Procedimiento para la preparación de un aglutinante para el recubrimiento de superficies conductoras.

Procedimiento para la preparación de un aglutinante con los pasos de:

- preparar una mezcla de al menos dos metilalcoxisilanos, al menos dos fenilalcoxisilanos y al menos unaminosilano, utilizándose metilalcoxisilanos y fenilalcoxisilanos en una relación molar de 1,5 : 1 a 2 : 1 yutilizándose fenilalcoxisilanos y aminosilano en una relación molar de 1 : 0,20 a 1 : 0,50, e

- hidrólisis de los silanos por adición de agua en una relación de agua a fenilalcoxisilano de 1 : 0,075 a 1 :0,15.

Procedimiento para la preparación de un aglutinante para el recubrimiento de superficies conductoras La invención se refiere a un procedimiento para la preparación de un aglutinante para el recubrimiento de superficies conductoras Para los recubrimientos típicos para superficies conductoras, como los que se utilizan p.ej. para la producción de recubrimientos sobre piezas de trabajo para la industria del automóvil, se cuenta con agentes de recubrimiento líquidos que contienen al menos un aglutinante que es conductor en forma acuosa neutralizada. Estos agentes de recubrimiento se utilizan para el procedimiento de lacado por inmersión catódico (procedimiento KTL, kathodischen Tauchlackierung, en alemán) . Las piezas de trabajo con superficies conductoras, la mayoría metálicas, se introducen en baños de inmersión con los agentes de recubrimiento líquidos conductores. Las piezas de trabajo se conectan como cátodo, separados espacialmente de ellas en el baño de inmersión están dispuestos ánodos. Se aplica una tensión, el agente de recubrimiento se deposita en el cátodo, es decir sobre la superficie de la pieza de trabajo a recubrir. Se trata en la mayoría de los casos de piezas de trabajo metálicas, pero también pueden ser piezas de trabajo no metálicas provistas de una superficie conductora. Después de que el recubrimiento esté formado, la pieza de trabajo se retira del baño de inmersión. Los recubrimientos conocidos que pueden aplicarse de este modo por el procedimiento KTL se basan en agentes de recubrimiento con carbono como componente esencial de los compuestos mediante los que se constituye la red que forma el recubrimiento. Las propiedades de los recubrimientos están pues predeterminadas por redes basadas en carbono.

Son igualmente conocidos los llamados procedimientos de recubrimiento sol-gel. A este respecto se hacen reaccionar compuestos organometálicos hidrolizables mayoritariamente de manera controlada con poco agua. Reacción controlada significa que el proceso no se finaliza por precipitación de productos finales insolubles (p.ej. dióxido de silicio) , sino que previamente se llega a la detención. Se forma un sol, es decir una solución coloidal, que contiene los productos intermedios en forma de unidades de escala nanométrica. Como productos de partida sirven cloruros y preferentemente alcóxidos, la mayoría de los elementos silicio, titanio, zirconio, aluminio o cinc. Se recubre por aplicación del sol, es decir el compuesto de partida anteriormente descrito disuelto coloidalmente en agua o disolvente. La mayoría de las veces la pieza de trabajo se sumerge en el sol. La formación de gel y la subsiguiente reticulación, mediante la que se configura la propia capa protectora con plena capacidad funcional, se realiza eliminando el disolvente (p.ej. por evaporación o secado) y por horneado subsiguiente. La gran sensibilidad del sol frente al agua, que desencadena otra hidrólisis no deseada, limitan sin embargo la utilización de este procedimiento en la práctica.

El documento DE-PS 36 13 384 (Wacker) da a conocer un procedimiento para la fabricación de un aglutinante conductor. Para la fabricación del aglutinante se utilizan sin embargo compuestos que contienen cloro que son tanto problemáticos en el procesamiento de las substancias de partida como limitados en su uso. Además solo pueden producirse recubrimientos muy gruesos. La exigencia del recubrimiento de componentes con dimensiones exactas requiere sin embargo por regla general un espesor de capa, es decir una película seca, inferior a 50 !m.

El documento WO 2008/088492 da a conocer un procedimiento para la fabricación de un aglutinante a partir de metilsilanos, incluyendo un aminometilsilano.

Existe por consiguiente la necesidad de recubrimientos que puedan depositarse sobre superficies conductoras y de agentes de recubrimiento cuyas propiedades no estén limitadas porque su átomo de enlace más importante o central sea carbono. Es por consiguiente objetivo de la invención proporcionar un agente de recubrimiento y proponer un recubrimiento que pueda depositarse electrolíticamente sobre superficies conductoras a partir de baños de inmersión con un espesor de película seca inferior a 50 !m y cuyo átomo de enlace más importante o central no sea carbono.

