropil) imidazoles. Los polímeros pueden ser empleados como inhibidores de corrosión en sistemas acuosos.

La JA-70 37034 manifiesta copolímeros de monómeros que exhiben 2 a 40 % en peso de grupos imidazol, 3 a 50 % en peso de monómeros que exhiben grupos carboxilo así como 2 a 50 % en peso de monómeros que exhiben grupos OH. Además pueden estar presentes otros monómeros, por ejemplo acrilatos. Los polímeros pueden ser empleados para revestimientos, en particular en placas de electroinmersión.

La WO 93/07190 manifiesta copolímeros de 1 a 20 % en peso de vinilimidazol y/o dimetilaminopropilmetacrilamida, 0 a 50 % en peso de monómeros que exhiben grupos OH, 0 a 50 % en peso de monómeros que exhiben grupos carboxilo así como 30 a 85 % en peso de otros monómero etilénicamente insaturados. Los copolímeros pueden ser empleados por ejemplo como agentes ligantes en lacas para reparación de autos.

La JP-A 2001-215712 manifiesta copolímeros de monómeros básicos, ácidos así como monómeros derivados de ellos a base de sales de alquil- o bien aril- amonio o fosfonio. En concreto se manifiesta un copolímero de 70 % en peso de Nvinilimidazol, 10 % en peso de ácido metacrílico y 20 % en peso de cloruro de vinilbenciltributilfosfonio así como un copolímero de 50 % en peso de vinilimidazol, 40 % en peso de ácido vinilbencilfosfónico así como 20 % en peso de cloruro de vinilbenciltrietilamonio. No se manifiestan hidrocarburos vinilaromáticos como comonómeros.

La DE-A 25 47 970 manifiesta copolímeros como agentes ligantes para colorantes para pintura los cuales contienen 0, 5 a 5 % en peso de vinilimidazol así como ésteres de ácido metacrílico derivados de ellos, estireno, vinilésteres o etileno.

La DE 1 223 247 manifiesta copolímeros solubles en agua para el encolado de papel, el cual incluye 5 a 95 % en peso de vinilimidazol así como 95 a 5 % en peso de otros comonómeros, por ejemplo ácido acrílico.

La EP 0 699 632 A1 se refiere al empleo de copolímeros para la prevención de la corrosión y deposición en sistemas que conducen fluidos de alta entalpía, donde el fluido de alta entalpía es puesto en contacto con una cantidad eficaz de al menos un copolímero. Tales copolímeros son obtenibles mediante reacción de al menos un monómero vinílicamente insaturado el cual exhibe al menos un grupo carboxilo con al menos un monómero vinílicamente insaturado, el cual exhibe al menos un grupo amino terciario.

La US 5, 483, 004 se refiere a un copolímero de acrilato que contiene grupos amino, grupos carboxilo y dado el caso grupos hidroxilo, donde se produce tal copolímero... [Seguir leyendo]

1. Método para la aplicación sobre superficies metálicas de revestimientos protectores contra la corrosión, en el cual se trata la superficie metálica con una preparación que incluye por lo menos un sistema de agente ligante (A) que puede curar y/o entrelazar, un componente (B) elegido de entre el grupo de materiales de relleno, pigmentos o colorantes finamente divididos, así como un agente polimérico de protección contra la corrosión (C) , caracterizado porque el agente polimérico de protección contra la corrosión es un copolímero (C) que está constituido de los siguientes módulos constitutivos monoméricos:

(C1) 25 a 65 % en peso de N-vinilimidazol,

(C2) 15 a 45 % en peso de por lo menos un monómero monoetilénicamente insaturado, que incluye por lo menos un grupo ácido,

(C3) 15 a 45 % en peso de por lo menos un hidrocarburo aromático monoetilénicamente insaturados así como (C4) opcionalmente 0 a 15 % en peso de otros monómeros monoetilénicamente insaturados diferentes de (C1) a (C3) ,

donde en cada caso la cantidad está referida a la cantidad total de todas las unidades modulares monoméricas en el copolímero.

2. Método según la reivindicación 1, caracterizado porque es el monómero (C3) es estireno.

3. Método según la reivindicación 1 o 2, caracterizado porque los grupos ácidos del monómero (C2) son por lo menos uno elegido de entre el grupo de grupos carboxilo, grupos ácido fosfórico, grupos ácido fosfónico y grupos ácido sulfónico.

4. Método según una de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizado porque los grupos ácido están total o parcialmente neutralizados.

5. Método según una de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizado porque la cantidad de monómero (C1) es 30 a 60 % en peso, de monómero (C2) es 20 a 40 % en peso y de monómero (C3) es 20 a 40 % en peso.

6. Método según una de las reivindicaciones 1 a 5, caracterizado porque está presente por lo menos un monómero (C4) en una cantidad de 1 a 15 % en peso.

7. Método según la reivindicación 6, caracterizado porque el monómero (C4) es un monómero monoetilénicamente insaturado que incluye grupos OH.

8. Método según una de las reivindicaciones 1 a 7, caracterizado porque la superficie metálica es la superficie de acero, zinc o aleaciones de zinc, aluminio o aleaciones de aluminio.

