ES2634660T3 - Revestimientos protectores para metales - Google Patents

Revestimientos protectores para metales Download PDF

Info

Publication number
ES2634660T3
ES2634660T3 ES09721644.4T ES09721644T ES2634660T3 ES 2634660 T3 ES2634660 T3 ES 2634660T3 ES 09721644 T ES09721644 T ES 09721644T ES 2634660 T3 ES2634660 T3 ES 2634660T3
Authority
ES
Spain
Prior art keywords
metal
layer
silicate
coating
oxide layer
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
Application number
ES09721644.4T
Other languages
English (en)
Inventor
Hamlin Jennings
Ramille M. Capito
Jeffrey J. Thomas
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
METAL COATING TECHNOLOGIES LLC
Metal Coating Tech LLC
Original Assignee
METAL COATING TECHNOLOGIES LLC
Metal Coating Tech LLC
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by METAL COATING TECHNOLOGIES LLC, Metal Coating Tech LLC filed Critical METAL COATING TECHNOLOGIES LLC
Application granted granted Critical
Publication of ES2634660T3 publication Critical patent/ES2634660T3/es
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C23COATING 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
    • C23DENAMELLING OF, OR APPLYING A VITREOUS LAYER TO, METALS
    • C23D5/00Coating with enamels or vitreous layers
    • C23D5/02Coating with enamels or vitreous layers by wet methods
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C09DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09DCOATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
    • C09D1/00Coating compositions, e.g. paints, varnishes or lacquers, based on inorganic substances
    • C09D1/02Coating compositions, e.g. paints, varnishes or lacquers, based on inorganic substances alkali metal silicates
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C09DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09DCOATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
    • C09D5/00Coating compositions, e.g. paints, varnishes or lacquers, characterised by their physical nature or the effects produced; Filling pastes
    • C09D5/08Anti-corrosive paints
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C09DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09DCOATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
    • C09D5/00Coating compositions, e.g. paints, varnishes or lacquers, characterised by their physical nature or the effects produced; Filling pastes
    • C09D5/18Fireproof paints including high temperature resistant paints
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C23COATING 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
    • C23CCOATING 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
    • C23C28/00Coating for obtaining at least two superposed coatings either by methods not provided for in a single one of groups C23C2/00 - C23C26/00 or by combinations of methods provided for in subclasses C23C and C25C or C25D
    • C23C28/04Coating for obtaining at least two superposed coatings either by methods not provided for in a single one of groups C23C2/00 - C23C26/00 or by combinations of methods provided for in subclasses C23C and C25C or C25D only coatings of inorganic non-metallic material
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C23COATING 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
    • C23DENAMELLING OF, OR APPLYING A VITREOUS LAYER TO, METALS
    • C23D3/00Chemical treatment of the metal surfaces prior to coating
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10TTECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T428/00Stock material or miscellaneous articles
    • Y10T428/26Web or sheet containing structurally defined element or component, the element or component having a specified physical dimension
    • Y10T428/263Coating layer not in excess of 5 mils thick or equivalent
    • Y10T428/264Up to 3 mils
    • Y10T428/2651 mil or less
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10TTECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T428/00Stock material or miscellaneous articles
    • Y10T428/29Coated or structually defined flake, particle, cell, strand, strand portion, rod, filament, macroscopic fiber or mass thereof
    • Y10T428/2913Rod, strand, filament or fiber
    • Y10T428/2933Coated or with bond, impregnation or core
    • Y10T428/294Coated or with bond, impregnation or core including metal or compound thereof [excluding glass, ceramic and asbestos]
    • Y10T428/2942Plural coatings
    • Y10T428/2949Glass, ceramic or metal oxide in coating
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10TTECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T428/00Stock material or miscellaneous articles
    • Y10T428/31504Composite [nonstructural laminate]
    • Y10T428/31536Including interfacial reaction product of adjacent layers

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Wood Science & Technology (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Other Surface Treatments For Metallic Materials (AREA)
  • Chemical Treatment Of Metals (AREA)
  • Paints Or Removers (AREA)
  • Laminated Bodies (AREA)

