Procedimientos para el revestimiento de un sustrato metálico y sustratos revestidos relacionados.

Un procedimiento para el revestimiento de un sustrato metálico,

que comprende:

(a) poner en contacto al menos una parte del sustrato metálico con una composición de pretratamiento quecomprende:

(i) una fuente de un metal del grupo IIIB y/o de un metal del grupo IVB, y

(ii) una fuente de cobre; y a continuación

(b) poner en contacto al menos una parte del sustrato metálico con una composición que comprende

(i) una resina de formación de película, y

(ii) una fuente de itrio.

Tipo: Patente Internacional (Tratado de Cooperación de Patentes). Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: PCT/US2007/086935.

Solicitante: PPG INDUSTRIES OHIO, INC..

Nacionalidad solicitante: Estados Unidos de América.

Dirección: 3800 WEST 143RD STREET CLEVELAND, OH 44111 ESTADOS UNIDOS DE AMERICA.

Inventor/es: KARABIN, RICHARD F., RAKIEWICZ, EDWARD F., MCMURDIE, NEIL, D., MCMILLEN,MARK W, MILES,MICHELLE S.

Fecha de Publicación: .

Clasificación Internacional de Patentes:

  • B05D7/16 SECCION B — TECNICAS INDUSTRIALES DIVERSAS; TRANSPORTES.B05 PULVERIZACION O ATOMIZACION EN GENERAL; APLICACION DE LIQUIDOS U OTRAS MATERIAS FLUIDAS A SUPERFICIES, EN GENERAL.B05D PROCEDIMIENTOS PARA APLICAR LIQUIDOS U OTRAS MATERIAS FLUIDAS A SUPERFICIES, EN GENERAL (transporte de objetos en los baños de líquidos B65G, p. ej.. B65G 49/02). › B05D 7/00 Procedimientos, distintos al "flocage", especialmente adaptados para aplicar líquidos u otros materiales fluidos, a superficies especiales, o para aplicar líquidos u otros materiales fluidos, particulares. › utilizando lacas o barnices sintéticos.
  • C09D5/08 SECCION C — QUIMICA; METALURGIA.C09 COLORANTES; PINTURAS; PULIMENTOS; RESINAS NATURALES; ADHESIVOS; COMPOSICIONES NO PREVISTAS EN OTRO LUGAR; APLICACIONES DE LOS MATERIALES NO PREVISTAS EN OTRO LUGAR.C09D COMPOSICIONES DE REVESTIMIENTO, p. ej. PINTURAS, BARNICES, LACAS; EMPLASTES; PRODUCTOS QUIMICOS PARA LEVANTAR LA PINTURA O LA TINTA; TINTAS; CORRECTORES LIQUIDOS; COLORANTES PARA MADERA; PRODUCTOS SOLIDOS O PASTOSOS PARA ILUMINACION O IMPRESION; EMPLEO DE MATERIALES PARA ESTE EFECTO (cosméticos A61K; procedimientos para aplicar líquidos u otros materiales fluidos a las superficies, en general B05D; coloración de madera B27K 5/02; vidriados o esmaltes vitreos C03C; resinas naturales, pulimento francés, aceites secantes, secantes, trementina, per se , C09F; composiciones de productos para pulir distintos del pulimento francés, cera para esquíes C09G; adhesivos o empleo de materiales como adhesivos C09J; materiales para sellar o guarnecer juntas o cubiertas C09K 3/10; materiales para detener las fugas C09K 3/12; procedimientos para la preparación electrolítica o electroforética de revestimientos C25D). › C09D 5/00 Composiciones de revestimiento, p. ej. pinturas, barnices o lacas, caracterizados por su naturaleza física o por los efectos que producen; Emplastes. › Pinturas anticorrosivas.
  • C09D5/44 C09D 5/00 […] › para aplicaciones electroforéticas (C09D 5/46 tiene prioridad; procesos de revestimiento por electroforesis C25D 13/00).
  • C23C22/34 C […] › 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.
  • C25D13/02 C […] › C25 PROCESOS ELECTROLITICOS O ELECTROFORETICOS; SUS APARATOS.C25D PROCESOS PARA LA PRODUCCION ELECTROLITICA O ELECTROFORETICA DE REVESTIMIENTOS; GALVANOPLASTIA (fabricación de circuitos impresos por deposición metálica H05K 3/18 ); UNION DE PIEZAS POR ELECTROLISIS; SUS APARATOS (protección anódica o catódica C23F 13/00; crecimiento de monocristales C30B). › C25D 13/00 Revestimientos electroforéticos caracterizados por el proceso (C25D 15/00 tiene prioridad; composiciones para revestimientos electroforéticos C09D 5/44). › con material inorgánico.
  • C25D13/04 C25D 13/00 […] › con material orgánico.
  • C25D13/20 C25D 13/00 […] › Pretratamiento.
  • C25D15/02 C25D […] › C25D 15/00 Producción electrolítica o electroforética de revestimientos que contienen materiales incorporados, p. ej. partículas, laminillas, hilos. › Procesos combinados electrolíticos y electroforéticos.

