ES2865428T3 - Método para el tratamiento de superficies metálicas con una composición acuosa y composición acuosa - Google Patents
Método para el tratamiento de superficies metálicas con una composición acuosa y composición acuosa Download PDFInfo
- Publication number
- ES2865428T3 ES2865428T3 ES17188548T ES17188548T ES2865428T3 ES 2865428 T3 ES2865428 T3 ES 2865428T3 ES 17188548 T ES17188548 T ES 17188548T ES 17188548 T ES17188548 T ES 17188548T ES 2865428 T3 ES2865428 T3 ES 2865428T3
- Authority
- ES
- Spain
- Prior art keywords
- range
- iron
- aqueous composition
- composition
- water
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 239000000203 mixture Substances 0.000 title claims abstract description 63
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 44
- 239000002184 metal Substances 0.000 title claims abstract description 44
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 35
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 56
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 claims abstract description 37
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 claims abstract description 37
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 claims abstract description 28
- 229910000640 Fe alloy Inorganic materials 0.000 claims abstract description 27
- 238000000576 coating method Methods 0.000 claims abstract description 25
- VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N Chromium Chemical compound [Cr] VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 21
- 239000011651 chromium Substances 0.000 claims abstract description 21
- 229910052804 chromium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 19
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 claims abstract description 19
- KRHYYFGTRYWZRS-UHFFFAOYSA-M Fluoride anion Chemical compound [F-] KRHYYFGTRYWZRS-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims abstract description 16
- 239000003112 inhibitor Substances 0.000 claims abstract description 15
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 claims abstract description 12
- 239000004094 surface-active agent Substances 0.000 claims abstract description 12
- 238000001035 drying Methods 0.000 claims abstract description 9
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 claims abstract description 8
- 239000000853 adhesive Substances 0.000 claims abstract description 7
- 230000001070 adhesive effect Effects 0.000 claims abstract description 7
- 229920003169 water-soluble polymer Polymers 0.000 claims abstract description 6
- BLRPTPMANUNPDV-UHFFFAOYSA-N Silane Chemical compound [SiH4] BLRPTPMANUNPDV-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 5
- 229910000077 silane Inorganic materials 0.000 claims abstract description 5
- -1 nitrogenous organic acids Chemical class 0.000 claims description 12
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 claims description 6
- 239000002904 solvent Substances 0.000 claims description 6
- 239000002253 acid Substances 0.000 claims description 5
- KBPLFHHGFOOTCA-UHFFFAOYSA-N 1-Octanol Chemical class CCCCCCCCO KBPLFHHGFOOTCA-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- FERIUCNNQQJTOY-UHFFFAOYSA-N Butyric acid Chemical compound CCCC(O)=O FERIUCNNQQJTOY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- DLDJFQGPPSQZKI-UHFFFAOYSA-N but-2-yne-1,4-diol Chemical compound OCC#CCO DLDJFQGPPSQZKI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- WWZKQHOCKIZLMA-UHFFFAOYSA-N octanoic acid Chemical compound CCCCCCCC(O)=O WWZKQHOCKIZLMA-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- TVDSBUOJIPERQY-UHFFFAOYSA-N prop-2-yn-1-ol Chemical class OCC#C TVDSBUOJIPERQY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 150000001412 amines Chemical group 0.000 claims description 3
- HUKDRDNCGQSGGI-UPHRSURJSA-N (Z)-4-nitrooxy-4-oxobut-2-enoic acid Chemical class OC(=O)\C=C/C(=O)O[N+]([O-])=O HUKDRDNCGQSGGI-UPHRSURJSA-N 0.000 claims description 2
- YHMYGUUIMTVXNW-UHFFFAOYSA-N 1,3-dihydrobenzimidazole-2-thione Chemical class C1=CC=C2NC(S)=NC2=C1 YHMYGUUIMTVXNW-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- TUSDEZXZIZRFGC-UHFFFAOYSA-N 1-O-galloyl-3,6-(R)-HHDP-beta-D-glucose Chemical class OC1C(O2)COC(=O)C3=CC(O)=C(O)C(O)=C3C3=C(O)C(O)=C(O)C=C3C(=O)OC1C(O)C2OC(=O)C1=CC(O)=C(O)C(O)=C1 TUSDEZXZIZRFGC-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- SLAMLWHELXOEJZ-UHFFFAOYSA-M 2-nitrobenzoate Chemical class [O-]C(=O)C1=CC=CC=C1[N+]([O-])=O SLAMLWHELXOEJZ-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 2
- YREAWFZBMQGMNF-UHFFFAOYSA-N C(C=C/C(=O)O)(=O)O.N1C=NCC1 Chemical compound C(C=C/C(=O)O)(=O)O.N1C=NCC1 YREAWFZBMQGMNF-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 239000005635 Caprylic acid (CAS 124-07-2) Substances 0.000 claims description 2
- 239000001263 FEMA 3042 Chemical class 0.000 claims description 2
- LRBQNJMCXXYXIU-PPKXGCFTSA-N Penta-digallate-beta-D-glucose Chemical class OC1=C(O)C(O)=CC(C(=O)OC=2C(=C(O)C=C(C=2)C(=O)OC[C@@H]2[C@H]([C@H](OC(=O)C=3C=C(OC(=O)C=4C=C(O)C(O)=C(O)C=4)C(O)=C(O)C=3)[C@@H](OC(=O)C=3C=C(OC(=O)C=4C=C(O)C(O)=C(O)C=4)C(O)=C(O)C=3)[C@H](OC(=O)C=3C=C(OC(=O)C=4C=C(O)C(O)=C(O)C=4)C(O)=C(O)C=3)O2)OC(=O)C=2C=C(OC(=O)C=3C=C(O)C(O)=C(O)C=3)C(O)=C(O)C=2)O)=C1 LRBQNJMCXXYXIU-PPKXGCFTSA-N 0.000 claims description 2
- ABLZXFCXXLZCGV-UHFFFAOYSA-N Phosphorous acid Chemical compound OP(O)=O ABLZXFCXXLZCGV-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 125000005907 alkyl ester group Chemical group 0.000 claims description 2
- QRUDEWIWKLJBPS-UHFFFAOYSA-N benzotriazole Chemical compound C1=CC=C2N[N][N]C2=C1 QRUDEWIWKLJBPS-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 239000012964 benzotriazole Substances 0.000 claims description 2
- VGGNVBNNVSIGKG-UHFFFAOYSA-N n,n,2-trimethylaziridine-1-carboxamide Chemical compound CC1CN1C(=O)N(C)C VGGNVBNNVSIGKG-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 229960002446 octanoic acid Drugs 0.000 claims description 2
- 235000005985 organic acids Nutrition 0.000 claims description 2
- 238000007746 phosphate conversion coating Methods 0.000 claims description 2
- XNGIFLGASWRNHJ-UHFFFAOYSA-L phthalate(2-) Chemical class [O-]C(=O)C1=CC=CC=C1C([O-])=O XNGIFLGASWRNHJ-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 2
- 235000015523 tannic acid Nutrition 0.000 claims description 2
- 229920002258 tannic acid Chemical class 0.000 claims description 2
- LRBQNJMCXXYXIU-NRMVVENXSA-N tannic acid Chemical class OC1=C(O)C(O)=CC(C(=O)OC=2C(=C(O)C=C(C=2)C(=O)OC[C@@H]2[C@H]([C@H](OC(=O)C=3C=C(OC(=O)C=4C=C(O)C(O)=C(O)C=4)C(O)=C(O)C=3)[C@@H](OC(=O)C=3C=C(OC(=O)C=4C=C(O)C(O)=C(O)C=4)C(O)=C(O)C=3)[C@@H](OC(=O)C=3C=C(OC(=O)C=4C=C(O)C(O)=C(O)C=4)C(O)=C(O)C=3)O2)OC(=O)C=2C=C(OC(=O)C=3C=C(O)C(O)=C(O)C=3)C(O)=C(O)C=2)O)=C1 LRBQNJMCXXYXIU-NRMVVENXSA-N 0.000 claims description 2
- 229940033123 tannic acid Drugs 0.000 claims description 2
- 150000003751 zinc Chemical class 0.000 claims description 2
- UXDZLUCNRYCZCG-UHFFFAOYSA-L zinc;phthalate Chemical compound [Zn+2].[O-]C(=O)C1=CC=CC=C1C([O-])=O UXDZLUCNRYCZCG-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 2
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 12
- 238000011282 treatment Methods 0.000 description 21
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 17
- OKKJLVBELUTLKV-UHFFFAOYSA-N Methanol Chemical compound OC OKKJLVBELUTLKV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 12
- 239000003973 paint Substances 0.000 description 11
