Proceso para revestir superficies metálicas con un agente de pasivación.

Procedimiento para recubrir y pasivar superficies metálicas con una solución acuosa en forma de solución o dispersión,

caracterizado porque la composición contiene

6 a 400 g/L de al menos un fosfato calculado como PO4,

3 a 200 g/L de al menos un compuesto de titanio o/y de circonio,

1 a 200 g/L de al menos un formador de complejos seleccionado del grupo de compuestos a base de ácido fosfónico, fitina y tanino, siendo el contenido de compuestos a base de ácido fosfónico 0 ó 1 a 200 g/L, y siendo el contenido de compuestos a base de fitina o/y tanino 0 ó 0,05 a 30 g/L, así como

3,5 a 100 g/L de cationes de aluminio, cromo(III) o/y cinc o/y o de al menos un compuesto con un contenido de aluminio, cromo(III) o/y cinc, calculado como metal, y

porque una película húmeda de la composición acuosa se aplica en seco sobre bandas o chapas metálicas, sin que la película húmeda o la película aplicada en seco se aclare con agua.

Tipo: Patente Internacional (Tratado de Cooperación de Patentes). Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: PCT/EP2009/052767.

Solicitante: CHEMETALL GMBH.

Nacionalidad solicitante: Alemania.

Dirección: TRAKEHNER STRASSE 3 60487 FRANKFURT ALEMANIA.

Inventor/es: GRUNBERG, PETRA, DR. SCHNEIDER,MARK ANDRE.

Fecha de Publicación: .

Clasificación Internacional de Patentes:

  • C23C22/17 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). › y ácidos orgánicos.
  • C23C22/36 C23C 22/00 […] › y fosfatos.

PDF original: ES-2547119_T3.pdf

 


Fragmento de la descripción:

Proceso para revestir superficies metálicas con un agente de pasivación

La invención se refiere a un procedimiento para el recubrimiento de superficies metálicas con una composición acuosa, la cual se diferencia de las soluciones de fosfatación, a la composición acuosa, así como a la utilización según el procedimiento conforme a la invención.

Recubrimientos de fosfato se emplean en gran medida como capas protectoras contra la corrosión, como auxiliar de maleado, así como base de adherencia para lacas y otros recubrimientos. Sobre todo, si se utilizan como protección para un tiempo limitado especialmente de almacenamiento y después, por ejemplo se lacan, se designan como capa de tratamiento previo antes del lacado. Sin embargo, si sobre el revestimiento de fosfato no le sigue capa alguna de laca ni de otro tipo de recubrimiento orgánico, se habla de tratamiento o pasivación en lugar de tratamiento previo. Estos revestimientos se designan también como capas de conversión cuando al menos un catión de la superficie metálica, es decir de la superficie de la parte metálica, se desprende por disolución y se utiliza para la construcción de la capa.

Entre los procedimientos de recubrimiento, tienen una gran importancia los denominados procedimientos de aplicación en seco ("no rinse-processes"), especialmente para el recubrimiento muy rápido de bandas en marcha continua de al menos un material metálico. Estas bandas pueden ser chapas de poca o de muy gran anchura. Sobre estas bandas, habitualmente directamente después del cincado, pero eventualmente también después de una adecuada limpieza o desengrasado y después del aclarado con agua o con un medio acuoso, así como eventualmente después de una activación de la superficie metálica, se aplica un revestimiento de fosfato por rociado con una solución de fosfatación y se seca. Un aclarado después del secado del revestimiento de fosfato podría perjudicarlo, especialmente cuando el revestimiento de fosfato no es cristalino o solo lo es parcialmente.

En el pasado, estos problemas se atajaban técnicamente en gran medida añadiendo níquel a la solución de fosfatación, de manera que ésta presentaba generalmente contenidos de níquel en el intervalo de 0,5 a 1,5 g/L. En el caso de la fosfatación con cinc-manganeso-níquel se elegían generalmente contenidos de cinc en el intervalo de

0. 6.a 3,5 g/l y contenidos de manganeso en el intervalo de 0,4 a 2,5 g/L.

Sin embargo, las soluciones de fosfatación y las capas de fosfato de alto valor presentan un contenido esencial de cinc, manganeso y níquel. Especialmente debe evitarse el níquel en razón de su toxicidad y peligrosidad. Aparte de esto, son perjudiciales en este caso los inevitables contenidos de metales pesados en las aguas residuales, en el lodo de fosfato y en el polvo de lijado. Sin embargo, para el tratamiento de bandas no se dispone de procedimientos algunos que, especialmente en el caso de superficies metálicas ricas en cinc, garanticen una elevada protección contra la corrosión en blanco (protección contra la corrosión sin capas de laca/imprimación).