PDF original: ES-2403100_T3.pdf

 


Fragmento de la descripción:

Procedimientos para el revestimiento de un sustrato metálico y sustratos revestidos relacionados Campo de la invención La presente invención se refiere a procedimientos para la aplicación de un revestimiento que contiene itrio a un sustrato metálico, incluyendo sustratos ferrosos, tales como acero laminado en frío y acero electrogalvanizado. La presente invención también se refiere a los sustratos revestidos producidos de ese modo.

Información de antecedentes El pretratamiento de sustratos metálicos con revestimientos de conversión de fosfato y aclarados que contienen cromo se ha usado convencionalmente durante largo tiempo para proporcionar resistencia a la corrosión. Para maximizar la resistencia a la corrosión sobre los sustratos de acero, se formulan a menudo composiciones de electrodeposición catiónica de plomo en forma de pigmento o de sal de plomo soluble y se aplican sobre sustratos pretratados (fosfatados y aclarados con cromo) . Las desventajas asociadas con la fosfatación incluyen la cantidad de espacio de la planta necesario para el procesamiento debido a las numerosas etapas (habitualmente de once a veinticinco) ; el elevado coste de capital; y la generación de corrientes de residuos que contienen metales pesados, lo que requiere un desechado y un tratamiento caros. Además, el plomo y el cromo usados en la composición electrodepositable pueden causar problemas medioambientales. El plomo puede estar presente en las aguas residuales de los procedimientos de electrodeposición y el cromo puede estar presente en las aguas residuales de los procedimientos de pretratamiento, y estos metales necesitan retirarse y desecharse de forma segura, lo que de nuevo requiere procedimientos de tratamiento de residuos caros. El documento WO 00/64991 desvela una composición de baño de electrodeposición que comprende una fase resinosa dispersada en un medio acuoso y al menos una fuente de itrio en una cantidad de aproximadamente 10 a 10.000 ppm de itrio total basado en el peso del baño de electrodeposición.

Para paliar al menos alguna de las desventajas anteriores, se han desarrollado composiciones alternativas de pretratamiento no basadas en fosfato. Por ejemplo, las composiciones de pretratamiento basadas en un compuesto metálico del grupo IIIB y/o IVB se están convirtiendo en frecuentes recientemente. Además, se han desarrollado composiciones electrodepositables sin plomo que contienen itrio para mejorar la resistencia a la corrosión de sustratos metálicos electrorevestidos, particularmente cuando el sustrato metálico está sin tratar. Se cree, sin embargo, que las composiciones de pretratamiento basadas en un compuesto metálico del grupo IIIB y/o IVB y las composiciones electrodepositables sin plomo que contienen itrio no se han usado en combinación.

En consecuencia, sería deseable proporcionar un procedimiento para proporcionar un revestimiento que contenga itrio sobre un sustrato que use una composición de pretratamiento basada en un compuesto metálico del grupo IIIB o IVB. Más particularmente, sería deseable proporcionar un procedimiento tal que el sistema de revestimiento resultante, en al menos algunos casos, exhiba propiedades de adhesión excelentes entre la composición de pretratamiento y el revestimiento que contiene itrio.

Sumario de la invención En ciertos aspectos, la presente invención se refiere a procedimientos para el revestimiento de un sustrato metálico. Estos procedimientos comprenden (a) poner en contacto al menos una parte del sustrato metálico con una composición de pretratamiento que comprende (i) una fuente de un metal del grupo IIIB y/o de un metal del grupo IVB, y (ii) una fuente de cobre; y a continuación (b) poner el contacto al menos una parte del sustrato metálico con una composición que comprende (i) una resina de formación de película, y (ii) una fuente de itrio.