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 10
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 9
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 8
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 7
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 6
- JOPOVCBBYLSVDA-UHFFFAOYSA-N chromium(6+) Chemical compound [Cr+6] JOPOVCBBYLSVDA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 238000005238 degreasing Methods 0.000 description 6
- JEIPFZHSYJVQDO-UHFFFAOYSA-N iron(III) oxide Inorganic materials O=[Fe]O[Fe]=O JEIPFZHSYJVQDO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 6
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 6
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 6
- 229910019142 PO4 Inorganic materials 0.000 description 5
- 235000021317 phosphate Nutrition 0.000 description 5
- 238000004026 adhesive bonding Methods 0.000 description 4
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 description 4
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 4
- ZCDOYSPFYFSLEW-UHFFFAOYSA-N chromate(2-) Chemical compound [O-][Cr]([O-])(=O)=O ZCDOYSPFYFSLEW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-K phosphate Chemical compound [O-]P([O-])([O-])=O NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-K 0.000 description 4
- 239000010452 phosphate Substances 0.000 description 4
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 4
- KWYUFKZDYYNOTN-UHFFFAOYSA-M Potassium hydroxide Chemical compound [OH-].[K+] KWYUFKZDYYNOTN-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 3
- HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M Sodium hydroxide Chemical compound [OH-].[Na+] HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 3
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 3
- KRVSOGSZCMJSLX-UHFFFAOYSA-L chromic acid Chemical compound O[Cr](O)(=O)=O KRVSOGSZCMJSLX-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 3
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 3
- 238000004876 x-ray fluorescence Methods 0.000 description 3
- QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N Ammonia Chemical compound N QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910021564 Chromium(III) fluoride Inorganic materials 0.000 description 2
- KRHYYFGTRYWZRS-UHFFFAOYSA-N Fluorane Chemical compound F KRHYYFGTRYWZRS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- WSFSSNUMVMOOMR-UHFFFAOYSA-N Formaldehyde Chemical compound O=C WSFSSNUMVMOOMR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- MHAJPDPJQMAIIY-UHFFFAOYSA-N Hydrogen peroxide Chemical compound OO MHAJPDPJQMAIIY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910001209 Low-carbon steel Inorganic materials 0.000 description 2
- IMNFDUFMRHMDMM-UHFFFAOYSA-N N-Heptane Chemical compound CCCCCCC IMNFDUFMRHMDMM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N Zinc Chemical compound [Zn] HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000002378 acidificating effect Effects 0.000 description 2
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000000956 alloy Substances 0.000 description 2
- 150000001449 anionic compounds Chemical class 0.000 description 2
- 150000001450 anions Chemical class 0.000 description 2
- 238000005422 blasting Methods 0.000 description 2
- 230000001680 brushing effect Effects 0.000 description 2
- 150000001845 chromium compounds Chemical class 0.000 description 2
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 description 2
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 2
- 229920001577 copolymer Polymers 0.000 description 2
- 238000005187 foaming Methods 0.000 description 2
- AWJWCTOOIBYHON-UHFFFAOYSA-N furo[3,4-b]pyrazine-5,7-dione Chemical compound C1=CN=C2C(=O)OC(=O)C2=N1 AWJWCTOOIBYHON-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000004519 grease Substances 0.000 description 2
- 229920001519 homopolymer Polymers 0.000 description 2
- 229910001412 inorganic anion Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 2
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 description 2
- 238000009996 mechanical pre-treatment Methods 0.000 description 2
- BDAGIHXWWSANSR-UHFFFAOYSA-N methanoic acid Natural products OC=O BDAGIHXWWSANSR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000010422 painting Methods 0.000 description 2
- XNGIFLGASWRNHJ-UHFFFAOYSA-N phthalic acid Chemical compound OC(=O)C1=CC=CC=C1C(O)=O XNGIFLGASWRNHJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 2
- 238000002203 pretreatment Methods 0.000 description 2
- 239000011241 protective layer Substances 0.000 description 2
- 238000007790 scraping Methods 0.000 description 2
- PUZPDOWCWNUUKD-UHFFFAOYSA-M sodium fluoride Chemical compound [F-].[Na+] PUZPDOWCWNUUKD-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 2
- 238000005507 spraying Methods 0.000 description 2
- 238000004381 surface treatment Methods 0.000 description 2
- FTBATIJJKIIOTP-UHFFFAOYSA-K trifluorochromium Chemical compound F[Cr](F)F FTBATIJJKIIOTP-UHFFFAOYSA-K 0.000 description 2
- 238000009736 wetting Methods 0.000 description 2
- 239000011701 zinc Substances 0.000 description 2
- 229910052725 zinc Inorganic materials 0.000 description 2
- SMZOUWXMTYCWNB-UHFFFAOYSA-N 2-(2-methoxy-5-methylphenyl)ethanamine Chemical compound COC1=CC=C(C)C=C1CCN SMZOUWXMTYCWNB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- NIXOWILDQLNWCW-UHFFFAOYSA-N 2-Propenoic acid Natural products OC(=O)C=C NIXOWILDQLNWCW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- OSWFIVFLDKOXQC-UHFFFAOYSA-N 4-(3-methoxyphenyl)aniline Chemical compound COC1=CC=CC(C=2C=CC(N)=CC=2)=C1 OSWFIVFLDKOXQC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- MIMUSZHMZBJBPO-UHFFFAOYSA-N 6-methoxy-8-nitroquinoline Chemical compound N1=CC=CC2=CC(OC)=CC([N+]([O-])=O)=C21 MIMUSZHMZBJBPO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-O Ammonium Chemical compound [NH4+] QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-O 0.000 description 1
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910000975 Carbon steel Inorganic materials 0.000 description 1
- IMROMDMJAWUWLK-UHFFFAOYSA-N Ethenol Chemical compound OC=C IMROMDMJAWUWLK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- CERQOIWHTDAKMF-UHFFFAOYSA-N Methacrylic acid Chemical compound CC(=C)C(O)=O CERQOIWHTDAKMF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000002202 Polyethylene glycol Substances 0.000 description 1
- OFOBLEOULBTSOW-UHFFFAOYSA-N Propanedioic acid Natural products OC(=O)CC(O)=O OFOBLEOULBTSOW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-L Sulfate Chemical compound [O-]S([O-])(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- QYKIQEUNHZKYBP-UHFFFAOYSA-N Vinyl ether Chemical compound C=COC=C QYKIQEUNHZKYBP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- QCWXUUIWCKQGHC-UHFFFAOYSA-N Zirconium Chemical compound [Zr] QCWXUUIWCKQGHC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000005299 abrasion Methods 0.000 description 1
- 239000012790 adhesive layer Substances 0.000 description 1
- 238000004378 air conditioning Methods 0.000 description 1
- 238000007605 air drying Methods 0.000 description 1
- 229910001515 alkali metal fluoride Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000008044 alkali metal hydroxides Chemical class 0.000 description 1
- 229910001413 alkali metal ion Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 1
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 125000003277 amino group Chemical group 0.000 description 1
