ES2223123T3 - Pigmentos anticorrosivos. - Google Patents
Pigmentos anticorrosivos.Info
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Abstract
La invención se refiere a una nueva clase de pigmentos eficazmente anticorrosivos que no contienen cromato o iones de metales pesados. El inhibidor de la corrosión es un pigmento oxiaminofosfato y se pueden utilizar mezclas de éste con oxinitrato, oximetalfosfatos, oxiforatos y oxisilicatos.
Description
Pigmentos anticorrosivos.
El presente invento se refiere a una composición
anti-corrosiva en forma de pintura.
Cada año alrededor del 5% de los productos de
hierro en el mundo se sustituyen debido a la corrosión.
Se utilizan diferentes revestimientos para
reducir el daño por corrosión, siendo los mas populares las
pinturas. El elemento protector de óxido en las pinturas es
generalmente un pigmento anti-corrosivo.
Tradicionalmente los pigmentos inhibidores de corrosión mas
efectivos se han basado en cromatos, y entre estos especialmente el
cromato de zinc.
Estudios han demostrado que estos, los mejores
pigmentos anticorrosivos (basados en cromato de zinc), son
potencialmente agentes carcinogénicos. Hoy día, en lugar de cromato
de zinc se utiliza en ocasiones pigmentos a base de fosfato de zinc
en varias combinaciones. Pero el zinc es un metal pesado y todos
los metales pesados son nocivos para los humanos. Debido al
concienciamiento creciente del daño ambiental asociado con los
metales pesados, el mercado ha estado buscando sustitutos atóxicos y
de costo efectivo aptos para actuar por lo menos como pigmentos a
base de cromato de zinc y fosfato de zinc.
De conformidad con el invento se proporciona una
nueva clase de pigmentos anti-corrosión efectivos
que no contengan cromato o iones de metales pesados.
Se proporciona por tanto, de conformidad con el
invento, una composición de pintura y/o recubrimiento que comprende
una composición anti-corrosiva en donde dicha
composición anti-corrosiva comprende, por lo menos
un pigmento de oxiaminofosfato y por lo menos un oxinitrilo,
oximetalfosfato, oxiborato u oxisilicato.
Además, de conformidad con una modalidad del
invento las aminas utilizadas para preparación de pigmentos son
cualquiera de un grupo que incluye morfolina, diciclohexilamina,
etanolaminas, aminas alifáticas, aminas aromáticas, melamina,
hexametilentetramina y penta-etilentetramina.
Además, de conformidad con una modalidad del
invento los aminofosfatos se obtienen mediante reacción entre aminas
orgánicas y ácido fosfórico en agua.
Además, de conformidad con una modalidad del
invento, se hacen reaccionar 0,5-3 moles de aminas
orgánicas con 0,5-3 moles de ácido fosfórico.
Además, de conformidad con una modalidad del
invento, la solución del producto de reacción entre aminas y ácido
fosfórico se endurece con la adición de óxidos alcalinotérreos,
óxidos de hierro, óxido de zinc, óxido de molibdeno, hidróxidos de
aluminio, óxidos de manganeso o hidróxidos correspondientes
resultando oxiaminofosfatos.
Además, de conformidad con una modalidad del
invento, se utilizan óxidos alcalinotérreos (hidróxidos) como
agentes de endurecimiento para obtener oxiaminofosfatos.
Además, de conformidad con una modalidad del
invento se utiliza como modificadores óxidos (hidróxidos) o hierro,
manganeso, zinc, molibdeno u otros metales que tienen propiedades
inhibidos de corrosión. La cantidad de óxido en la composición
final se encuentra entre 20-70%.
Además, de conformidad con una modalidad del
invento, la composición contiene agentes tensoactivos para mejor
homogenización de la mezcla reaccional.
Como agentes tensoactivos se utilizan
lignosulfonatos, agentes tensoactivos no iónicos, agentes
tensoactivos catiónicos o aniónicos.
Por último, de conformidad con una modalidad del
invento, puede utilizarse soluciones acuosas de agentes
anti-corrosión en forma de sales tal como benzoatos,
nitritos, nitratos, silicatos, amino-acetatos,
carbonatos, cromatos, después de reacción con óxidos alcalinotérreos
(hidróxidos) u óxido de zinc, óxido de hierro, óxido de aluminio
(hidróxidos), óxido de molibdeno u otros óxidos metálicos, como
modificadores o agentes anti-corrosión.