Abstract

Un proceso para preparar para preparar un objeto de metal revestido que tiene una capa de vidrio de silicato, comprendiendo el proceso: proporcionar un objeto de metal que incluye un metal o aleación metálica con una capa de óxido preparada, fuertemente adherida, revestir la capa de óxido preparada con una capa de revestimiento que tiene un grosor de menos de 20 μm y comprende una solución acuosa estable de silicato o de borosilicato que incluye un contraión de sodio y un contraión de metal alcalino seleccionados entre el grupo que consiste en Li, K y una combinación de los mismos, y al menos un 10 % de átomos de contraión de sodio con respecto a contraiones de metal totales, formando de ese modo una capa de óxido preparada revestida; y calentar la capa de óxido preparada revestida a una temperatura en un intervalo de al menos 220 ºC a 500 ºC; y formar de ese modo una capa de vidrio de silicato que tiene una proporción de Na:Li de 1:9 a 9:1, preferentemente de 1:2,3 a 2,5:1 y una capa de superficie de contacto transicional que está entre la capa de óxido y la capa de vidrio y que comprende complejos mixtos de óxido-silicato químicamente unidos; en el que el metal se selecciona entre el grupo que consiste en Al, Zn, Mg, Ti, Nb, Cr, Mn, Ni y Pb; y en el que el objeto de metal revestido tiene una resistencia al calor extendida hasta 700 ºC.