- 229910021529 ammonia Inorganic materials 0.000 description 1
- 125000000129 anionic group Chemical group 0.000 description 1
- 239000003945 anionic surfactant Substances 0.000 description 1
- 239000002519 antifouling agent Substances 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000003183 carcinogenic agent Substances 0.000 description 1
- 150000001768 cations Chemical class 0.000 description 1
- 239000013043 chemical agent Substances 0.000 description 1
- 238000006388 chemical passivation reaction Methods 0.000 description 1
- 239000003638 chemical reducing agent Substances 0.000 description 1
- 229910021563 chromium fluoride Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910001430 chromium ion Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000008199 coating composition Substances 0.000 description 1
- 239000011247 coating layer Substances 0.000 description 1
- 239000010960 cold rolled steel Substances 0.000 description 1
- 239000000470 constituent Substances 0.000 description 1
- 238000007796 conventional method Methods 0.000 description 1
- 238000007739 conversion coating Methods 0.000 description 1
- 230000008021 deposition Effects 0.000 description 1
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 1
- 238000007598 dipping method Methods 0.000 description 1
- 238000005265 energy consumption Methods 0.000 description 1
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 1
- 125000003700 epoxy group Chemical group 0.000 description 1
- 150000002222 fluorine compounds Chemical class 0.000 description 1
- 235000019253 formic acid Nutrition 0.000 description 1
- 125000000524 functional group Chemical group 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- 150000004761 hexafluorosilicates Chemical class 0.000 description 1
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 1
- 238000007603 infrared drying Methods 0.000 description 1
- 239000004922 lacquer Substances 0.000 description 1
- VZCYOOQTPOCHFL-UPHRSURJSA-N maleic acid Chemical compound OC(=O)\C=C/C(O)=O VZCYOOQTPOCHFL-UPHRSURJSA-N 0.000 description 1
- 239000011976 maleic acid Substances 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 1
- 229910021645 metal ion Inorganic materials 0.000 description 1
- XJRBAMWJDBPFIM-UHFFFAOYSA-N methyl vinyl ether Chemical compound COC=C XJRBAMWJDBPFIM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000000178 monomer Substances 0.000 description 1
- 230000007935 neutral effect Effects 0.000 description 1
- 239000002736 nonionic surfactant Substances 0.000 description 1
- 238000000643 oven drying Methods 0.000 description 1
- 150000003013 phosphoric acid derivatives Chemical class 0.000 description 1
- 238000005554 pickling Methods 0.000 description 1
- 229920000058 polyacrylate Polymers 0.000 description 1
- 229920001223 polyethylene glycol Polymers 0.000 description 1
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 1
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 1
- 238000007761 roller coating Methods 0.000 description 1
- 238000005096 rolling process Methods 0.000 description 1
- 239000010802 sludge Substances 0.000 description 1
- 239000011775 sodium fluoride Substances 0.000 description 1
- 235000013024 sodium fluoride Nutrition 0.000 description 1
- 239000007921 spray Substances 0.000 description 1
- 239000003381 stabilizer Substances 0.000 description 1
- 239000007858 starting material Substances 0.000 description 1
- 239000008399 tap water Substances 0.000 description 1
- 235000020679 tap water Nutrition 0.000 description 1
- 238000010998 test method Methods 0.000 description 1
- 239000002562 thickening agent Substances 0.000 description 1
- 125000003396 thiol group Chemical group [H]S* 0.000 description 1
- 231100000331 toxic Toxicity 0.000 description 1
- 230000002588 toxic effect Effects 0.000 description 1
- 231100000419 toxicity Toxicity 0.000 description 1
- 230000001988 toxicity Effects 0.000 description 1
- VZCYOOQTPOCHFL-UHFFFAOYSA-N trans-butenedioic acid Natural products OC(=O)C=CC(O)=O VZCYOOQTPOCHFL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 125000000391 vinyl group Chemical group [H]C([*])=C([H])[H] 0.000 description 1
- ZTWTYVWXUKTLCP-UHFFFAOYSA-N vinylphosphonic acid Chemical compound OP(O)(=O)C=C ZTWTYVWXUKTLCP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- NLVXSWCKKBEXTG-UHFFFAOYSA-N vinylsulfonic acid Chemical compound OS(=O)(=O)C=C NLVXSWCKKBEXTG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000002699 waste material Substances 0.000 description 1
- 150000003752 zinc compounds Chemical class 0.000 description 1
- 229910052726 zirconium Inorganic materials 0.000 description 1
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
- C23C22/00—Chemical surface treatment of metallic material by reaction of the surface with a reactive liquid, leaving reaction products of surface material in the coating, e.g. conversion coatings, passivation of metals
- C23C22/05—Chemical surface treatment of metallic material by reaction of the surface with a reactive liquid, leaving reaction products of surface material in the coating, e.g. conversion coatings, passivation of metals using aqueous solutions
- C23C22/06—Chemical surface treatment of metallic material by reaction of the surface with a reactive liquid, leaving reaction products of surface material in the coating, e.g. conversion coatings, passivation of metals using aqueous solutions using aqueous acidic solutions with pH less than 6
- C23C22/34—Chemical surface treatment of metallic material by reaction of the surface with a reactive liquid, leaving reaction products of surface material in the coating, e.g. conversion coatings, passivation of metals using aqueous solutions using aqueous acidic solutions with pH less than 6 containing fluorides or complex fluorides
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
- C23C22/00—Chemical surface treatment of metallic material by reaction of the surface with a reactive liquid, leaving reaction products of surface material in the coating, e.g. conversion coatings, passivation of metals
- C23C22/82—After-treatment
- C23C22/83—Chemical after-treatment
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
- C23C2222/00—Aspects relating to chemical surface treatment of metallic material by reaction of the surface with a reactive medium
- C23C2222/10—Use of solutions containing trivalent chromium but free of hexavalent chromium
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Chemical Treatment Of Metals (AREA)
Abstract
Método para tratar una superficie metálica de hierro o aleación de hierro para proporcionar protección contra la corrosión, adhesividad del recubrimiento y/o del adhesivo, y dicho método comprende la aplicación de una composición acuosa a la superficie metálica de hierro o de aleación de hierro; dicha composición comprende: cromo trivalente (Cr3+): 1.16-7.0 g/l fluoruro total (F-): 1.3-7.7 g/l inhibidor de corrosión orgánico hasta 2.0 g/l polímeros solubles en agua: 0-4.0 g/l tensoactivo soluble en agua 0-1.0 g/l silano órgano-funcional y/u oligómero 0-4.0 g/l agente de regulación del pH 0-1.0 g/l gente de regulación del fluoruro 0-1.0 g/l en donde la relación molar de Cr3+ a F- varía está en el rango de 0.25-0.4, y en donde el pH varía en el rango de 2.0-4.4, en donde el peso del recubrimiento, medido por XRF después del secado está en el rango de 20- 200 mg cromo/m2.
