ES2567181T3

ES2567181T3 - Composición de película metálica anticorrosiva de alto rendimiento energético y fabricación de la misma

Info

Publication number: ES2567181T3
Application number: ES11742402.8T
Authority: ES
Inventors: Hyung Oh Lee; Hyun Min Kim; Jeung Euy Song; Soo Ryang Park
Original assignee: L'BESTE GAT Ltd
Current assignee: L'BESTE GAT Ltd
Priority date: 2010-02-09
Filing date: 2011-01-27
Publication date: 2016-04-20
Anticipated expiration: 2031-01-27
Also published as: EP2535385B1; US20120298923A1; EP2535385A2; WO2011099710A2; EP2535385A4; KR100970462B1; WO2011099710A3; JP2013518981A; JP5278931B2; US8932492B2

Abstract

Composición de película metálica anticorrosiva de alto rendimiento energético, que comprende: 100 ∼ 160 partes en peso de polvo de metal que comprende 70 ∼ 100 partes en peso de una aleación de aluminiomagnesio y 30 ∼ 60 partes en peso de aluminio, con un tamaño promedio de partícula de 5 ~ 10 mm; 35 ∼ 60 partes en peso de una primera resina de sol-gel que comprende 20 ∼ 30 partes en peso de tetra-nbutanolato de circonio, 10 ∼ 20 partes en peso de butóxido de circonio, y 5 ∼ 10 partes en peso de titanato de isopropilo; 130 ∼ 190 partes en peso de una segunda resina de sol-gel, 30 ∼ 50 partes en peso de tri-(3-(trimetoxisilil)propil) isocianurato, 50 ∼ 70 partes en peso de gamma-metacriloxipropiltrimetoxisilano y 50 ∼ 70 partes en peso de n-fenilgamma- aminopropiltrimetoxisilano; y 60 - 90 partes en peso de un disolvente.

Description

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DESCRIPCION

Composicion de pellcula metalica anticorrosiva de alto rendimiento energetico y fabricacion de la misma Campo tecnico

[0001] La presente invencion se refiere a un agente de recubrimiento anticorrosivo, y, mas particularmente, a una composicion de pellcula metalica anticorrosiva de alto rendimiento energetico para su uso en un agente de recubrimiento anticorrosivo que forma una capa compuesta de una pellcula metalica y una pellcula anticorrosiva, y a un procedimiento de fabricacion de la misma.

Tecnica anterior

[0002] Los agentes de recubrimiento anticorrosivos se aplican sobre una diana para formar una pellcula de recubrimiento de modo que la diana esta protegida de la contaminacion o corrosion, y son particularmente ampliamente utilizados con el fin de proteger la superficie exterior de piezas de metal que se ensamblan o acoplan con una variedad de productos fabricados en muchos sectores industriales.

[0003] Un agente de recubrimiento anticorrosivo esta compuesto habitualmente de polvo de metal, principalmente responsable de impartir la funcion anticorrosiva, un disolvente organico, y una variedad de aditivos que imparten resistencia al calor, resistencia a las condiciones atmosfericas, anaden estabilidad termica, anti-corrosion, etc.

[0004] A pesar de que dicho agente de recubrimiento anticorrosivo forma habitualmente una sola capa de recubrimiento, la patente coreana No. 10-0848671 da a conocer un procedimiento de formacion de dos capas de recubrimiento compuesto, que incluye la formacion de una pellcula metalica y la formacion de una pellcula anticorrosiva sobre la misma, y una composicion para su uso en el mismo.

[0005] Especlficamente, se forma una capa de chapado metalico sobre una diana, despues de lo cual se aplica una composicion de pintura anticorrosiva sobre la capa de chapado metalico para formar una pellcula anticorrosiva que, a continuacion, se cura a una temperatura elevada de 280 ~ 350 grados C, formando as! una capa de chapado compuesto.