Se conocen muchos inhibidores anticorrosivos muy
efectivos para sistemas de agua o generadores de vapor de agua.
Pero todos estos inhibidores anti-corrosión muy
efectivos son muy solubles en agua y debido a la alta solubilidad,
no son apropiados para empleo como pigmentos de pinturas.
La actividad inhibidora de pigmentos
anti-corrosivos se basa en su capacidad para
mantener pequeñas concentraciones de iones inhibidores de la
corrosión sobre la superficie de los metales pintados cuando el agua
penetra la película de pintura hasta alcanzar la superficie de
metal.
Se conoce que las aminas orgánicas son muy
activas como agentes anti-corrosión en sistemas
acuosos a varias temperaturas. Entre estos se encuentra: morfolina,
diciclohexilamina, hexametilentetramina, etanolaminas (mono, di- y
tri-), amino ácidos, butilaminas. Muchos de estos, en varias
formulaciones, se utilizan como inhibidores de la corrosión para
sistemas de vapor de agua. Se conoce también ácido fosfórico y
varios fosfatos como inhibidores de corrosión activos,
principalmente para sistemas acuosos. Se utiliza también en
sistemas de pinturas composiciones de fosfato de zinc, con varios
aditivos tal como aluminio, molibdeno, boratos, etc.
Se utiliza también en ocasiones para la
inhibición de corrosión, combinaciones de aminas orgánicas y
fosfatos inorgánicos o ácido fosfórico, pero estos tienen una alta
solubilidad en agua. De conformidad con el invento se proporciona
baja solubilidad en agua, composiciones de lenta liberación
controlada como pigmentos anti-corrosivos para
pinturas, a base de disolvente y también portadoras de agua.
La primera etapa es una reacción entre aminas
orgánicas y ácido fosfórico o fosfato ácido, dando fosfatos
orgánicos. La reacción tiene lugar en una solución acuosa.
La segunda etapa es la reacción entre solución
acuosa de amino-fosfatos de la primera etapa y
óxidos de metales alcalinotérreos o hidróxidos correspondientes.
Los oxiaminofosfatos obtenidos, después de lavado
y molturación, tienen muy buenas propiedades
anti-corrosivas y pueden utilizarse como inhibidores
anti-corrosivos para pinturas a base de disolvente y
portadoras de agua.
En la segunda etapa junto con solución acuosa de
aminofosfatos de inhibidores de corrosión en forma de sal puede
utilizarse en forma de producto de reacción con óxidos de metales
alcalinotérreos o hidróxidos correspondientes. Por ejemplo
soluciones acuosas de benzoatos, sales de ácido
etilendiamin-tetraacético, silicatos solubles o
nitritos sódicos o potásicos, nitratos, carbonatos, cromatos,
etc.
Además de óxidos o hidróxidos alcalinotérreos
pueden utilizarse también otros óxidos que reaccionen con solución
acuosa de varias sales anticorrosivas o de sus composiciones,
obteniéndose varios oxicompuestos, por ejemplo, zinc, estroncio,
molibdeno, aluminio, hierro, manganeso u óxidos o hidróxidos
similares.
Estos óxidos pueden utilizarse junto con óxidos
alcalinotérreos (hidróxidos) para obtener un efecto
sinergístico.
Se adiciona 1 mol de morfolina bajo mezclado
continuo a 1 mol de una solución al 40% de ácido fosfórico 0,5 g, se
adiciona solución de lignosulfonato de Ca al 10% a la mezcla
reaccional 10,0 g y se mezcla el producto con 5 g de hidróxido
cálcico. La reacción se lleva a cabo a temperatura ambiente durante
20-40 minutos. Después de endurecimiento se lava el
producto reaccional, se seca y moltura hasta polvo de > 600
mallas. El producto obtenido tiene buenas propiedades
anti-corrosión en composiciones con pinturas de tipo
alquilo, en donde se utiliza éste como 15% (en peso) en lugar de
cromato de zinc en la composición de pintura.