Description

5
10
15
20
25
30
35
40
45
50
55
60
65
DESCRIPCION
Revestimientos protectores para metales Antecedentes
El anodizado es un ejemplo de una clase general de revestimiento conocidos como revestimientos de conversion, en los que la superficie metalica se convierte en el revestimiento por medio de un proceso qufmico o electroqufmico. Otros ejemplos de revestimientos de conversion incluyen revestimientos de conversion con cromato, recubrimientos de conversion con fosfato, revestimiento de color azul y revestimientos de oxido sobre acero. Se usan para proteger de la corrosion, aumentar la dureza de la superficie, anadir color decorativo, y como imprimaciones de pintura. Los revestimientos de conversion pueden ser muy finos, del orden de 0,000254 cm (aproximadamente 2,5 pm (micrometros)). Los revestimientos mas gruesos, hasta 0,00508 cm (aproximadamente 50 pm (micrometros)), se suelen construir sobre aleaciones de aluminio, ya sea mediante anodizado o mediante conversion de cromato. La presente divulgacion esta disenada para su uso en conjunto con un revestimiento de conversion anodizado.
La anodizacion (o anodizado) es un proceso de pasivacion electrolftica usado para aumentar el grosor y la densidad de la capa de oxido natural en la superficie de una pieza metalica. Los oxidos naturales por lo general son asperos, irregulares y no continuos, mientras que la capa de oxido anodizado es mas uniforme. El proceso adquiere su a partir del hecho de que la parte a tratar forma la parte anodica de un circuito electrico en este proceso electrolftico. El proceso de anodizado es de poco uso sobre acero al carbono porque el oxido de hierro formado por el proceso (oxido) se infla y se desprende, exponiendo constantemente el nuevo metal a la corrosion. Pero en otros muchos metales el oxido forma una capa fuertemente adherida, de modo que el anodizado aumenta la resistencia a la corrosion y la resistencia al desgaste, y proporciona un mejor sustrato para la adhesion de capas secundarias tales como pinturas, imprimaciones y pegamentos que el metal desnudo.
Las pelfculas anodicas se forman mas comunmente para proteger las aleaciones de aluminio, aunque tambien existen procesos para titanio, cinc, magnesio, niobio y otros metales y aleaciones. En todos estos metales, las pelfculas anodicas son generalmente mucho mas fuertes y mas adherentes que la mayorfa de las pinturas y chapados, haciendolos menos propensos al agrietamiento y al desprendimiento. La anodizacion cambia la textura microscopica de la superficie y puede cambiar la estructura cristalina del metal cerca de la superficie. Los revestimientos anodicos son a menudo porosos, los gruesos inevitablemente asf. Por ejemplo, los procesos de anodizado con acido cromico y acido sulfurico, comunmente denominados Tipos I y III, producen poros en la capa anodizada. Los revestimientos anodicos porosos gruesos pueden ser utiles para crear efectos cosmeticos, porque pueden absorber colorantes. Por otro lado, la naturaleza porosa del revestimiento limita la resistencia a la corrosion, y por lo tanto a menudo se usa un proceso de sellado que rellena los poros para mejorar la resistencia a la corrosion y para reducir la tendencia a la tincion. Sin embargo, el proceso de sellado generalmente es costoso y requiere mucho tiempo. La inmersion larga en agua desionizada hirviendo es el proceso de sellado mas sencillo, aunque no es completamente eficaz y reduce la resistencia a la abrasion en aproximadamente un 20 %. El teflon, el acetato de nfquel, el acetato de cobalto y las disoluciones de dicromato de sodio o potasio calientes tambien se usan comunmente como agentes de sellado. Los mejores agentes de sellado son agentes qufmicos basados en cromato que son muy toxicos y ambientalmente peligrosos. Ademas, para muchas aplicaciones el anodizado y el sellado no proporcionan proteccion suficiente contra la corrosion. Esto es especialmente cierto cuando se trata de una capa anodizada muy fina que se usa con el fin de retener el aspecto pulido brillante del sustrato metalico. Un aspecto pulido de este tipo es deseable como un acabado decorativo y tambien se requiere para muchas aplicaciones tales como reflectores de luz.
En resumen, la anodizacion es un metodo ampliamente usado y eficaz para generar un revestimiento delgado, duro y protector sobre metales como aluminio, titanio, cinc, magnesio y niobio. Los revestimientos resultantes son todos porosos hasta cierto punto, lo que mejora la adhesion de revestimientos secundarios tales como pinturas y que es util para retener colorantes usados para dar color a la superficie. Sin embargo, la naturaleza porosa de los revestimientos anodizados limita su proteccion contra la corrosion, y por lo tanto, a menudo se sellan para cerrar los poros. Los tratamientos de sellado disponibles en la actualidad son totalmente satisfactorios en terminos de eficacia para prevenir la corrosion, el coste, la resistencia a las manchas, la resistencia al calor, la resistencia a los rayos UV y el impacto ambiental. Por lo tanto, existe una necesidad de un medio alternativo de sellar o mejorar de otro modo la resistencia a la corrosion y otras caracterfsticas de revestimientos anodizados.
Sumario
La presente divulgacion se refiere a revestimientos protectores para metales y, mas particularmente, a metales y sus aleaciones que tienen una capa de oxido generalmente fina tal como se puede formar por via natural o por medio de un proceso de oxidacion tal como anodizacion. En una realizacion, la presente divulgacion proporciona un producto metalico que comprende un metal o aleacion metalica, una capa de oxido en la superficie del metal o aleacion metalica, y una capa de vidrio de silicato sobre la capa de oxido, en el que la capa de vidrio de silicato tiene un grosor inferior a aproximadamente 2000 nm.