Este objetivo se alcanza con un procedimiento conforme a la reivindicación 1 y con un aglutinante conforme a la reivindicación 9. Conforme a la invención se propone un compuesto de siloxano que contiene un grupo amino. El compuesto de siloxano carece de cloro. Mediante el grupo amino se forma en el compuesto de siloxano tras neutralización en solución acuosa suficiente carga, de modo que el aglutinante puede depositarse sin más sobre superficies metálicas, por ejemplo en un baño de inmersión catódico. Un caso de aplicación típico para el aglutinante conforme a la invención es la deposición de un sellado (de un topcoat) sobre una superficie conductora

o metálica de una pieza de trabajo. El enlace, que es decisivo para la construcción de la red polimérica, es conforme a la invención un enlace basado en un átomo de silicio, mayormente un enlace Si-O. Este tipo de enlace

o la red que se forma con el mismo presenta propiedades diferentas a las de una red basada en enlaces de carbono. Los recubrimientos elaborados con el agente de recubrimiento conforme a la invención tienen

correspondientemente distintas propiedades.

La síntesis de los aglutinantes conforme a la invención se realiza análogamente a la siguiente ecuación de reacción:

Típicamente también puede elegirse la síntesis siguiente:

siendo aquí

R restos alquilo o arilo, p.ej. un grupo metilo o fenilo R’ y R” restos alquilo Et resto etilo O-R* resto alcoxi, preferentemente resto etoxi o metoxi m un valor de 3 a 6, preferentemente un valor de 4 a 5

n un valor de 3 a 6, preferentemente un valor de 4 a 5

o un valor de 1 a 3, preferentemente un valor de 1 a 2

Para un compuesto de siloxano conforme a la invención preferido con un peso molecular de aprox. 1300 g/mol pueden adoptarse valores que ascienden para m = 4, 7, n = 4, 5 y o = 1, 2.

El compuesto de siloxano conforme a la invención para el recubrimiento de superficies conductoras se prepara con los pasos de: preparar una mezcla de al menos cinco alcoxisilanos, de ellos al menos dos metilalcoxisilanos, al menos dos fenilalcoxisilanos y al menos un aminoalcoxisilano, utilizándose metilalcoxisilanos y fenilalcoxisilanos en una relación molar de 1, 5 : 1 a 2 : 1 y utilizándose fenilalcoxisilanos y aminoalcoxisilano en una relación molar de 1 : 0, 20 a 1 : 0, 50, y realizándose la hidrólisis de los silanos por adición de agua en una relación molar de agua a fenilalcoxisilano de 1 : 0, 075 a 1 : 0, 15.

La relación molar de metilalcoxisilanos a fenilalcoxisilanos se ajusta preferiblemente en un intervalo de 1, 5 : 1 a 1, 7 : 1, preferentemente en un intervalo de 1, 55 : 1 a 1, 65 : 1. La relación molar de metilalcoxisilanos a

fenilalcoxisilanos determina, junto con el agua añadida, esencialmente el peso molecular del compuesto de siloxano conforme a la invención.

Son adecuados alcoxisilanos de la forma general R2Si (OR’) 2 y RSi (OR’) 3 con R = resto metilo o fenilo así como R’ = resto metilo o etilo. Estos pueden mezclarse en primer lugar discrecionalmente entre sí, pues por regla general son solubles entre sí.

La relación molar de fenilalcoxisilano a aminoalcoxisilano se ajusta en un intervalo de 1 : 0, 20 a 1 : 0, 50, preferentemente de 1 : 0, 30 a 1 : 0, 40. El aminoalcoxisilano es esencial para la invención. Mediante el aminoalcoxisilano se establece (tras neutralización con ácido en solución acuosa) la carga necesaria en la molécula de siloxano para la deposición catódica. El aminoalcoxisilano es un aducto de una amina que se hace reaccionar con un alcoxisilano que contiene grupos alcoxi. Aminas que junto con un alcoxisilano que contiene grupos epoxi pueden formar un aducto (aminoalcoxisilano) adecuadas son entre otras: una cetimina de dietilentriamina y metilisobutilcetona, N-metiletanolamina, una mezcla de la cetimina antes indicada (25%) y de la N-metiletanolamina (75%) , morfolina, di-n-propilamina, diisopropilamina, N-etiletanolamina y N-butiletanolamina. Como alcoxisilano puede utilizarse p.ej. conforme a la fórmula estructural 3 precedente glicidiloxipropiltrietoxisilano (nombre comercial p.ej.: GLYEO) , pero también 3 glicidiloxipropiltrimetoxisilano.