En otros aspectos, la presente invención se refiere a procedimientos para el revestimiento de un sustrato metálico que comprenden (a) poner en contacto al menos una parte del sustrato metálico con una composición de pretratamiento que comprende (i) una fuente de un metal del grupo IIIB y/o de un metal del grupo IVB; y (ii) una fuente de cobre; y a continuación (b) electrorevestir al menos una parte del sustrato metálico con una composición de revestimiento electrodepositable curable que comprende (i) una resina de formación de película, y (ii) una fuente de itrio.

La presente invención también se refiere a sustratos metálicos revestidos. Estos sustratos comprenden: (a) un revestimiento de pretratamiento formado a partir de una composición de pretratamiento que comprende (i) una fuente de un metal del grupo IIIB y/o de un metal del grupo IVB; y (ii) una fuente de cobre; y (b) un revestimiento depositado sobre al menos una parte del revestimiento de pretratamiento que se forma a partir de una composición que comprende (i) una resina de formación de película y (ii) una fuente de itrio.

Descripción detallada de la invención Para los fines de la siguiente descripción detallada, se debe entender que la invención puede suponer diversas variaciones y secuencias de etapas alternativas, excepto cuando se especifique expresamente lo contrario. Además, aparte de cualquier ejemplo de operación, o cuando se indique otra cosa, todos los números que expresan, por

ejemplo, cantidades de ingredientes usados en la memoria descriptiva y en las reivindicaciones se entiende que están modificados en todos los ejemplos con el término "aproximadamente". Por consiguiente, a menos que se indique lo contrario, los parámetros numéricos establecidos en la siguiente memoria descriptiva y en las reivindicaciones anexas son aproximaciones que pueden variar dependiendo de las propiedades deseadas que se van a obtener mediante la presente invención. Como mínimo, y no como un intento de limitar la aplicación de la doctrina de equivalentes al ámbito de las reivindicaciones, cada parámetro numérico se debería interpretar al menos a la luz del número de cifras significativas indicadas y por aplicación de las técnicas habituales de redondeo.

A pesar de que los intervalos y parámetros numéricos expuestos en el amplio ámbito de la invención son aproximaciones, los valores numéricos expuestos en los ejemplos específicos se informan de forma tan precisa como sea posible. Cualquier valor numérico, sin embargo, contiene inherentemente ciertos errores que resultan necesariamente de la desviación típica hallada en sus respectivas medidas de ensayo.

Además, se debería entender que cualquier intervalo numérico enumerado en el presente documento pretende incluir todos los subintervalos subsumidos en el mismo. Por ejemplo, un intervalo de "1 a 10" pretende incluir todos los intervalos entre (e incluyendo) el valor mínimo indicado de 1 y el valor máximo indicado de 10, es decir, que tengan un valor mínimo mayor igual que 1 y un valor máximo menor o igual que 10.

En la presente solicitud, el uso del singular incluye el plural y el plural incluye el singular, a menos que se indique específicamente otra cosa. Además, en la presente solicitud, el uso de "o" significa "y/o" a menos que se indique específicamente otra cosa, incluso aunque "y/o" se pueda usar explícitamente en ciertos ejemplos.

Como se ha mencionado anteriormente, ciertas realizaciones de la presente invención se dirigen a procedimientos para el revestimiento de un sustrato metálico. Los sustratos metálicos adecuados para su uso en la presente invención incluyen los que se usan a menudo en el ensamblaje de cuerpos de automoción, piezas de automoción, y otros artículos, tales como pequeñas piezas metálicas, incluyendo cierres, es decir, tuercas, cerrojos, tornillos, clavijas, clavos, grapas, botones, y similares. Los ejemplos específicos de sustratos metálicos adecuados incluyen, pero no se limitan a, acero laminado en frío, acero laminado en caliente, acero revestido con cinc metálico, compuestos de cinc, o aleaciones de cinc, tales como acero electrogalvanizado, acero galvanizado sumergido caliente, acero galvanizado y recocido, y acero metalizado con aleación de cinc. También se pueden usar sustratos de aleaciones de aluminio, acero metalizado con aluminio y acero metalizado con aleación de aluminio. Otros metales no ferrosos adecuados incluyen cobre y magnesio, así como las aleaciones de estos materiales. Además, el sustrato metálico desnudo que se va a revestir mediante los procedimientos de la presente invención puede ser un borde cortado de un sustrato que se trata y/o se reviste de otro modo sobre el resto de su superficie. El sustrato metálico revestido de acuerdo con los procedimientos de la presente invención puede estar en forma de, por ejemplo, una lámina de metal o una pieza fabricada.... [Seguir leyendo]

 


Reivindicaciones:

1. Un procedimiento para el revestimiento de un sustrato metálico, que comprende:

(a) poner en contacto al menos una parte del sustrato metálico con una composición de pretratamiento que comprende:

(i) una fuente de un metal del grupo IIIB y/o de un metal del grupo IVB, y

(ii) una fuente de cobre; y a continuación

(b) poner en contacto al menos una parte del sustrato metálico con una composición que comprende

(i) una resina de formación de película, y

(ii) una fuente de itrio.