El documento DE 102006052919 A1 presenta composiciones acuosas para el tratamiento de conversión protector contra la corrosión de superficies metálicas a base de 5-50 g/L de fosfato, 0,3-3 g/L de cinc y 0,001-0,2 g/L de titanio o/y circonio en composiciones de titanio/de circonio solubles en agua.

A pesar del comparativamente alto contenido de fosfato, en el caso de las composiciones de la presente solicitud no se trata de soluciones de fosfatación y, en el caso de procedimientos de recubrimiento, no se trata de una fosfatación, puesto que una solución de fosfatación:

1. para capas de fosfato de alto valor, por ejemplo en el caso de procedimientos de fosfatación ricos en cinc o/y manganeso, requiere una activación previa, por ejemplo a base de partículas de fosfato de titanio o partículas de fosfato de cinc, para que a continuación se pueda formar una capa de fosfato de alto valor,

2. por lo regular en el caso de fosfataciones que contienen cinc, solo se puede emplear en un intervalo de valores del pH de 2 a 3,5,

3. habitualmente no aguanta sin perjuicios ningún contenido de composiciones de titanio o/y composiciones de circonio en total superior a 0,05 o superior a 0,1 g/L, puesto que las composiciones de titanio y las de circonio son conocidas como venenos del baño para la fosfatación,

4. en la práctica no contiene nunca una cantidad esencial de silanos/silanoles/siloxanos/polisiloxanos,

5. rara vez contiene una pequeña cantidad de un formador de complejos, puesto que éste se considera en parte como veneno del baño,

6. en soluciones de baño habitualmente contiene una cantidad total de cationes en el intervalo de 3,5 a 9,5 g/L y de composiciones que contienen fósforo, en el intervalo de 5 a 20 g/L, calculado como PO4,

7. frecuentemente contiene una elevada cantidad de compuestos alcalinos y compuestos de amonio, permaneciendo el valor del pH en el intervalo de 2,0 a 3,5, aún en el caso de comparativamente elevados contenidos de compuestos de amonio,

8. en el caso de un contenido de al menos un fluoruro complejo, normalmente solo contiene compuestos a base de fluoruro de silicio complejo,

9. en el caso de la fosfatación de piezas con una solución de fosfataclón rica en cinc o/y manganeso, por lo menos en el tratamiento de piezas aisladas, por ejemplo por Inmersión o rociado, se forman habitualmente capas cristalinas con formas cristalinas frecuentemente típicas, y

10. en el caso de la protección contra la corrosión en blanco, las superficies cristalinas fosfatadas con cinc presentan en el ensayo de niebla salina en superficies fosfatadas, no tratadas con laca, típicamente solo dos horas sin formación de herrumbre, debido a los poros y a la deficiente hermeticidad, mientras que los recubrimientos conformes a la Invención en el ensayo de niebla salina son normalmente estables al menos durante dos días sin tratamiento adicional de laca, sin que los recubrimientos conformes a la Invención sean comparativamente más gruesos que los recubrimientos fosfatados.

SI en casos muy raros se utiliza en una procedimiento de fosfataclón un compuesto de titanio o/y de circonio, los contenidos de estos compuestos son en total típicamente inferiores a 0,2 g/L. Puesto que es conocido, que contenidos mayores de estos compuestos llevan habitualmente a perturbaciones de los recubrimientos, especialmente en superficie ricas en aluminio. Solo muy rara vez se añade un formador de complejos a una solución de fosfatación. Si en casos muy raros, en un procedimiento de fosfatación se utiliza un silano en una solución de fosfatación, los contenidos son muy bajos. Pero una combinación de estos aditivos citados no se emplea nunca en una fosfatación.

El documento WO 96/07772 A1 describe composiciones líquidas, acuosas, ácidas, a base de aniones de complejos de fluoruro, cationes bi- o tetra-valentes de Co/Mg/Mn/Zn/Ni/Sn/Cu/Zr/Fe/Sr, fosfonato y polímero orgánico.

El documento EP 1 205 580 A1 se refiere a chapas de acero tratadas químicamente con una capa que contiene cinc y con un recubrimiento de conversión a base de un compuesto de manganeso complejo, soluble en agua o un compuesto de titanio complejo insoluble en agua, así como de al menos un ácido orgánico, en donde el recubrimiento de conversión es secado sin aclarado y en donde la composición para el recubrimiento de conversión contiene manganeso, titanio, ácido fosfórico o fosfato, fluoruro y al menos un ácido orgánico o/y su sal y presenta un valor de pH en el intervalo de 1 a 6.

El documento WO 02/24975 A1 da a conocer composiciones ácidas, líquidas, acuosas, a base de aniones de complejos de fluoruro, cationes bi- o tetra-valentes de Co/Mg/Mn/Zn/Ni/Sn/Cu/Zr/Fe/Sr, fosfato, fosfonato y polímero orgánico.