Description
DESCRIPCIÓN
Método para el tratamiento de superficies metálicas con una composición acuosa y composición acuosa.
La invención se refiere a un método para el tratamiento de superficies metálicas con una composición acuosa y a una composición acuosa para el tratamiento de superficies metálicas.
En el arte es bien conocido el tratamiento mecánico y químico de las superficies metálicas para mejorar la resistencia a la corrosión y/o para mejorar la adherencia a un recubrimiento aplicado con posterioridad, tal como una capa adhesiva, una capa de pintura, una capa de laca u otra capa de acabado. Por ejemplo, el tratamiento mecánico para granallar se ha usado para eliminar las incrustaciones y/o los óxidos de las superficies metálicas, como así también para mejorar la adhesividad, cuando no era práctico aplicar los pasos de los tratamientos químicos. La limpieza únicamente en base de agua de las partes de metal fabricadas especialmente con hierro y aleaciones de hierro, sin ningún tratamiento químico adecuado, producirá una oxidación rápida (también conocida como “oxidación inmediata”) si las partes no se pintan en pocas horas. El desengrasado de superficies aceitadas con un disolvente adecuado, como “thinner” o heptano, no produce la oxidación rápida. Sin embargo, el desengrasado con solvente plantea riesgos importantes a la salud y a la seguridad del personal y el ambiente. El tratamiento químico de las superficies de metal con acero recubierto de zinc (aleación), acero dulce o aluminio y sus aleaciones con soluciones acuosas de cromato (cromo VI) produce lo que se conoce como “capa de conversión de cromato”, que opone resistencia a la corrosión y tiene mejor adhesión, además de evitar que se produzca la oxidación inmediata antes de pintar.
También se reconoce que estas soluciones acuosas con base de cromato sufren de la toxicidad del componente Cr6+ de estas. El Cr6+ está clasificado como sustancia cancerígena y se lo prohibirá en casi todas las aplicaciones industriales en las que hay riesgos de alta exposición para los trabajadores. La eliminación de las composiciones para tratamientos tóxicos también plantea un problema, si bien en menor medida, si se lo convierte en cromo trivalente, que es comparativamente inocuo. Sin embargo, esta conversión conlleva costos y gastos adicionales.
También se han utilizado recubrimientos de fosfato para mejorar la adhesión de recubrimientos tales como pintura, y la resistencia a la corrosión del acero. Algunas grandes desventajas de los recubrimientos de fosfato son la necesidad de realizar varios pasos de enjuague, la eliminación de lodos y el consumo de energía. Asimismo, estos revestimientos a menudo se sellan con una solución de cromo hexavalente, para conseguir óptima adhesividad y resistencia a la corrosión. Por lo tanto, estos recubrimientos de fosfato adolecen de varias desventajas para el medio ambiente, la salud y la seguridad.
Hoy en día, el uso de imprimaciones sin cromatos (pintura) se ha vuelto más común. Parece ser que los tratamientos previos mecánicos y químicos de los metales son más importantes para garantizar la protección contra la corrosión de los sistemas de pintura para metales.
La legislación vigente también ha avanzado y se va gradualmente aplicando, con miras a reducir y finalmente abandonar las composiciones para el tratamiento de metales en base a cromo hexavalente.
Por lo tanto, en la técnica, existe una necesidad de contar con tratamientos sustancialmente sin compuestos de cromo hexavalente, que ofrezcan resistencia a la corrosión y unión a las superficies metálicas tratadas en modo similar a lo que se obtiene tratando estas superficies metálicas con soluciones convencionales que comprenden cromo hexavalente.
En la bibliografía de patentes se han descripto varias propuestas para satisfacer esta necesidad. Por ejemplo, el documento WO 2006/088518 ha descripto un proceso para preparar recubrimientos de conversión de circoniocromo sobre hierro y aleaciones de hierro, para mejorar la resistencia a la corrosión y la fuerza de adhesividad. Este conocido método comprende el tratamiento del hierro y aleaciones de hierro con una solución acuosa ácida que tiene un pH entre aproximadamente 2.5 y 5.5, preferiblemente 3.7-4.0 para superficies de acero. La solución acuosa ácida comprende, por litro de solución, desde aproximadamente 0.01 hasta 22 gramos de un compuesto de cromo trivalente, aproximadamente desde 0.01 a 12 gramos de un hexafluorocirconato, aproximadamente de 0.0 a 12 gramos de al menos un fluorocompuesto seleccionado del grupo que comprende: tetrafluoroborato, hexafluorosilicato y mezclas de los mismos, de aproximadamente 0,0 a 10 gramos de al menos un compuesto de zinc divalente, de 0,0 a aproximadamente 10 gramos de al menos un espesante soluble en agua y de 0,0 a aproximadamente 10 gramos de al menos un tensioactivo soluble en agua. El tratamiento conocido mencionado contiene al menos circonio y la especie de cromo trivalente soluble preferida contiene un anión sulfato. Estos cationes y aniones extraños afectarán negativamente la formación de especies insolubles. Por lo tanto, la solución restante sin reaccionar debe enjuagarse con agua del grifo o desmineralizada para eliminarse del sustrato, lo que produce desechos adicionales que requieren procesos de eliminación, u otro procesamiento.
El documento WO 2006/088519 A1 describe un tratamiento similar, en el que la solución también comprende un compuesto estabilizador seleccionado entre compuestos polihidroxi y carboxílicos. En la práctica, estas
preparaciones se utilizan en concentraciones bajas de las especies eficaces para evitar que se produzcan un ataque excesivo y la oxidación instantánea durante el secado. Sin embargo, las concentraciones bajas dan como resultado capas protectoras menos densas en la superficie del metal y, por lo tanto, pueden afectar el rendimiento de la protección y/o la unión adhesiva.