9. Método según una de las reivindicaciones 1 a 8, caracterizado porque es un método para la aplicación de capas integradas de tratamiento previo con un espesor de 1 a 25 μm, que incluye por lo menos las etapas

(1’) aplicación sobre la superficie metálica de una preparación que puede entrelazar, donde la preparación incluye por lo menos

(A) 20 a 70 % en peso de por lo menos un sistema de agente ligante (A’) que puede entrelazar térmicamente y/o por vía fotoquímica,

(B) 20 a 70 % en peso de por lo menos un material de relleno inorgánico finamente dividido (B’) con un tamaño promedio de partícula inferior a 10 μm,

(C) 0, 25 a 40 % en peso del copolímero (C) , así como

(D) un solvente (D’) ,

con la condición de que los datos de % en peso se refieran a la suma de todos los componentes con excepción del solvente, así como (2’) entrelazamiento térmico y/o fotoquímico de la capa aplicada.

10. Método según la reivindicación 9, caracterizado porque los grupos ácidos del monómero (C2) son grupos ácido fosfórico y/o ácido fosfónico.

11. Método según la reivindicación 10, caracterizado porque el monómero (C2) es ácido vinilfosfónico.

12. Método según una de las reivindicaciones 9 a 11, caracterizado porque la superficie metálica es la superficie de acero galvanizado electrolíticamente o galvanizado en caliente.

13. Método según una de las reivindicaciones 9 a 12, caracterizado porque la superficie metálica es la superficie de un metal en banda, y se ejecuta la aplicación de la capa integrada de tratamiento previo por medio de un método continuo.

14. Método según la reivindicación 13, caracterizado porque se realiza el revestimiento por medio de un método de rodillos, atomización o inmersión.

15. Método según una de las reivindicaciones 9 a 14, caracterizado porque en una etapa adicional de limpieza (0) se limpia la superficie metálica antes del revestimiento con la preparación.

16. Método según una de las reivindicaciones 9 a 15, caracterizado porque el entrelazamiento es ejecutado térmicamente y se emplea el sistema de agente ligante elegido de entre el grupo de los poliésteres (A1’) , resinas de epóxido (A2’) , poliuretanos (A3’) o poliacrilatos (A4’) así como por lo menos un agente entrelazante adicional.

17. Método según la reivindicación 16, caracterizado porque el agente entrelazante es un isocianato bloqueado o una resina reactiva de melamina.

18. Método según la reivindicación 16 o 17, caracterizado porque el entrelazamiento se realiza a una temperatura de 100°C a 250°C.

19. Método según una de las reivindicaciones 9 a 18, caracterizado porque el espesor de la capa integrada de tratamiento previo es de 3 a 15 μm.

20. Cuerpo moldeado con una superficie metálica que está revestida con la capa integrada de tratamiento previo con un espesor de 1 a 25 μm, obtenible mediante un método según una de las reivindicaciones 9 a 18.

21. Cuerpo moldeado según la reivindicación 20, caracterizado porque la superficie metálica es acero, zinc o aleaciones de zinc, aluminio o aleaciones de aluminio.

22. Cuerpo moldeado según la reivindicación 21, caracterizado porque la capa integrada de tratamiento previo es aún sobrelacada con una o varias capas de laca.

23. Cuerpo moldeado según la reivindicación 22, caracterizado porque el cuerpo moldeado es una carrocería de automóvil

o una parte de carrocería.

24. Cuerpo moldeado según la reivindicación 23, caracterizado porque el cuerpo moldeado es un componente para revestimiento.

25. Método según una de las reivindicaciones 1 a 8, caracterizado porque es un método para la protección atmosférica contra la corrosión, en el cual se aplica una capa de protección contra la corrosión con un espesor de por lo menos 15 μm, que incluye por lo menos las siguientes etapas

(1 ") aplicación de una preparación que puede curar bajo condiciones atmosféricas sobre la superficie metálica brillante o previamente revestida, donde la preparación incluye por lo menos

(A) 15 a 70 % en peso de por lo menos un sistema de agente ligante (A") que puede curar bajo condiciones atmosféricas,

(B) 1 a 70 % en peso de por lo menos un componente (B") elegido de entre el grupo de materiales de relleno, pigmentos o colorantes finamente divididos,

(C) 0, 1 a 40 % en peso del copolímero (C) , así como

(D) 5 a 83, 9 % en peso de por lo menos un solvente (D") ,

donde las cantidades están referidas en cada caso a la cantidad total de todos los componentes de la formulación, así como (2") curado de la capa aplicada bajo condiciones atmosféricas.

26. Método según la reivindicación 25, caracterizado porque los grupos ácido de monómero (C2) son grupos carboxilo y/o ácido sulfónico.

27. Método según la reivindicación 26, caracterizado porque el monómero (C2) es ácido itacónico.

28. Método según una de las reivindicaciones 25 a 27, caracterizado porque el sistema de agente ligante es por lo menos

uno elegido de entre el grupo de dispersiones acuosas o predominantemente acuosas de poliacrilatos o bien copolímeros de estireno-acrilato (A1") , polímeros de estireno-alcadieno (A2") , poliuretanos (A3") o resinas alquídicas (A4") .