El agua se ajusta conforme a la invención en una relación molar de 1 : 0, 075 a 1 : 0, 15 de agua a fenilalcoxisilano. Preferentemente se ajusta una relación molar de 1 : 0, 105 a 1 : 0, 125, con especial preferencia de 1 :... [Seguir leyendo]

1. Procedimiento para la preparación de un aglutinante con los pasos de:

-preparar una mezcla de al menos dos metilalcoxisilanos, al menos dos fenilalcoxisilanos y al menos un aminosilano, utilizándose metilalcoxisilanos y fenilalcoxisilanos en una relación molar de 1, 5 : 1 a 2 : 1 y utilizándose fenilalcoxisilanos y aminosilano en una relación molar de 1 : 0, 20 a 1 : 0, 50, e

-hidrólisis de los silanos por adición de agua en una relación de agua a fenilalcoxisilano de 1 : 0, 075 a 1 : 0, 15.

2. Procedimiento conforme a la reivindicación 1, caracterizado porque después de la hidrólisis se elimina el alcohol formado por la hidrólisis, en especial por destilación.

3. Procedimiento conforme a la reivindicación 1 ó 2, caracterizado porque los silanos hidrolizados se neutralizan, en especial por adición de ácido.

4. Procedimiento conforme a al menos una de las reivindicaciones precedentes 1 a 3, caracterizado porque la relación molar de metilalcoxisilanos a fenilalcoxisilanos se ajusta en un intervalo de 1, 5 : 1 a 1, 7 : 1, preferentemente en un intervalo de 1, 55 : 1 a 1, 65 : 1.

5. Procedimiento conforme a al menos una de las reivindicaciones precedentes 1 a 4, caracterizado porque la relación molar de fenilalcoxisilano a aminosilano se ajusta en un intervalo de 1 : 0, 30 a 1 : 0, 40.

6. Procedimiento conforme a al menos una de las reivindicaciones precedentes 1 a 5, caracterizado porque la relación molar de agua a fenilalcoxisilano se ajusta en un intervalo de 1 : 0, 105 a 1 : 0, 125, preferentemente de 1 : 0, 110 a 1 : 0, 120.

7. Procedimiento conforme a al menos una de las reivindicaciones precedentes 1 a 6, caracterizado porque el agua se añade a los silanos mezclados distribuida homogéneamente durante un periodo de 5 minutos a 60 minutos.

8. Procedimiento conforme a al menos una de las reivindicaciones precedentes 1 a 7, caracterizado porque silanos y agua se hierven tras la adición del agua durante al menos 60 minutos, preferentemente al menos 120 minutos, con especial preferencia al menos 150 minutos, ventajosamente al menos 180 minutos.

9. Aglutinante formado por una mezcla hidrolizada de al menos dos metilalcoxisilanos, al menos dos fenilalcoxisilanos y al menos un aminosilano, utilizándose metilalcoxisilanos y fenilalcoxisilanos en una relación molar de 1, 5 : 1 a 2 : 1 y utilizándose fenilalcoxisilanos y aminosilano en una relación molar de 1 : 0, 20 a 1 : 0, 50.

10. Agente de recubrimiento preparado a partir de un aglutinante conforme a la reivindicación 9, caracterizado porque la proporción del aglutinante asciende hasta el 40% en peso, preferiblemente hasta el 30% en peso, preferentemente hasta el 20% en peso, y porque el aglutinante está presente en solución acuosa u orgánica.

11. Agente de recubrimiento conforme a la reivindicación 10, caracterizado porque se han utilizado aditivos como humectantes, dispersantes, adhesivos, espesantes, antiespumantes y/o estabilizadores o porque se han añadido al aglutinante pigmentos, colorantes, ceras o lubricantes orgánicos y/o inorgánicos.

12. Procedimiento para el recubrimiento de una pieza de trabajo con superficie conductora con un aglutinante conforme a al menos una de las reivindicaciones 1 a 3 o con un agente de recubrimiento conforme a al menos una de las reivindicaciones 10 u 11 con los pasos de:

-preparar un baño que contenga el aglutinante o agente de recubrimiento así como electrodos que permitan una deposición electroquímica del aglutinante o agente de recubrimiento sobre la superficie de la pieza de trabajo,

-aplicar una tensión de 100 V a 200 V y

-retirar las piezas de trabajo del baño de inmersión después de la deposición del recubrimiento.

13. Pieza de trabajo recubierta con una película seca de un aglutinante conforme a la reivindicación 9 o un agente de recubrimiento conforme a una de las reivindicaciones 10 a 11.

14. Pieza de trabajo conforme a la reivindicación 13, caracterizada porque la película seca presenta un espesor de < 30 !m, preferentemente de 5 !m -25 !m, ventajosamente de 10 !m a 20 !m.