[0006] Este procedimiento es un procedimiento de doble recubrimiento y una coccion, y as! muestra una mejor anticorrosion en comparacion con otros procedimientos de formacion de una capa de recubrimiento anticorrosiva, pero es problematico porque la temperatura de curado es muy alta hasta el intervalo de 280 ~ 350°C y, por lo tanto, la emision de carbono es elevada y el consumo de energla es grande, y la capa de chapado metalico penetra en la pellcula anticorrosiva indeseablemente dando lugar a una alta tasa de defectos y una resistencia a los acidos y a la corrosion deteriorados.

[0007] El documento WO 2005/078026 da a conocer una composicion anticorrosiva que comprende un disolvente, un polvo de aluminio que tiene un D50 de 10 micrometros, un compuesto de silano y titanato de tetraalquil C1-8 alquilo y/o circonato de un tetraalquil C1-10, tal como circonato de tetra-n-butilo.

Descripcion

Problema tecnico

[0008] Por consiguiente, la presente invencion se ha desarrollado teniendo en cuenta los problemas anteriores que aparecen en la tecnica relacionada, y un objetivo de la presente invencion es proporcionar una composicion de pellcula metalica anticorrosiva, que permite un curado a baja temperatura, aumentando as! los efectos de ahorro energetico y evitando que las partlculas de la pellcula metalica penetren en la pellcula anticorrosiva.

Solucion tecnica

[0009] Un aspecto de la presente invencion proporciona una composicion de pellcula metalica, que incluye 100 ~ 160 partes en peso de un polvo de metal, 35 ~ 60 partes en peso de una primera resina de sol-gel, 165 ~ 250 partes en peso de una segunda resina de sol-gel y 60 ~ 90 partes en peso del disolvente.

[0010] Ademas, el polvo de metal comprende 70 ~ 100 partes en peso de una aleacion de aluminio-magnesio y 30 - 60 partes en peso de aluminio.

[0011] Ademas, la primera resina de sol-gel comprende 20 ~ 30 partes en peso de tetra-n-butanolato de circonio, 10 - 20 partes en peso de butoxido de circonio, y 5 - 10 partes en peso de titanato de isopropilo.

[0012] Ademas, la segunda resina de sol-gel comprende 30 ~ 50 partes en peso de tri-(3-(trimetoxisilil)propil) isocianurato, 50 ~ 70 partes en peso de gamma-metacriloxipropiltrimetoxisilano y 50 ~ 70 partes en peso de n-fenil-

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gamma-aminopropiltrimetoxisilano.

[0013] Ademas, el disolvente es preferiblemente acetona.

[0014] Otro aspecto de la presente invencion proporciona un procedimiento de fabricacion de una composicion de pellcula metalica anticorrosiva de alto rendimiento energetico, que incluye 1) mezclar el polvo de metal con un disolvente durante 2 - 3 horas, de manera que el polvo de metal se dispersa en el disolvente para crear una primera mezcla; 2) mezclar la primera mezcla con la primera resina de sol-gel y llevar a cabo agitacion a 300 ~ 400 rpm durante 3 - 5 horas para crear una segunda mezcla; y 3) mezclar la segunda mezcla con la segunda resina de sol- gel y llevar a cabo agitacion a 100 - 200 rpm durante 4 - 7 horas.

[0015] Como tal, en 2) la temperatura se mantiene preferiblemente a 15 - 20°C.

[0016] Ademas, en 3) la temperatura se mantiene a 10 - 15°C.

Efectos ventajosos

[0017] Segun una realizacion de la presente invencion, la composicion de pellcula metalica anticorrosiva no penetra una capa de recubrimiento anticorrosivo formada sobre la misma, mostrando as! propiedades superiores, que incluyen resistencia a la corrosion, resistencia qulmica, durabilidad, resistencia mecanica, y as! sucesivamente.

[0018] Ademas, una composicion de pellcula metalica anticorrosiva de acuerdo con una realizacion de la presente invencion se puede curar a baja temperatura, ahorrando as! el consumo de energla y reduciendo la contaminacion medioambiental.