2. El procedimiento de la reivindicación 1, en el que el sustrato metálico se selecciona entre el grupo que consiste en acero laminado en frío, acero laminado en caliente, acero electrogalvanizado, acero galvanizado sumergido en caliente, acero galvanizado y recocido, acero metalizado con aleación de cinc, aleación de aluminio, acero metalizado con aluminio, acero metalizado con aleación de aluminio, y magnesio o una aleación del mismo.

3. El procedimiento de la reivindicación 1, en el que la composición de pretratamiento comprende un vehículo que comprende un medio acuoso.

4. El procedimiento de la reivindicación 1, en el que la fuente del metal del grupo IIIB y/o del metal del grupo IVB comprende un compuesto metálico del grupo IIIB y/o IVB que es un compuesto de zirconio, preferentemente ácido hexafluorozircónico; titanio, hafnio: itrio; cerio; o una mezcla de los mismos.

5. El procedimiento de la reivindicación 1, en el que el metal del grupo IIIB y/o el metal del grupo IVB están presentes en la composición de pretratamiento en una cantidad de 10 a 5000 partes por millón de metal, basado en el peso total de los ingredientes de la composición.

6. El procedimiento de la reivindicación 1, en el que la fuente de cobre de la composición de pretratamiento es un compuesto de cobre soluble en agua.

7. El procedimiento de la reivindicación 1, en el que se incluye cobre en la composición de pretratamiento en una cantidad de aproximadamente 0, 1 a 5.000 partes por millón de cobre total medido como cobre elemental, basado en el peso total de los ingredientes de la composición.

8. El procedimiento de la reivindicación 1, en el que el procedimiento no incluye la etapa de depositar una película de fosfato.

9. El procedimiento de la reivindicación 1, en el que la etapa (b) de puesta en contacto comprende una etapa de electrorrevestimiento en la que se deposita una composición electrodepositable sobre el sustrato metálico por electrodeposición en la que la composición electrodepositable comprende preferentemente una fase resinosa dispersa en un medio acuoso en la que la fase resinosa comprende: (a) una resina electrodepositable catiónica que contiene grupos de hidrógeno activo, y (b) un agente de curado que tiene grupos funcionales reactivos con los grupos de hidrógeno activo de (a) .

10. El procedimiento de la reivindicación 1, en el que el itrio está presente en la composición puesta en contacto con el sustrato en la etapa (b) en una cantidad de aproximadamente 10 a 10.000 partes por millón de itrio total medido como itrio elemental, basado en el peso total de los ingredientes de la composición.

11. El procedimiento de la reivindicación 1, en el que la composición puesta en contacto con el sustrato en la etapa

(b) está básicamente libre de plomo.

12. El procedimiento de la reivindicación 1, en el que la fuente de itrio se selecciona entre el grupo que consiste en acetato de itrio, cloruro de itrio, formiato de itrio, carbonato de itrio, sulfamato de itrio, lactato de itrio, nitrato de itrio, óxido de itrio, bromuro de itrio, hidróxido de itrio, molibdato de itrio, sulfato de itrio, silicato de itrio, oxalato de itrio y una mezcla de los mismos.

13. Un sustrato metálico revestido que comprende:

(a) un revestimiento de pretratamiento formado a partir de una composición de pretratamiento que comprende:

(i) una fuente de un metal del grupo IIIB y/o de un metal del grupo IVB; y

(ii) una fuente de cobre; y

(b) un revestimiento depositado sobre al menos una parte del revestimiento de pretratamiento que se forma a partir de una composición que comprende:

(i) una resina de formación de película; y

(ii) una fuente de itrio.

14. El sustrato de la reivindicación 13, en el que el sustrato metálico se define en la reivindicación 2, o la cantidad del metal del grupo IIIB y/o del metal del grupo IVB se define como en la reivindicación 5, o la cantidad de cobre se define como en la reivindicación 7, o la cantidad de itrio se define como en la reivindicación 10.

15. El sustrato de la reivindicación 13, en el que el sustrato se selecciona entre el grupo que consiste en un cuerpo de automoción, una pieza de automoción y un cierre.


 

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