Composiciones de revestimiento con propiedades anticorrosivas.

Una composición de revestimiento anticorrosiva que comprende:

un polímero aglutinante;

un pigmento que inhibe la corrosión que comprende fosfato de aluminio disperso dentro del polímero aglutinante, en el que el fosfato de aluminio comprende fosfato de aluminio amorfo;

en la que la composición de revestimiento comprende en el intervalo del 1 al 25 % en peso aproximadamente de fosfato de aluminio,

y en la que la composición de revestimiento proporciona una liberación controlada de fosfato en el intervalo de 50 a 500 ppm aproximadamente, preferentemente de 100 a 200 ppm aproximadamente, cuando se aplica al sustrato metálico y cuando se pone en contacto con agua y oxígeno.

Composiciones de revestimiento con propiedades anticorrosivas Campo de la invención Esta invención se refiere a composiciones de revestimiento que tienen propiedades anticorrosivas y, más específicamente, a composiciones de revestimiento formuladas en particular para que incluyan un pigmento que inhibe la corrosión de fosfato de aluminio amorfo y a métodos para su preparación.

Antecedentes de la invención Las composiciones de revestimiento formuladas para que incluyan uno o más materiales para proporcionar propiedades anticorrosivas, usadas para la formación de una capa de película sobre la superficie de sustratos 15 metálicos, son conocidas en la técnica. Dichas composiciones de revestimiento utilizan materiales conocidos por proporcionar cierto grado de protección frente a la corrosión mediante alguno de tres mecanismos diferentes.

Un primer mecanismo de control de la corrosión en composiciones de revestimiento es el que proporciona una formulación en la que una composición aglutinante, que confiere a la película curada resultante un alto grado de 20 resistencia a la humedad y a la difusión de agua, se combina con un pigmento o componente sólido que mejora las propiedades de barrera de la composición de película, proporcionando así una barrera física para todo el agua que pase hacia la película de revestimiento curada y proteger de la corrosión a la superficie del sustrato metálico revestido subyacente. Los materiales de pigmento o componentes sólidos útiles en este aspecto incluyen aluminio, óxido de hierro, mica, talco, silicato de calcio, y sulfato de bario en forma de partículas y/o de copos. Un segundo 25 mecanismo de control de la corrosión en composiciones de revestimiento es el proporcionado por la colocación de un material deseado adyacente a la superficie del sustrato metálico que está seleccionado para corroerlo como ánodo sacrificador después del contacto con todo el agua y el oxígeno que pase hacia la película de revestimiento curada, corroyéndose así como como ánodo para su protección catódica e impedir la corrosión del sustrato metálico subyacente. El cinc metálico es un ejemplo de material útil en este sentido, y se puede proporcionar sobre la superficie del sustrato en forma de constituyente en una composición de revestimiento o se puede proporcionar separado de ella.

Un tercer mecanismo de control de la corrosión es aquel en el que la composición de revestimiento utiliza un material que inhibe la corrosión, por ejemplo, un pigmento que inhibe la corrosión, en el que dicho material, tras 35 entrar en contacto con agua y oxígeno, libera un material que se difunde hacia la superficie del sustrato y se adsorbe sobre el sustrato para formar una capa impermeable o forma un producto de reacción con la superficie del sustrato metálico, impidiendo así que reaccione con el agua, el oxígeno, y otros materiales corrosivos. Esto funciona para pasivar la superficie del sustrato y protegerla de este modo de la corrosión. Los materiales que se sabe que son útiles en este sentido incluyen fosfomolibdato de calcio y cinc, trifosfato de aluminio, fosfato de cinc, fosfato de cinc

hierro, fosfosilicato de estroncio y cinc, fosfosilicato de calcio, fosfato de cinc y aluminio, materiales que contienen plomo, y materiales que contienen cromato.

Aunque las composiciones de revestimiento anticorrosivas conocidas en la técnica proporcionan cierto grado de protección frente a la corrosión no deseada, dichas composiciones de revestimiento conocidas pueden depender del 45 uso o de materiales que presentan riesgos/peligros para el medio ambiente y/o la salud o riesgos de seguridad para las personas y, por estas razones, el uso de dichas composiciones de revestimiento se ha restringido o prohibido por completo, o está en proceso. Además, dichas composiciones de revestimiento conocidas, a pesar de que proporcionan cierto grado de protección frente a la corrosión, son incapaces de proporcionar un nivel de control de la corrosión deseado o necesario que sea suficiente para cumplir con las demandas de ciertas aplicaciones de uso 50 final.