Del documento EP 111897 A1 se conoce un proceso sin enjuague para tratar superficies metálicas, en particular para la aplicación posterior de composiciones de recubrimiento orgánicas, en las que se humedece la superficie metálica con una solución de un baño acuoso que tiene un pH en el rango de 2-3 y contiene 0.5-10 g/L de iones de cromo (III), 0.55-11 g/L de iones de fluoruro, 0.6-12.5 g/L de fosfato y 0.15-5.0 g/L de un agente formador de una película orgánica que es soluble o que se dispersa homogéneamente en el agua, como un polímero acrílico soluble en agua.
Un objeto de la invención es proporcionar un método para proteger una superficie de recubrimiento orgánico de hierro o aleación de hierro contra la corrosión y/o mejorar las propiedades de adhesión duraderas de dicho recubrimiento orgánico o un adhesivo usando una solución para el tratamiento de superficies metálicas.
Otro objeto de la invención es proporcionar un método para el tratamiento del metal alternativo y una solución en base a cromo trivalente para la protección de una superficie con recubrimiento orgánico de hierro o de aleación de hierro contra la corrosión y/o para mejorar las propiedades de adhesión de dicho recubrimiento orgánico o un adhesivo que utilice una solución para el tratamiento de una superficie metálica.
Otro objeto aún es proporcionar un método y una solución para el tratamiento de metales que se seque en el sitio y que no requiera un paso de enjuague después de la aplicación.
Otro objeto aún es proporcionar una solución para el tratamiento de metales de secado in situ para uso a temperatura ambiente en hierro y aleaciones de hierro sin oxidación rápida.
Otro objeto es proporcionar un método para el tratamiento de metales y una solución para su aplicación a una superficie ya fosfatada de hierro y de aleación de hierro que reemplace un sellado cromado convencional en dicha superficie.
Por lo tanto, en un primer aspecto la invención proporciona un método para tratar una superficie metálica de hierro o aleación de hierro para proporcionar protección contra la corrosión, adhesividad del recubrimiento y/o del adhesivo, y dicho método comprende la aplicación de una composición acuosa a la superficie metálica de hierro o de aleación de hierro; dicha composición comprende:
cromo trivalente (Cr3+): 1.16-7.0 g/l fluoruro total (F-): 1.3-7.7 g/l inhibidor de corrosión orgánico hasta 2.0 g/l polímeros solubles en agua: 0-4.0 g/l tensoactivo soluble en agua 0-1.0 g/l silano órgano-funcional y/u oligómero 0-4.0 g/l agente de regulación del pH 0-1.0 g/l gente de regulación del fluoruro 0-1.0 g/l
en donde la relación molar de Cr3+ a F- varía de 0.25-0.4, y en donde el pH varía de 2.0-4.4, en donde el peso del recubrimiento, medido por XRF después del secado está en el rango de 20-200 mg cromo/m2.
En un segundo aspecto, la invención proporciona una composición acuosa según se la definió antes para el tratamiento de una superficie metálica de hierro o aleación de hierro.
A continuación, se describe la invención primeramente en cuanto a la composición y a los componentes de la misma. La composición acuosa de acuerdo con la invención no tiene cromo hexavalente y contiene, como sus elementos constituyentes principales iones de cromo trivalente e iones de fluoruro en una proporción molar de Cr3+ a :F- variando desde 0.25-0.4. Sorprendentemente, se comprobó que una solución que tiene una composición relativamente simple respecto de sus componentes sin la necesidad de compuestos (fluorometalato) específicos más complejos como fuente de iones de fluoruro ofrecen buenos resultados respecto de la resistencia a la corrosión y la adhesividad. Estos compuestos de fluorometalato como se usan en la técnica anterior introducirán iones metálicos polivalentes extraños y se cree que no tienen un papel importante en la resistencia a la corrosión ni en la adhesividad y podrían complicar la preparación de la composición en cuanto a las relaciones deseadas de los componentes. Por el contrario, la composición de acuerdo con la invención puede preparase fácilmente. Los aniones inorgánicos fuera de los fluoruros, como los fosfatos están convenientemente ausentes de la composición
de la invención. Estos otros aniones inorgánicos aumentan la solubilidad de la capa de conversión que se produce e impactan en su rendimiento. Además, la estabilidad y el mantenimiento del baño de tratamiento podrían volverse más complicados. Las superficies de metal que pueden ser adecuadamente tratadas con la composición de acuerdo con la invención incluyen el hierro y las aleaciones de hierro tales como el acero laminado en frío, el acero dulce y aceros al carbono. A la superficie metálica puede aplicársele un recubrimiento de conversión convencional de fosfato, antes de su exposición a la composición de acuerdo con la invención. La composición puede aplicarse fácilmente, incluso en condiciones de reparación y mantenimiento, tales como aplicaciones en tuberías al aire libre en el campo, construcción de barcos, trabajos en carreteras, equipos industriales marítimos, y otras estructuras de acero (no móviles). Normalmente, la composición puede aplicarse directamente a la superficie metálica, después de un tratamiento previo convencional, mecánico y/o químico, tal como decapado abrasivo, lijado y raspado y desengrasado/decapado, respectivamente. No es necesario el enjuague posterior a la aplicación de la composición. La solución del tratamiento puede ser secada al aire en las condiciones dominantes y no requiere de medidas o aparatos especiales. De todos modos, el sustrato metálico sometido al tratamiento debe estar seco antes de realizar los procesos siguientes de pintura o de unión adhesiva. Para reducir el tiempo del proceso, se pueden usar métodos de secado forzado, por ejemplo, secado en horno, secado por infrarrojos y secado con aire forzado. Una vez que la composición ha sido aplicada y se ha secado lo suficiente, la superficie de hierro o aleación de hierro así tratada puede recubrirse con pintura orgánica, opcionalmente incluyendo la pre-aplicación de una imprimación de pintura y/o de un sistema de adhesión.
La capa que se ha formado a partir de la composición mejora la adhesividad del recubrimiento que se aplicará posteriormente, por ejemplo, un sistema de capa de pintura o un sistema de unión adhesiva. La mejor adhesión muestra buena resistencia a la corrosión cuando la superficie metálica recubierta de ese modo se expone a condiciones de corrosión. Además, parece que la capa que se forma permite reducir el espesor de la capa de una imprimación de pintura convencional, o hasta obviar del todo la imprimación. El cromo trivalente está presente en una cantidad de 1.16-7.0 g/l. Un rango preferido es de 3.0-6.0 g/l. El fluoruro total está presente en un rango de 1.3-7.7 g/l. La relación molar de Cr3+ a F es de 0.25-4.0, preferiblemente 0.30-0.36, más preferiblemente 0.32 0.34, tal como 1:3. Se comprobó que la relación estequiométrica de CrF3 o ligeramente superior ofrece buenos resultados en cuanto a resistencia a la corrosión y/o a características de unión.