29. Método según una de las reivindicaciones 25 a 28, caracterizado porque las superficies metálicas son estructuras metálicas o construcciones metálicas.

30. Método según la reivindicación 29, caracterizado porque se trata de superficies de puentes, torres de transmisión, tanques, contenedores, plantas químicas, edificios, techos, tubos, uniones, bridas, botes, grúas, postes o paredes de tablestacas.

31. Método según una de las reivindicaciones 25 a 30, caracterizado porque el espesor de capa de la capa curada es por lo menos 25 μm.

32. Copolímero que incluye por lo menos tres diferentes unidades de monómero, caracterizado porque el copolímero está constituido de los siguientes bloques constituyentes monoméricos:

(C1) 25 a 65 % en peso de N-vinilimidazol, (C2) 15 a 45 % en peso de por lo menos un monómero monoetilénicamente insaturado que incluye por lo menos un grupo ácido,

(C3) 15 a 45 % en peso de por lo menos un hidrocarburo aromático monoetilénicamente insaturadosasí como (C4) opcionalmente 0 a 15 % en peso de otros monómeros monoetilénicamente insaturados diferentes de (C1) a (C3) , donde la cantidad está referida en cada caso a la cantidad total de todas las unidades modulares monoméricas en el copolímero.

33. Copolímero según la reivindicación 32, caracterizado porque es el monómero (C3) es estireno.

34. Copolímero según una de las reivindicaciones 32 o 33, caracterizado porque el grupo ácido del monómero (C2) es por lo menos uno elegido de entre el grupo de grupos carboxilo, grupos ácido fosfórico, grupos ácido fosfónico y grupos ácido sulfónico.

35. Copolímero según la reivindicación 34, caracterizado porque los grupos ácido del monómero (C2) son grupos ácido fosfórico y/o grupos ácido fosfónico.

36. Copolímero según la reivindicación 35, caracterizado porque el monómero (C2) es ácido vinilfosfónico.

37. Copolímero según la reivindicación 34, caracterizado porque los grupos ácido del monómero (C2) son grupos carboxilo y/o grupos ácido sulfónico.

38. Copolímero según la reivindicación 37, caracterizado porque el monómero (C2) es ácido itacónico.

39. Copolímero según una de las reivindicaciones 32 a 38, caracterizado porque los grupos ácido están total o parcialmente neutralizados.

40. Copolímero según una de las reivindicaciones 32 a 39, caracterizado porque la cantidad de monómero (C1) es 30 a 60 % en peso, la cantidad de monómero (C2) es 20 a 40 % en peso y la cantidad de monómero (C3) es 20 a 40 % en peso.

41. Copolímero según una de las reivindicaciones 32 a 40, caracterizado porque está presente por lo menos un monómero (C4) en una cantidad de 1 a 15 % en peso.

42. Copolímero según la reivindicación 41, caracterizado porque el monómero (C4) es un monómero monoetilénicamente insaturado que incluye grupos OH.

43. Preparación para la aplicación a superficies metálicas de revestimientos protectores contra la corrosión, que incluye por lo menos un sistema de agente ligante (A) que puede ser curado o entrelazar, un componente (B) elegido de entre el grupo de materiales de relleno, pigmentos o colorantes finamente divididos, así como un agente polimérico de protección contra la corrosión (C) , caracterizado porque el agente de protección contra la corrosión es un copolímero (C) según una de las reivindicaciones 32 a 42.

44. Preparación según la reivindicación 43 para la aplicación de capas integradas de tratamiento previo que incluyen por lo menos los siguientes componentes:

(A) 20 a 70 % en peso de por lo menos un sistema de agente ligante (A’) que puede entrelazar térmicamente y/o por vía fotoquímica,

(B) 20 a 70 % en peso de por lo menos un material de relleno inorgánico finamente dividido (B’) con un tamaño promedio de partícula inferior a 10 μm,

(C) 0, 25 a 40 % en peso del copolímero (C) , así como

(D) un solvente, con la condición de que los datos de % en peso se refieren a la suma de todos los componentes con excepción del solvente.

45. Preparación según la reivindicación 43 para la aplicación de revestimientos protectores contra la corrosión sobre superficies metálicas para la protección atmosférica contra la corrosión, que incluye por lo menos los siguientes componentes:

(A) 15 a 70 % en peso de por lo menos un sistema de agente ligante (A") que puede curar bajo condiciones atmosféricas,

(B) 1 a 70 % en peso de por lo menos un componente (B") elegido de entre el grupo de materiales de relleno, pigmentos o colorantes finamente divididos,

(C) 0, 1 a 40 % en peso del copolímero (C) , así como

(D) 5 a 83, 9 % en peso de por lo menos un solvente (D") , donde las cantidades están referidas en cada caso al total de todos los componentes de la formulación.

Ilustración 3: Fotografía de las superficies de muestra de la muestra cero y lacas, con la 4, 6 y 7 (de izquierda a derecha)

Muestra cero Polímero 4 Polímero 6 Polímero 7