Modo optimo

[0019] Una realizacion de la presente invencion proporciona una composicion de pellcula metalica anticorrosiva, que incluye polvo de metal, una resina de sol-gel y un disolvente.

[0020] El polvo de metal es el principal material que imparte la funcion anticorrosiva a un agente de recubrimiento anticorrosivo, e incluye aluminio y una aleacion de aluminio-magnesio. El tamano de partlcula del polvo de metal es de 5 ~ 10 pm. Si el tamano de partlcula del mismo es menor de 5 mm, el area superficial especlfica se hace grande creciendo indeseablemente la viscosidad. Por el contrario, si el tamano de partlcula del mismo es de mas de 10 pm, la pellcula metalica puede penetrar en la pellcula anticorrosiva que se formara encima, deteriorando indeseablemente la resistencia al acido.

[0021] El polvo de metal tiene habitualmente forma de esfera. Cuando las partlculas de polvo respectivas no son completamente esfericas, el tamano de partlcula se define como un valor promedio entre la llnea mas larga y la llnea mas corta que pasan por el interior de las partlculas.

[0022] A pesar de que las partlculas de polvo tienen tamanos ligeramente diferentes, el tamano de las partlculas que se distribuyen en mayor numero o el tamano promedio de las partlculas se tomara como el tamano de partlcula del polvo.

[0023] La cantidad del polvo de metal se ajusta a 100 ~ 160 partes en peso. Si la cantidad del polvo de metal es inferior a 100 partes en peso, la resistencia al calor puede disminuir. Por el contrario, si la cantidad del mismo es superior a 160 partes en peso, la fuerza de adhesion puede disminuir.

[0024] La resina de sol-gel es una resina en forma de gel que resulta de una reaccion sol-gel. La resina de sol-gel incluye tetra-n-butanolato de circonio, butoxido de circonio, y titanato de isopropilo, y tri-(3-(trimetoxisilil)propil) isocianurato, gamma-metacriloxipropiltrimetoxisilano, y n-fenil-gamma-aminopropiltrimetoxisilano.

[0025] La resina de sol-gel tiene una alta capacidad de union al polvo de metal y el tejido denso, de manera que el material componente de la pellcula metalica no penetra en la pellcula anticorrosiva y se puede obtener una resistencia a la corrosion, resistencia a los acidos, resistencia al calor y resistencia a los aranazos superiores.

[0026] La cantidad de la resina de sol-gel se ajusta a 165 ~ 250 partes en peso. La resina de sol-gel incluye una primera resina de sol-gel y una segunda resina de sol-gel. En particular, la cantidad de la primera resina de sol-gel es de 35 ~ 60 partes en peso utilizando 20 - 30 partes en peso de tetra-n-butanolato de circonio, 10 - 20 partes en peso de butoxido de circonio, y 5 - 10 partes en peso de titanato de isopropilo, y la cantidad de la segunda resina de sol-gel es de 130 - 190 partes en peso utilizando 30 - 50 partes en peso de tri-(3-(trimetoxisilil)propil)isocianurato, 50 ~ 70 partes en peso de gamma-metacriloxipropiltrimetoxisilano y 50 ~ 70 partes en peso de n-fenil-gamma- aminopropiltrimetoxisilano.

[0027] Si las cantidades de tetra-n-butanolato de circonio, butoxido de circonio y titanato de isopropilo de la primera

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resina de sol-gel se encuentran fuera de los intervalos anteriores, se pueden formar partlculas pequenas tras recubrimiento, causando indeseablemente la obstruccion de la boquilla tras el recubrimiento por pulverizacion. Las cantidades anteriores se consideran importantes.

[0028] Ademas, si las cantidades de tri-(3-(trimetoxisilil)propil)isocianurato, gamma-metacriloxipropiltrimetoxisilano y n-fenil-gamma-aminopropiltrimetoxisilano de la segunda resina de sol-gel se encuentran fuera de los intervalos anteriores, no se consigue la dispersion uniforme del polvo de metal y, de este modo, da lugar a una precipitation severa, dificultando el uso de la composition.