El cromo trivalente puede obtenerse reduciendo el ácido crómico (H2CrO4) con agentes químicos que puedan oxidarse con ácido crómico, tal como el metanol o el peróxido de hidrógeno, sin dejar productos residuales en la solución de partida después del calentamiento. Otra fuente atractiva es utilizar CrF3.4H2O como material de partida. Este compuesto es poco soluble en agua, pero lo es acompañado de componentes ácidos como HF y homopolímeros y copolímeros ácidos. Se usa preferiblemente HF ya que no introduce aniones extraños.
El pH varía de 2.0-4.4, preferiblemente 2.7-3.8, en particular 2.7-3.4. Para fijar la acidez en el nivel requerido, la composición puede contener agentes de regulación del pH, tal como hidróxidos de metales alcalinos, tal como hidróxido de sodio, hidróxido de potasio y amoníaco, en una cantidad de 0-1.0 g/l. Se cree que los iones de metales alcalinos no contribuyen, o bien contribuyen en un grado mucho menor, a la formación de la capa de protección y, por lo tanto, a la protección y/o a las características de unión de las mismas.
Como se dijo, la relación molar del fluoruro al cromo trivalente es preferiblemente igual o levemente superior a la relación estequiométrica de CrF3. Esto puede regularse incorporando agentes de regulación del fluoruro que ofrezcan una fuente adicional de aniones fluoruro. Si están presentes, estos agentes de regulación del fluoruro lo están en una cantidad de hasta 1.0 g/l. Ejemplos preferidos incluyen al ácido fluorhídrico, fluoruros de metales alcalinos, y amonio, en particular fluoruro de sodio y bifluoruro de amonio.
La composición de acuerdo con la invención contiene un inhibidor de corrosión orgánico en una cantidad de hasta 2.0 g/l, preferiblemente 0.0001-2.0, más preferiblemente 0.1-1.0 g/l. Por lo tanto, el inhibidor de corrosión orgánico es un componente necesario de la composición de acuerdo con la invención. El inhibidor de corrosión orgánico puede actuar como un inhibidor de la oxidación rápida, lo que impide la llamada “oxidación instantánea” durante el secado de la composición del tratamiento aplicada a las superficies de hierro o de aleación de hierro. Además, se cree que el inhibidor de corrosión orgánico contribuye a la resistencia final después de la aplicación de un recubrimiento como pintura. El inhibidor de corrosión orgánico debe ser ligeramente soluble en agua o poder mezclarse en agua. Los ejemplos de ello incluyen: N, N-dimetil propilen urea, tolitriazol, ftalato de zinc, maleato de imidazolina, ácido caprílico, ácido ftálico, ésteres de alquilo de ácido fosfónico, ácido n-butírico, benzotriazol, tolitriazol, sales divalentes de ftalato, nitrobenzoato, 1-octanol, tánico ácido, sales divalentes de nitro maleato, 2-mercaptobencimidazol, alcohol propargílico, etoxilatos de alcohol propargílico, sal de zinc iso-nitroftalato, 2-butin 1,4 diol, 2-butin 1,4 diol alcoxilatos, sal de alcanolamina de ácidos orgánicos nitrogenados, cuaternario aminas y combinaciones de las mismas.
La concentración y la naturaleza del inhibidor de corrosión orgánico o de la mezcla de inhibidores de corrosión deben ser seleccionadas de modo tal que no bloqueen la deposición de cromo trivalente en el metal durante el tratamiento.
Además de los componentes anteriores, la composición puede contener componentes adicionales de un grupo seleccionado de compuestos opcionales. Estos compuestos opcionales incluyen homopolímeros y copolímeros solubles en agua que preferiblemente tienen por base los siguientes monómeros: ácido acrílico, ácido metacrílico, alcohol vinílico, viniléter, ácido maleico, ácido vinilfosfónico, ácido vinilsulfónico, metilviniléter y combinaciones de los mismos, hasta 4.0 g / l, preferiblemente 0.01-4.0 g / l, más preferiblemente 0.1-1 g / l. Estos polímeros mejoran el comportamiento humectante de la composición de tratamiento, así como la adhesión de los recubrimientos orgánicos aplicados posteriormente. Las concentraciones demasiado altas reducirán la adhesión húmeda de un recubrimiento orgánico. Otro compuesto opcional es un tensoactivo soluble en agua, que puede estar presente en una cantidad de hasta 1.0 g / l. Un intervalo de concentración preferido es 0,001-0,5 g / l, mientras que una concentración más preferida varía de 0,01-0,1 g / l. Los tensioactivos que pueden usarse en la composición de acuerdo con la invención incluyen tensioactivos aniónicos y no iónicos de baja formación de espuma estables a los ácidos como alcaril sulfonatos y aminas grasas de polietilenglicol. El tensioactivo proporciona una humectación uniforme del sustrato y una eliminación eficaz del aceite y la suciedad. Si la cantidad de tensioactivo es demasiado alta, puede causar una formación de espuma excesiva en el proceso.
Otro componente que puede también estar presente es un silano organofuncional y/o un oligómero hidrolizado del mismo. Si están presentes, la concentración va hasta 4.0 g/l. El grupo funcional reactivo es al menos uno seleccionado entre un grupo mercapto, un grupo amino, un grupo vinilo, un grupo epoxi y un grupo metacriloxi, ventajosamente en una cantidad de 1 a 40 mg / l en base a Si.
El método para tratar una superficie metálica de hierro o aleación de hierro para proporcionar resistencia a la corrosión y adherencia de un revestimiento o adhesivo, comprende un paso de aplicación de la composición acuosa de acuerdo con la invención descrita anteriormente, a la superficie metálica. Normalmente, la superficie metálica que se va a tratar con la composición de acuerdo con la invención se pretrata utilizando procesos de pretratamiento mecánico o químico conocidos o una combinación de los mismos para obtener una superficie más humectable, lo que normalmente requiere que la superficie sea rugosa y sustancialmente sin herrumbre, cascarillas, óxidos, grasa, aceite y similares. Los procesos de pretratamiento mecánico comprenden granallado seco, lijado, raspado y abrasión. El pretratamiento químico incluye desengrasado y decapado (ácido / alcalino / disolvente). Típicamente, a un pretratamiento químico le sigue una etapa de enjuague con agua del grifo o agua desmineralizada. También son posibles combinaciones de pretratamiento mecánico y pretratamiento químico en cualquier orden.
Sorprendentemente se ha observado que la composición según la invención también puede sustituir el desengrasado con disolvente de superficies aceitadas de hierro o aleación de hierro sin incrustaciones ni óxido. Tras la aplicación de la composición según la invención, en particular una composición como la presente que contiene un tensioactivo, en ese tipo de superficies, se produce simultáneamente la eliminación del aceite, la grasa y la suciedad, con la formación de la capa de conversión, por lo que el paso de desengrasado con disolvente como en la técnica precedente resulta ahora superfluo. Así, en una realización del método de acuerdo con la invención se pone en contacto una superficie de hierro o aleación de hierro aceitada, pero libre de incrustaciones y óxido con la presente composición.