Por tanto, se desea que una composición de revestimiento anticorrosiva se formule de manera que proporcione un grado deseado de control/resistencia a la corrosión sin el uso de materiales regulados o conocidos de otro modo por suponer un riesgo/peligro para el medio ambiente y/o la salud o problemas de seguridad para las personas. Se 55 desea que dichas composiciones de revestimiento anticorrosivas se formulen de manera que proporcionen un grado de resistencia a la corrosión deseado y mejorado cuando se compara con composiciones de revestimiento conocidas, cumpliendo así con las necesidades de ciertas aplicaciones de uso final. Además se desea que dicha composición de revestimiento anticorrosiva se formule a partir de materiales disponibles fácilmente, y/o se prepare de acuerdo con un proceso que facilite la preparación de la composición de revestimiento de manera que no

requiera el uso de equipos exóticos, sea excesivamente laborioso, y que sea económicamente viable.

Sumario de la invención Las composiciones de revestimiento anticorrosivas preparadas de acuerdo con los principios de la invención comprenden un polímero aglutinante y fosfato de aluminio disperso dentro del polímero aglutinante. El polímero aglutinante se puede seleccionar del grupo que incluye poliuretanos, poliésteres, epoxis a base de disolventes, epoxis sin disolventes, epoxis de base acuosa, copolímeros epoxis, acrílicos, copolímeros acrílicos, siliconas, copolímeros de silicona, polisiloxanos, copolímeros de polisiloxano, compuestos alquídicos y sus combinaciones. El fosfato de aluminio comprende fosfato de aluminio amorfo. En una realización preferida, el fosfato de aluminio es ortofosfato de aluminio amorfo en el momento en el que se aplica la composición de revestimiento a una superficie de un sustrato metálico. La composición de revestimiento comprende en el intervalo del 1 al 25 % en peso aproximadamente de fosfato de aluminio.

En una realización ejemplar, el fosfato de aluminio amorfo es hidroxi fosfato de aluminio amorfo que comprende grupos funcionales hidroxilo unidos al átomo de aluminio y/o al átomo del fosfato. Además, la composición de revestimiento tiene un sistema químico por el que los grupos funcionales hidroxilo del hidroxi fosfato de aluminio amorfo están unidos a grupos funcionales en el polímero aglutinante. En una realización ejemplar, el fosfato de aluminio amorfo tiene una estructura química que comprende un esqueleto polimérico, en el que el fosfato de aluminio amorfo incluye un anión fosfato tanto dentro como fuera del esqueleto polimérico. Además, el fosfato de aluminio amorfo tiene un potencial de adsorción de agua de hasta el 25 % en peso de agua aproximadamente.

En una realización ejemplar, la composición de revestimiento proporciona una administración controlada del fosfato, por ejemplo, de aniones fosfato, en el intervalo de 50 a 500 ppm aproximadamente, y preferentemente en el intervalo de 100 a 200 ppm aproximadamente. En una realización ejemplar, la composición de revestimiento tiene un contenido total de solubles inferior a 1500 ppm aproximadamente, inferior a 800 ppm, preferentemente inferior a 400 ppm aproximadamente, y más preferentemente de 100 a 250 ppm aproximadamente. El fosfato de aluminio amorfo preferentemente carece esencialmente de metales alcalinos.

Las composiciones de revestimiento anticorrosivas se forman combinando materiales de partida que comprenden una fuente de aluminio con una fuente de fósforo y una solución alcalina y haciendo reaccionar los materiales de partida combinados para formar una solución que comprende un precipitado de fosfato de aluminio amorfo. La fuente de aluminio puede estar seleccionada del grupo que incluye aluminato sódico, hidróxido de aluminio, sulfato de aluminio, y sus combinaciones, y la fuente de fósforo puede ser ácido fosfórico o una sal de fosfato. La etapa de combinación puede comprender la mezcla en primer lugar de hidróxido de aluminio con ácido fosfórico para formar un fosfato de aluminio ácido, y a continuación la combinación del fosfato de aluminio ácido con aluminato sódico para formar el fosfato de aluminio amorfo. Antes de la etapa de combinación del aluminato sódico, el fosfato de aluminio ácido tiene una relación molar de P:Al superior a después de que se le añada aluminato sódico.