[0029] Dado que la resina de sol-gel es muy sensible, cuando la estabilidad de la misma se reduce debido a la secuencia de preparation, o la temperatura, la gelificacion puede ocurrir de manera instantanea. La primera y segunda resinas de sol-gel se separan experimentalmente en funcion del grado de gelificacion. Tras la preparacion, la primera resina de sol-gel y la segunda resina de sol-gel se mezclan secuencialmente y se agitan.

[0030] Ejemplos no limitantes del disolvente pueden incluir acetona, dipropilenglicol, butildiglicol, alcohol isopropllico, etc. Particularmente util es la acetona.

[0031] Ademas, la composicion de pellcula metalica anticorrosiva segun la presente invention puede incluir ademas un aditivo, tal como un antiespumante, un dispersante, y un modificador de superficie, o un disolvente organico que controla la velocidad de curado, y no limita la adicion de otros aditivos. Por ejemplo, el antiespumante puede incluir un antiespumante a base de polioxipropileno modificado con silicona y el dispersante puede incluir un dispersante a base de polioxietileneter, y el modificador de superficie puede incluir un modificador de superficie a base de glicidoxipropiltrimetoxisilano.

[0032] La composicion de pellcula metalica anticorrosiva segun la presente invencion se utiliza para formar una capa de recubrimiento compuesto que incluye una pellcula anticorrosiva adicional sobre la misma. Como tal, la pellcula anticorrosiva se forma preferiblemente mediante la aplicacion de una composicion de pellcula anticorrosiva, que incluye una resina epoxi modificada con silano, pero la presente invencion no se limita a la misma. El ejemplo no limitante de la composicion de pellcula anticorrosiva, que incluye la resina epoxi modificada con silano, se describe en la patente coreana N° 10-0848671 mencionada en la section de la tecnica anterior.

[0033] Ademas, un procedimiento de fabrication de la composicion de pellcula metalica anticorrosiva de acuerdo con otra realization de la presente invencion incluye dispersar polvo de metal, mezclar y agitar una primera resina de sol-gel, y mezclar y agitar una segunda resina de sol-gel.

[0034] La dispersion del polvo de metal se lleva a cabo mediante la mezcla de polvo de metal que tiene un tamano de 5 ~ 10 pm en un disolvente a temperatura ambiente durante 2 - 3 horas para crear una primera mezcla.

[0035] A continuation, se llevan a cabo la mezcla y agitation de la primera resina de sol-gel mediante la mezcla de la primera mezcla anterior con una primera resina de sol-gel y agitacion a 300 ~ 400 rpm durante 3 - 5 horas para crear una segunda mezcla. Como tal, la temperatura se mantiene a 15 ~ 20°C.

[0036] A continuacion, se llevan a cabo la mezcla y agitacion de la segunda resina de sol-gel mediante la mezcla de la segunda mezcla con una segunda resina de sol-gel y agitacion a 100 - 200 rpm durante 4 - 7 horas. Como tal, la temperatura se mantiene a 10 - 15°C.

[0037] Si las condiciones de fabricacion, tales como el tiempo de mezcla, la velocidad de agitacion, y la temperatura se encuentran fuera de los intervalos anteriores, la estabilidad de la resina de sol-gel se puede deteriorar, acortando notablemente la duration del perlodo anticorrosivo. Por ejemplo, cuando piezas, tales como tornillos, tuercas, etc., son sometidos a un recubrimiento anticorrosivo mediante inmersion, deben ser utilizados durante al menos seis semanas, pero en realidad pueden ser utilizados durante una sola semana.