La composición según la invención permite también reemplazar un sello de cromato convencional sobre una superficie ya fosfatada de hierro y aleación de hierro.
La forma de aplicar la composición según la invención a la superficie metálica no está limitada. Sin embargo, será ventajosa la homogeneidad y uniformidad de la película húmeda aplicada sobre el sustrato antes del secado. Los métodos de aplicación adecuados incluyen rociar, sumergir, limpiar, cepillar, revestir con rodillo y similares. El exceso de líquido de tratamiento en piezas con geometrías intrincadas se puede eliminar con aire comprimido antes del secado. Después de la aplicación, ya no es necesario realizar un paso de enjuague para eliminar las especies no reactivas y/o que no hayan reaccionado de la capa formada. Por el contrario, la superficie metálica a la que se aplica la composición según la invención puede dejarse secar inmediatamente, por ejemplo, con aire opcionalmente a una temperatura elevada, como un horno con aire acondicionado.
El peso del recubrimiento (después del secado medido por XRF (fluorescencia de rayos X) varía de 20 a 200 mg de cromo / m2. Pesos de recubrimiento más altos reducirán las propiedades de adhesión de las capas de recubrimiento orgánico que se apliquen posteriormente. No se ha registrado ningún efecto beneficioso respecto de la protección contra la corrosión con pesos del recubrimiento más bajos.
Un sistema de pintura aplicado posteriormente y / o un sistema de unión adhesiva se puede aplicar usando métodos y equipos convencionales, tales como pulverización, cepillado y recubrimiento con rodillo.
Las diversas características de la composición de tratamiento discutidas anteriormente, son igualmente aplicables al método de acuerdo con la invención.
La invención se ilustra mediante los siguientes ejemplos de acuerdo con la invención y ejemplos comparativos.
El compuesto cromo trivalente "Cr (III) Fluoruro" como se indica en las Tablas siguientes se obtuvo reduciendo una solución de ácido crómico en una relación estequiométrica de cromo a fluoruro de 1 a 3. La fuente de fluoruro fue una solución acuosa de fluoruro de hidrógeno. Se utilizó metanol en agua como agente reductor. Después de 4 horas de reducción a 80 ° C, no se pudo detectar cromo hexavalente usando un método de prueba de sdifenilcarbazida (el límite de detección para Cr (VI) es menor que 0.03 ppm). El metanol y los productos de oxidación del metanol como la formalina y el ácido fórmico no pudieron detectarse mediante mediciones de TOC (carbono orgánico total).
Se prepararon líquidos acuosos para el tratamiento de superficies metálicas que tenían la composición indicada en la Tabla 1 y se aplicaron a las superficies metálicas como se indica en las Tablas 2-4.
Las superficies así expuestas a pretratamiento, tratamiento y revestimiento orgánico se sometieron a pruebas de adhesión y corrosión de acuerdo con las normas de calidad prescritas por GSB y Qualitysteelcoat: Adhesión Cross cut adhesión pulí off (Protección de estructuras de acero frente a la corrosión mediante sistemas de pintura protectores) EN ISO 16276-2; ASTM D3359; Adhesión Resversed impact (Ensayos de deformación rápida (resistencia al impacto) ASTM D2794 o EN ISO 6272-1 y Ensayos de corrosión: Ensayos de corrosión acelerada según ASTM B117 Pulverización con sal neutra (Neutral Salt Spray) para hierro, aleaciones de hierro y aceros revestidos de zinc. Los cuadros 2-4 resumen los resultados de las pruebas.
Tabla 4: Resultado de prueba
A partir de los ejemplos anteriores y los resultados de las pruebas, parece que las composiciones de acuerdo con la invención presentan un mejor rendimiento con respecto a la adherencia del revestimiento, la humectabilidad, la inhibición de la oxidación instantánea y la resistencia a la corrosión que los ejemplos comparativos, que fallan en uno o más de estos aspectos o son peores.
Claims (15)
1. Método para tratar una superficie metálica de hierro o aleación de hierro para proporcionar protección contra la corrosión, adhesividad del recubrimiento y/o del adhesivo, y dicho método comprende la aplicación de una composición acuosa a la superficie metálica de hierro o de aleación de hierro; dicha composición comprende:
cromo trivalente (Cr3+): 1.16-7.0 g/l fluoruro total (F‘): 1.3-7.7 g/l inhibidor de corrosión orgánico hasta 2.0 g/l polímeros solubles en agua: 0-4.0 g/l tensoactivo soluble en agua 0-1.0 g/l silano órgano-funcional y/u oligómero 0-4.0 g/l agente de regulación del pH 0-1.0 g/l gente de regulación del fluoruro 0-1.0 g/l
en donde la relación molar de Cr3+ a F- varía está en el rango de 0.25-0.4, y en donde el pH varía en el rango de 2.0-4.4, en donde el peso del recubrimiento, medido por XRF después del secado está en el rango de 20 200 mg cromo/m2.
2. Método de acuerdo con la reivindicación 1, en el que la concentración de cromo trivalente (Cr3 ) en la composición acuosa está en el rango de 3,0 a 6,0 g / L.
3. Método de acuerdo con la reivindicación 1 o 2, en el que la relación molar Cr3+.F en la composición acuosa está en el rango de0.30-0.36, preferiblemente 0.32-0.34 y más preferiblemente 1:3.
4. Método de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que la composición comprende CrF3.4H2O disociado.
5. Método de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que la concentración de inhibidor de corrosión orgánico en la composición acuosa está en el rango de 0.0001-2,0, preferiblemente de 0.1 -1,0 g/L.
6. Método de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que la concentración de los polímeros solubles en agua en la composición acuosa está en el rango de 0.01 a 4.0, preferiblemente de 0.1 a 1.0 g/L.
7. Método de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que la concentración del tensioactivo soluble en agua en la composición acuosa está en el rango de 0.001-0.5, preferiblemente de 0,01 0,1 g/L.
8. Método de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que el pH está en el rango de 2.7 a 3.8, preferiblemente de 2.7 a 3.4.
9. Método de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que el inhibidor de corrosión orgánico se selecciona del grupo que incluye: N, N-dimetil propilen urea, tolitriazol, ftalato de zinc, maleato de imidazolina, ácido caprílico, ácido ftálico, ésteres de alquilo de ácido fosfónico, ácido n-butírico, benzotriazol, tolitriazol, sales divalentes de ftalato, nitrobenzoato, 1-octanol, tánico ácido, sales divalentes de nitro maleato, 2-mercaptobencimidazol, alcohol propargílico, etoxilatos de alcohol propargílico, sal de zinc iso-nitroftalato, 2-butin 1,4 diol, 2-butin 1,4 diol alcoxilatos, sal de alcanolamina de ácidos orgánicos nitrogenados, cuaternario aminas y combinaciones de las mismas.