En una realización ejemplar, el fosfato de aluminio amorfo se trata para reducir los solubles no deseados al nivel indicado anteriormente. La etapa de tratamiento puede comprender la puesta en contacto del precipitado de fosfato de aluminio amorfo con un metal alcalino-térreo seleccionado para sustituir un... [Seguir leyendo]

1. Una composición de revestimiento anticorrosiva que comprende:

un polímero aglutinante;

un pigmento que inhibe la corrosión que comprende fosfato de aluminio disperso dentro del polímero aglutinante, en el que el fosfato de aluminio comprende fosfato de aluminio amorfo;

en la que la composición de revestimiento comprende en el intervalo del 1 al 25 % en peso aproximadamente de fosfato de aluminio, y en la que la composición de revestimiento proporciona una liberación controlada de fosfato en el intervalo de 50 a 500 ppm aproximadamente, preferentemente de 100 a 200 ppm aproximadamente, cuando se aplica al sustrato 15 metálico y cuando se pone en contacto con agua y oxígeno.

2. La composición de revestimiento de acuerdo con la reivindicación 1 en la que la composición de revestimiento tiene un contenido total de solubles inferior a 1500 ppm aproximadamente, preferentemente inferior a 400 ppm aproximadamente y más preferentemente de 100 a 250 ppm aproximadamente.

3. La composición de revestimiento de acuerdo con la reivindicación 1 en la que el polímero aglutinante está seleccionado del grupo que consiste en polímeros a base de agua y a base de disolvente y polímeros sin disolvente, preferentemente del grupo que consiste en poliuretanos, poliésteres, epoxis a base de disolvente, epoxis sin disolvente, epoxis a base de agua, copolímeros de epoxi, acrílicos, copolímeros acrílicos, siliconas, copolímeros de silicona, polisiloxanos, copolímeros de polisiloxano, compuestos alquídicos y sus combinaciones.

4. La composición de revestimiento de acuerdo con la reivindicación 1 que comprende además un elemento seleccionado del grupo que consiste en cinc, calcio, estroncio, cromato, borato, bario, magnesio y molibdeno.

5. La composición de revestimiento de acuerdo con la reivindicación 1 en la que el fosfato de aluminio tiene un potencial de adsorción de agua de hasta el 25 % en peso aproximadamente.

6. La composición de revestimiento de acuerdo con la reivindicación 1 en la que el fosfato de aluminio

amorfo es hidroxi fosfato de aluminio amorfo que comprende grupos funcionales hidroxilo unidos al átomo de aluminio, en la que preferentemente los grupos funciones hidroxilo comprenden P-OH.

7. La composición de revestimiento de acuerdo con la reivindicación 1 en la que el fosfato de aluminio amorfo tiene una estructura química que comprende un esqueleto polimérico, y en la que el fosfato de aluminio 40 amorfo incluye anión fosfato tanto dentro como fuera del esqueleto polimérico.

8. Un sistema para suministrar protección frente a la corrosión que comprende una composición de revestimiento como se ha definido en la reivindicación 1 aplicada a un sustrato metálico y que se deja curar para formar una película.

9. El sistema de acuerdo con la reivindicación 8 que comprende una película pasivante interpuesta entre la composición de revestimiento y una superficie del sustrato metálico, en la que la película pasivante es el producto de reacción formado a partir de las sales de fosfato sódico presentes en el fosfato de aluminio amorfo y el sustrato metálico.