[Ejemplo]

[0038] Se mezclaron 90 partes en peso de una aleacion de aluminio-magnesio con un tamano de 8 pm y 35 partes en peso de aluminio con un tamano de 8 pm con 70 partes en peso de acetona a temperatura ambiente durante 2 horas. Posteriormente, la temperatura se ajusto a 15°C, despues de lo cual se anadieron a la misma 29 partes en peso de tetra-n-butanolato de circonio, 15 partes en peso de butoxido de circonio y 5 partes en peso de titanato de isopropilo, y la mezcla resultante se agito a 400 rpm durante 5 horas. Posteriormente, la temperatura se ajusto a 10°C y la velocidad de agitacion se redujo a 100 rpm, despues de lo cual se anadieron a la misma 35 partes en peso de tri-(3-(trimetoxisilil)propil)isocianurato, 60 partes en peso de gamma-metacriloxipropiltrimetoxisilano y 55 partes en peso de n-fenil-gamma-aminopropiltrimetoxisilano, y se llevo a cabo agitacion durante 5 horas, obteniendose una composicion de pellcula metalica anticorrosiva.

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[0039] Como tal, el tetra-n-butanolato de circonio tenia un peso molecular de 384 (contenido de oxido de circonio del 28%, contenido de n-butanol del 16%), el butoxido de circonio tenia un peso molecular de 383 y el titanato de isopropilo tenia un molecular peso de 284.

[0040] Ademas, el peso molecular del tri-(3-(trimetoxisilil)propil)isocianurato era de 136,3, el peso molecular del gamma-metacriloxipropiltrimetoxisilano era de 248,4, y el peso molecular del n-fenil-gamma- aminopropiltrimetoxisilano era de 255,4.

[0041] Se fabrico una composicion de pelicula metalica anticorrosiva en las mismas condiciones de mezcla que en el ejemplo 1, con la exception de que solo se cambio la cantidad de tetra-n-butanolato de circonio a 20 partes en peso.

[0042] Se fabrico una composicion de pelicula metalica anticorrosiva en las mismas condiciones de mezcla que en el ejemplo 1, con la excepcion de que solo se cambio la cantidad de butoxido de circonio a 10 partes en peso.

[0043] Se fabrico una composicion de pelicula metalica anticorrosiva como en el ejemplo 1, con la excepcion de que se utilizaron unicamente 125 partes en peso de aluminio con un tamano de 8 pm como polvo de metal en lugar de la mezcla de aleacion de aluminio-magnesio y aluminio.

[0044] Se fabrico una composicion de pelicula metalica anticorrosiva en las mismas condiciones de mezcla y agitation que en el ejemplo 1, con la excepcion de que se anadieron secuencialmente una primera resina de sol-gel y una segunda resina de sol-gel.

[0045] Se fabrico una composicion de pelicula metalica anticorrosiva en las mismas condiciones que en el ejemplo 1, con la excepcion de que se utilizo una aleacion de aluminio-magnesio con un tamano de 15 pm.

[0046] Se fabrico una composicion de pelicula metalica anticorrosiva en las mismas condiciones que en el ejemplo 1, con la excepcion de que se utilizo una aleacion de aluminio-magnesio con un tamano de 20 pm.

[0047] Se fabrico una composicion de pelicula metalica anticorrosiva como en el ejemplo 1, con la excepcion de que se utilizo una resina epoxi en lugar de la resina de sol-gel.

[Ejemplo de prueba]

[0048] La composicion de pelicula metalica anticorrosiva de cada uno de los ejemplos y los ejemplos comparativos se aplico sobre la superficie de acero utilizando un proceso de pulverization, y antes de que se secara esta composicion, se aplico sobre la misma una resina epoxi modificada con silano descrita en la patente coreana No. 100848671 (publicada el 28.07.2008) mediante un proceso de pulverizacion, formando de este modo peliculas anticorrosivas de compuestas que tienen un grosor de 20 ~ 25 pm, despues de lo cual se midieron su resistencia a los acidos, la adhesion, la adhesion resistente al agua, la resistencia a la corrosion y la deformation de una capa de metal. Los resultados se muestran en la Tabla 1 a continuation. Todas las peliculas anticorrosivas se curaron a 130°C durante aproximadamente 10 min. Los procedimientos especificos se resumen en la Tabla 1 a continuacion.