Se mezcla 1 mol de melamina con 2 moles de ácido
fosfórico; se disuelve 0,2 g de solución (tipo lignosulfonato Na
Boregaard Ltd. Norway), en 10 g del producto reaccional obtenido y
se combina la mezcla con 3 g de óxido de magnesio. Se lava el
producto reaccional, se seca y moltura hasta un polvo de > 600
mallas. El producto obtenido tiene buenas propiedades anticorrosión
en cámara de pulverización de sal en comparación con pigmentos de
cromato de zinc.
Se hacen reaccionar 2 moles de diciclohexilamina
con 1 mol de ácido fosfórico al 35%. La mezcla reaccional se
endurece con la adición de 7 g de óxido de zinc por 10 g de solución
de reacción con 0,2 g de detergente Na-LABs al 50%.
Después de lavado, secado y molturación hasta un polvo >600
mallas el producto tiene buenas propiedades
anti-corrosión.
Se hacen reaccionar 2 moles de morfolina y 0,5
mol de
Na_{2}-etilendiamin-tetraacetato
al 10% con 1 mol de ácido fosfórico al 25%. La mezcla reaccional se
endurece con la adición de 6 g de óxido de magnesio por 10 g de
solución de reacción. Después de lavado, secado y molturación hasta
polvo >600 el producto tiene buenas propiedades
anti-corrosión.
Pueden utilizarse mezclas con oxinitritos,
oximetal-fosfatos, oxiboratos, oxisilicatos.
| a. | Pigmentos anticorrosivos | - 60 gr. |
| b. | Talco micronizado | - 96,7 gr. |
| c. | Dióxido de titanio | - 36,2 gr. |
| d. | Oxido de hierro rojo | - 61,5 gr. |
| e. | Benton | - 10,3 gr. |
| f. | Catalizador (mezcla de Co, PB, Mn, naftenato) | - 6,7 gr. |
| g. | Alcohol | - 350 g |
Esta composición pasó la prueba cíclica TNO de
pinturas durante 1000 horas.
Claims (9)
1. Una pintura y/o composición de recubrimiento
que comprende una composición anti-corrosiva en
donde dicha composición anti-corrosiva comprende,
por lo menos, un pigmento de oxiaminofosfato y por lo menos un
oxinitrito, oximetalfosfato, oxiborato u oxisilicato.
2. La composición de la reivindicación 1, en
donde dicho pigmento oxiaminofosfato se obtiene con las etapas
siguientes:
- haciendo reaccionar aminas orgánicas y ácido fosfórico en agua de modo que se obtengan aminofosfatos; y
- haciendo reaccionar una suspensión acuosa de dichos aminofosfatos y óxidos o hidróxidos de metales alcalinotérreos, hierro, zinc, molibdeno, aluminio o manganeso, obteniéndose así dicho pigmento oxiaminofosfato.
3. La composición de la reivindicación 2, en
donde las aminas orgánicas se eligen del grupo constituido por
morfolina, diciclohexilamina, etanolaminas, aminas alifáticas,
aminas aromáticas, melamina, hexametilentetramina y
pentaetilentetramina.
4. La composición de la reivindicación 3, en
donde se hacen reaccionar 0,5-3 moles de aminas
orgánicas con 0,5-3 moles de ácido fosfórico.
5. La composición de la reivindicación 1 que
contiene adicionalmente una cantidad de óxido de entre
20-70%.
6. La composición de la reivindicación 1, en
donde dicha composición comprende además agentes
anti-corrosión en forma de sal de modo que se
disminuya la solubilidad de un metal corrosivo.
7. La composición de la reivindicación 6, en
donde dichos agentes anti-corrosión se eligen del
grupo constituido por benzoatos, nitritos, nitratos, silicatos,
amino-acetatos, carbonatos y cromatos, de modo a
mejorar las propiedades anti-corrosivas de dicha
composición.
8. La composición de la reivindicación 1 ó 7, que
comprende adicionalmente agentes tensoactivos.
9. La composición de la reivindicación 8, en
donde los agentes tensoactivos se eligen del grupo constituido por
lignosulfonatos, agentes tensoactivos no iónicos, agentes
tensoactivos catiónicos y aniónicos.
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