10. Método según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que la superficie metálica se selecciona de una superficie metálica desengrasada con disolvente de hierro o aleación de hierro, una superficie metálica de hierro o aleación de hierro de la que se han eliminado mecánicamente incrustaciones y óxidos, una superficie metálica de hierro o aleación de hierro que ya ha sido provisto con un revestimiento de conversión de fosfato y una superficie metálica aceitada de hierro y aleación de hierro que está libre de incrustaciones y óxidos.
11. Composición acuosa para el tratamiento de una superficie metálica de hierro o aleación de hierro, en particular para su uso en el método según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, cuya composición consiste en:
cromo trivalente (Ce3+): 1.16-7.0 g/l
fluoruro total (F‘): 1.3-7.7 g/l inhibidor de corrosión orgánico hasta 2.0 g/l polímeros solubles en agua: 0-4.0 g/l tensoactivo soluble en agua 0-1.0 g/l silano órgano-funcional y/u oligómero 0-4.0 g/l agente de regulación del pH 0-1.0 g/l gente de regulación del fluoruro 0-1.0 g/l
en donde la relación molar de Cr3+ a F- está en el rango de 0.25-0.4, y en donde el pH varía en el rango de 2.0 4.4.
12. Composición de acuerdo con la reivindicación 11, en la que la concentración de cromo trivalente (Cr3 ) está en el rango de 3.0-6.0 g/L
13. Composición de acuerdo con la reivindicación 11 o 12, en la que la relación molar Cr3 : F- está en el rango de 0,30-0,36, preferiblemente 0,32-0,34 y más preferiblemente 1: 3.
14. Composición de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores de la 11 a la 13, en la que la concentración de inhibidor de corrosión orgánico está en el rango de 0,0001 a 2,0, preferiblemente de 0,1 a 1,0 g/L.
15. Composición de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores de la 11 a la 14, en la que la concentración de los polímeros solubles en agua en la composición acuosa varía de 0,01 a 4,0, preferiblemente de 0,1 a 1,0 g/L; y/o la concentración del tensioactivo soluble en agua en la composición acuosa está en el rango de 0,001-0,5, preferiblemente 0,01-0,1 g/L; y/o el pH está en el rango de 2,7-3,8, preferiblemente 2,7 3,4.
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| NL2017398A NL2017398B1 (en) | 2016-08-31 | 2016-08-31 | Method of treating metal surfaces with an aqueous composition and aqueous composition |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| ES2865428T3 true ES2865428T3 (es) | 2021-10-15 |
Family
ID=56889181
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| ES17188548T Active ES2865428T3 (es) | 2016-08-31 | 2017-08-30 | Método para el tratamiento de superficies metálicas con una composición acuosa y composición acuosa |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| EP (1) | EP3290543B1 (es) |
| ES (1) | ES2865428T3 (es) |
| NL (1) | NL2017398B1 (es) |
| PL (1) | PL3290543T3 (es) |
Family Cites Families (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE3247729A1 (de) * | 1982-12-23 | 1984-07-05 | Gerhard Collardin GmbH, 5000 Köln | Verfahren zur behandlung von metalloberflaechen, insbesondere solchen von aluminium, aluminiumlegierungen und stahl, sowie hierfuer geeignete waessrige badloesungen |
| DE3812076A1 (de) * | 1988-04-12 | 1989-10-26 | Elektro Brite Gmbh | Saures chrom-(iii)-haltiges und fluoridhaltiges passivierungsbad fuer oberflaechen aus zink, zinklegierungen und cadmium |
| JP4081276B2 (ja) * | 2002-01-11 | 2008-04-23 | 日本パーカライジング株式会社 | 水性下地処理剤、下地処理方法および下地処理された材料 |
| US9039845B2 (en) * | 2009-11-04 | 2015-05-26 | Bulk Chemicals, Inc. | Trivalent chromium passivation and pretreatment composition and method for zinc-containing metals |
-
2016
- 2016-08-31 NL NL2017398A patent/NL2017398B1/nl not_active IP Right Cessation
-
2017
- 2017-08-30 EP EP17188548.6A patent/EP3290543B1/en active Active
- 2017-08-30 ES ES17188548T patent/ES2865428T3/es active Active
- 2017-08-30 PL PL17188548T patent/PL3290543T3/pl unknown
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| EP3290543A1 (en) | 2018-03-07 |
| NL2017398B1 (en) | 2018-03-08 |
| PL3290543T3 (pl) | 2021-09-20 |
| EP3290543B1 (en) | 2021-01-27 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| EP1404894B1 (en) | Corrosion resistant coatings for aluminum and aluminum alloys | |
| ES2522584T3 (es) | Composición para tratamiento de la superficie metálica, método de tratamiento de la superficie metálica, y material metálico | |
| KR101212335B1 (ko) | 아연 또는 아연 합금 도금에 내식성 피막을 형성시키기 위한 표면 처리 수용액 및 처리 방법 | |
| EP2044239B1 (en) | Method for making a corrosion resistant coating on metal surfaces using an improved trivalent chromium-containing composition | |
| US9347134B2 (en) | Corrosion resistant metallate compositions | |
| EP3301205B1 (en) | Acidic aqueous composition for preparing a corrosion resistant coating on a metal substrate, method for treating the metal substrate by using the composition | |
| JP2007291531A (ja) | アミノシランおよび多シリル官能シランの混合物を利用する金属処理方法 | |
| JP4276530B2 (ja) | 化成処理剤及び表面処理金属 | |
| AU2006233703B2 (en) | Process for forming a well visible non-chromate conversion coating for magnesium and magnesium alloys | |
| ES2463446T3 (es) | Recubrimiento de conversión sin cromo | |
| WO2011145594A1 (ja) | クロムフリー金属表面処理剤及びこれを使用する金属表面処理方法 | |
| CN105051257A (zh) | 用于铝和铝合金的改进的含三价铬的组合物 | |
| US8597482B2 (en) | Process for depositing rinsable silsesquioxane films on metals | |
| US9073083B2 (en) | Process and seal coat for improving paint adhesion | |
| ES2977783T3 (es) | Tratamiento de sustratos metálicos revestidos por conversión con productos de reacción premoldeados a base decompuestos de catecol y de compuestos co-reactivos funcionalizados | |
| US20220364240A1 (en) | Bismuth compositions for metal pretreatment applications | |
| ES2865428T3 (es) | Método para el tratamiento de superficies metálicas con una composición acuosa y composición acuosa | |
| ES2728165T3 (es) | Composición de tratamiento de superficie | |
| WO2018006270A1 (zh) | 无铬铝皮膜剂、铝材及其表面皮膜化处理方法 | |
| JP2020525642A (ja) | 無機ノンクロム水性処理組成物および金属表面をコーティングするための方法 | |
| CN110869535A (zh) | 使用包含阳离子性聚氨酯树脂的脱磷酸锌处理剂的处理方法和经处理的汽车部件 | |
| KR102899146B1 (ko) | 금속 전처리 용도를 위한 비스무트 조성물 | |
| TW202428863A (zh) | 預處理金屬基材之方法 | |
| CN110869534A (zh) | 化成处理剂、涂装前处理方法和金属构件 |