[Tabla 1]

Propiedades de la capa de recubrimiento anticorrosiva compuesta

Elemento evaluado: Procedimiento de evaluacion Ejemplo Ejem plo comparativo

1: 2 3 C.4 5 1 2 3

Resistencia a acidos: Despues de la inmersion en una solucion de acido fluorhldrico al 10% durante 30 minutos no hubo hinchamiento, separacion, desprendimiento ® ® O O D X D

Deformacion de la capa metalica: Observacion a simple vista O ® O D X D X

Adhesion resistente al agua: Despues de la inmersion en agua a 40 ± 2°C durante 120 horas, no hubo hinchamiento, separacion, decoloracion, y poca adhesion ® O O O D X X

Resistencia a la corrosion: solucion de NaCl al 5% 1000 900 800 800 800 400 300 400

Prueba de pulverization de solucion salina (horas)

(® : excelente, O: bueno, D: normal, X: pobre)

[0049] Como es evidente a partir de la Tabla 1, las composiciones de recubrimiento compuestas de los ejemplos 1 a 5 3 mostraron una mayor resistencia a los acidos, adhesion resistente al agua, la corrosion, etc., pero las pellculas

anticorrosivas recubiertas con las composiciones de los ejemplos comparativos 1 y 2 eran muy pobres en todas las propiedades. Esto se considera que es debido al tamano de la aleacion de aluminio-magnesio utilizado como polvo de metal, las propiedades de la resina de sol-gel, y la relacion de componentes de la composicion.

10 [0050] Por consiguiente, el alcance de la invencion esta determinado por las reivindicaciones y no se limita a los

contenidos descritos en este documento, y tambien debe entenderse que variaciones y modificaciones se encuentran dentro del alcance de la presente invencion.

Claims

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REIVINDICACIONES

1. Composicion de pellcula metalica anticorrosiva de alto rendimiento energetico, que comprende:

100 ~ 160 partes en peso de polvo de metal que comprende 70 ~ 100 partes en peso de una aleacion de aluminio- magnesio y 30 ~ 60 partes en peso de aluminio, con un tamano promedio de partlcula de 5 ~ 10 pm;

35 ~ 60 partes en peso de una primera resina de sol-gel que comprende 20 ~ 30 partes en peso de tetra-n- butanolato de circonio, 10 ~ 20 partes en peso de butoxido de circonio, y 5 ~ 10 partes en peso de titanato de isopropilo;

130 - 190 partes en peso de una segunda resina de sol-gel, 30 ~ 50 partes en peso de tri-(3-(trimetoxisilil)propil) isocianurato, 50 ~ 70 partes en peso de gamma-metacriloxipropiltrimetoxisilano y 50 ~ 70 partes en peso de n-fenil- gamma-aminopropiltrimetoxisilano; y 60 - 90 partes en peso de un disolvente.
2. Composicion de pellcula metalica anticorrosiva de alto rendimiento energetico, segun la reivindicacion 1, en la que el disolvente es acetona.
3. Procedimiento de fabricacion de una composicion de pellcula metalica anticorrosiva de alto rendimiento energetico, segun la reivindicacion 1, que incluye:

1) mezclar el polvo de metal con un disolvente durante 2 ~ 3 horas, de manera que el polvo de metal se dispersa en el disolvente para crear una primera mezcla;

2) mezclar la primera mezcla con la primera resina de sol-gel y llevar a cabo agitacion a 300 ~ 400 rpm durante 3 ~ 5 horas para crear una segunda mezcla; y

3) mezclar la segunda mezcla con la segunda resina de sol-gel y llevar a cabo agitacion a 100 ~ 200 rpm durante 4 ~ 7 horas, en el que en 2) la temperatura se mantiene a 15 ~ 20°C y en 3) la temperatura se mantiene a 10 ~ 15°C.