10. El sistema de acuerdo con la reivindicación 8 en el que los grupos hidroxilo del hidroxi fosfato de aluminio amorfo están unidos a grupos adecuados del polímero aglutinante para proporcionar a la composición de revestimiento una mejora en la estabilidad de la matriz y de barrera a la humedad, en el que el polímero aglutinante preferentemente está seleccionado del grupo constituido por poliuretanos, poliésteres, epoxis a base de disolvente, 55 epoxis sin disolvente, epoxis a base de agua, copolímeros de epoxi, acrílicos, copolímeros acrílicos, siliconas, copolímeros de silicona, polisiloxanos, copolímeros de polisiloxano, compuestos alquídicos y sus combinaciones.

11. El sistema de acuerdo con la reivindicación 8 en el que el fosfato de aluminio amorfo es un ortofosfato.

12. El sistema de acuerdo con la reivindicación 8 en el que la composición de revestimiento es un revestimiento de imprimación dispuesto sobre el sustrato metálico o un revestimiento de una cubierta media o una cubierta superior dispuesto sobre el sustrato metálico o una capa de imprimación dispuesta sobre el sustrato metálico.

13. Un método para la preparación de una composición de revestimiento anticorrosiva que comprende las etapas de:

preparación de un pigmento que inhibe la corrosión de fosfato de aluminio amorfo al combinar materiales de partida que comprenden una fuente de aluminio, preferentemente seleccionada del grupo que consiste en aluminato sódico, hidróxido de aluminio, sulfato de aluminio, y sus combinaciones, con una fuente de fósforo, preferentemente ácido fosfórico, y una solución alcalina y la reacción de los materiales de partida combinados para formar una solución que comprende un precipitado de fosfato de aluminio amorfo;

tratamiento del precipitado de fosfato de aluminio amorfo para reducir los solubles totales a menos de 10.000 ppm aproximadamente, en el que la etapa de tratamiento preferentemente comprende la puesta en contacto del precipitado de fosfato de aluminio amorfo con un metal alcalino-térreo seleccionado para sustituir un ion diana, preferentemente un metal alcalino, en el fosfato de aluminio amorfo, secado del precipitado a una temperatura inferior a 300 ºC aproximadamente, en el que el precipitado seco comprende ortofosfato de aluminio amorfo; y mezcla del ortofosfato de aluminio amorfo con un polímero aglutinante para formar la composición de revestimiento, en el que la composición de revestimiento comprende menos del 25 % en peso aproximadamente del peso total de la composición de revestimiento.

14. El método de acuerdo con la reivindicación 13 en el que el ion diana es sodio y el metal alcalino-térreo comprende un compuesto de calcio, preferentemente hidróxido de calcio, Ca (OH) 2.

15. El método de acuerdo con la reivindicación 13 en el que la etapa de combinación comprende en primer lugar la mezcla de hidróxido de aluminio con ácido fosfórico para formar un fosfato de aluminio ácido, y a continuación la combinación del fosfato de aluminio ácido con aluminato sódico para formar el fosfato de aluminio amorfo en el que antes de la etapa de combinación del aluminato sódico, el fosfato de aluminio ácido preferentemente tiene una relación molar de P:Al que es mayor que después de que se le haya añadido el aluminato sódico.

16. El método de acuerdo con la reivindicación 13 que comprende las etapas de:

preparación de un pigmento que inhibe la corrosión de ortofosfato de aluminio amorfo al combinar materiales de partida que comprenden aluminato sódico, ácido fosfórico, hidróxido sódico para formar una solución que comprende un precipitado de ortofosfato de aluminio;

tratamiento del precipitado para reducir el nivel de solubles totales a menos de 1500 ppm, en el que la etapa de tratamiento comprende la realización de un proceso de intercambio de iones usando un metal alcalino-térreo, 45 preferentemente un compuesto de calcio;

secado del precipitado a una temperatura inferior a 300 ºC aproximadamente, en el que el precipitado seco comprende ortofosfato de aluminio amorfo;

dimensionamiento del ortofosfato de aluminio amorfo seco para que tenga un tamaño de partícula en el intervalo de 0, 01 a 25 µm aproximadamente; y mezcla del ortofosfato de aluminio amorfo con un polímero aglutinante, el polímero aglutinante que comprende preferentemente un polímero epoxi, para formar la composición de revestimiento, en la que la composición de 55 revestimiento comprende menos del 25 % en peso aproximadamente del peso total de la composición de revestimiento.