El documento 102005015573 A1 protege un procedimiento para el recubrimiento de superficies metálicas con una composición acuosa que contiene silano/silanol/siloxano/polisiloxano con contenidos de compuesto que contiene Ti/Hf/Zr/AI/B y cationes, así como al menos un compuesto más.

El documento WO 2004/053183 A2 se refiere a composiciones líquidas acuosas a base de ácidos que contienen fluoro complejo, ácidos carboxílicos orgánicos solubles en agua, fosfato, tanino y compuestos aminofenólicos polímeros.

Una y otra vez se comprobó que el comportamiento de las composiciones acuosas conformes a la invención y las propiedades de sus recubrimientos en comparación con soluciones de fosfatación y sus capas de fosfato son tan diferentes, que en el caso de las composiciones acuosas conformes a la invención y sus procedimientos de recubrimiento... [Seguir leyendo]

 


Reivindicaciones:

1. Procedimiento para recubrir y pasivar superficies metálicas con una solución acuosa en forma de solución o dispersión, caracterizado porque la composición contiene

6 a 400 g/L de al menos un fosfato calculado como PO4,

3 a 200 g/L de al menos un compuesto de titanio o/y de circonio,

1 a 200 g/L de al menos un formador de complejos seleccionado del grupo de compuestos a base de ácido fosfónico, fitina y tanino, siendo el contenido de compuestos a base de ácido fosfónico 0 ó 1 a 200 g/L, y siendo el contenido de compuestos a base de fitina o/y tanino 0 ó 0,05 a 30 g/L, asi como

3,5 a 100 g/L de cationes de aluminio, cromo(lll) o/y cinc o/y o de al menos un compuesto con un contenido de aluminio, cromo(lll) o/y cinc, calculado como metal, y

porque una película húmeda de la composición acuosa se aplica en seco sobre bandas o chapas metálicas, sin que la película húmeda o la película aplicada en seco se aclare con agua.

2. Procedimiento según la reivindicación 1, caracterizado porque la composición contiene adicionalmente cationes de hierro o/y de manganeso o/y al menos un compuesto con un contenido de hierro o/y manganeso.

3. Procedimiento según la reivindicación 2, caracterizado porque la composición tiene un contenido total de cationes de aluminio, cromo(lll), hierro, manganeso o/y circonio o/y al menos un compuesto con un contenido de aluminio, cromo(lll), hierro, manganeso o/y circonio en el intervalo de 3,5 a 100 g/L, calculado como metal.

4. Procedimiento según una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque la composición solo contiene esencialmente cationes de aluminio, hierro, manganeso, titanio, cinc o/y circonio.

5. Procedimiento según una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque la composición tiene un contenido total de al menos un compuesto de titanio o/y de circonio a base de fluoruro complejo en el intervalo de 1 a 200 g/L.

6. Procedimiento según una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque la composición tiene un contenido de fluoruro libre Fi¡bre en el intervalo de 0,01 a 5 g/L o/y un contenido de fluoruro total Ftotai en el intervalo de 3 a 180 g/L.

7. Procedimiento según una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque la composición contiene al menos un silano/silanol/siloxano/polisiloxano.

8. Procedimiento según la reivindicación 7, caracterizado porque la composición tiene un contenido de al menos un silano/silanol/siloxano/polisiloxano en el intervalo de 0,1 a 200 g/L, calculado en base del silano o polisiloxano de la respectiva composición de partida.

9. Procedimiento según una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque la composición contiene al menos un aditivo tal como, por ejemplo, respectivamente al menos un reticulante, un desmulsionante, un emulsionante, un desespumante, un inhibidor de corrosión o/y una cera.

10. Procedimiento según una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque la composición presenta un valor de pH en el intervalo de 0 a 10.

11. Procedimiento según una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque la composición presenta valores de acidez libre FS (FA) en el intervalo de 2 a 25 puntos, valores de acidez total GS (TA) en el intervalo de 20 a 45 puntos y valores de acidez total Fischer GSF (TAF) en el intervalo de 12 a 20 puntos.

12. Procedimiento según una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque como superficie metálica se tratan con la composición conforme a la invenció aquellas a base de aluminio, hierro, manganeso, titanio, cinc o/y estaño, especialmente piezas, bandas o chapas.

13. Recubrimiento preparado según un procedimiento según una de las reivindicaciones 1 a 12 sobre una superficie metálica.

14. Utilización de los componentes metálicos recubiertos según el procedimiento conforme a las reivindicaciones 1 a 12 en la construcción de vehículos, como elementos arquitectónicos, en la construcción o para el acabado de aparatos y máquinas tales como, por ejemplo, aparatos domésticos.


 

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