5
10
15
20
25
30
35
40
45
50
55
60
65
En una realizacion, la presente divulgacion proporciona un proceso para preparar un producto metalico. El proceso comprende seleccionar un metal o aleacion metalica que tiene una capa de oxido, aplicar un revestimiento de una solucion acuosa estable de silicato al metal o aleacion metalica, secar el revestimiento de silicato alcalino, y curar el revestimiento sobre el metal o aleacion metalica a una temperature de al menos aproximadamente 200 °C.
En una realizacion, la presente divulgacion proporciona un metal de aluminio revestido o una aleacion metalica de aluminio revestido que comprende una superficie metalica de aluminio o de aleacion de aluminio, una capa de oxido, y un revestimiento de un vidrio de borosilicato, en el que el vidrio de borosilicato tiene un grosor inferior a aproximadamente 1000 nm.
En una realizacion, la presente divulgacion proporciona un proceso continuo para preparar una capa de vidrio de borosilicato en una bobina de aluminio anodizado. El proceso comprende preparar una bobina de aluminio que incluye una capa de oxido de aluminio anodizado, alimentar la bobina de aluminio en una lfnea de revestimiento con rodillo, limpiar la superficie de la bobina de aluminio con una solucion alcalina o con agua, aplicar una solucion de silicato de metal alcalino a una superficie de la bobina de aluminio, y tratar la superficie de la bobina de aluminio con calor de modo que la temperatura del metal alcance 200-300 °C durante al menos aproximadamente 15 segundos.
En una realizacion, la presente divulgacion proporciona una solucion acuosa estable que comprende un silicato metalico que tiene un contraion de metal alcalino seleccionado entre el grupo que consiste en Li, Na, K, y combinaciones de los mismos y borato metalico que tiene un contraion de metal alcalino seleccionado entre el grupo que consiste en Li, Na, K, y que combinaciones de los mismos, en la que la solucion tiene una gravedad especffica que varfa de aproximadamente 1,05 a aproximadamente 1,30, y el borato metalico esta presente en una cantidad que varfa hasta aproximadamente un 5 % en peso de solucion.
En una realizacion, la presente divulgacion proporciona un proceso para preparar una solucion acuosa estable que comprende disolver un borato en agua a una temperatura que varfa de aproximadamente 35 °C a aproximadamente 45 °C, disolver un silicato de metal alcalino en agua, anadir la solucion de borato para solucion de metal alcalino, y filtrar a traves de un filtro de 1,2 pm (micrometros) o mas pequeno.
En el presente documento se describen caracterfsticas y ventajas adicionales, y seran evidentes a partir de la siguiente Descripcion Detallada y las figuras.
Breve descripcion de las figuras
La Figura 1 es una serie de fotomicrograffas de SEM de producto metalico de la presente divulgacion.
La Figura 2 es un par de fotomicrograffas de SEM de un producto metalico de la presente divulgacion.
La Figura 3 es un par de fotomicrograffas de SEM de un producto metalico de la presente divulgacion.
La Figura 4 es un par de fotomicrograffas de SEM del producto metalico presentado en la Figura 3.
La Figura 5 es una serie de fotomicrograffas de SEM de un producto metalico de la presente divulgacion.
La Figura 6 es un par de fotomicrograffas de SEM del producto metalico presentado en la Figura 5.
La Figura 7 es un par de fotomicrograffas de SEM de un producto metalico de la presente divulgacion.
La Figura 8 es un par de fotomicrograffas de SEM del producto metalico presentado en la Figura 7.
La Figura 9 es una fotograffa de dos placas metalicas sometidas a un ensayo de corrosion Filiforme de Ford.
La Figura 10 es un par de graficos que muestran parametros de solucion para soluciones de revestimiento de la presente divulgacion.
La Figura 11 es un par de graficos que muestran parametros de solucion para soluciones de revestimiento de la presente divulgacion.
La Figura 12 es un par de graficos que muestran parametros de solucion para soluciones de revestimiento de la presente divulgacion.
Descripcion detallada
La presente divulgacion se refiere a productos metalicos que demuestran una durabilidad y facilidad de preparacion excelentes. En una realizacion general, el producto metalico comprende un metal o aleacion metalica, una capa de
oxido en la superficie del metal o aleacion metalica, y una capa de vidrio sobre la capa de oxido que es un vidrio de
silicato de borosilicato.
El metal o aleacion metalica en el producto metalico puede ser cualquier metal que presente una capa de oxido fuertemente adherente. Una capa de oxido fuertemente adherente es una capa de oxido que no se desprende ni se libera facilmente del metal subyacente. Los ejemplos de metales que presentan una capa de oxido fuertemente adherente incluyen, pero no se limitan a, aluminio, cinc, magnesio, niobio, cromo, manganeso, nfquel, o plomo y
aleaciones de esos metales. A modo de comparacion, los aceros de hierro y de carbono no presentan una capa de
oxido fuertemente adherente. Las capas de oxido en estos materiales, normalmente denominadas oxido, se desprenden exponiendo de ese modo el nuevo metal a la oxidacion. Observese en comparacion que el acero inoxidable no presenta la misma limitacion que el acero de hierro o de carbono y no tiene una capa de oxido fuertemente adherente. Preferentemente, el metal o aleacion metalica es aluminio, titanio, nfquel, manganeso o
5
10
15
20
25
30
35
40
45
50
55
60
65
cromo y aleaciones que contienen esos metales. Mas preferentemente, el metal es aluminio o una aleacion de aluminio.
El producto metalico puede tener una capa de oxido en la superficie del metal o aleacion metalica. Una capa de metal desnudo sin una capa de oxido tendra un rendimiento escaso; sin embargo, no existen limitaciones sobre el grosor de la capa de oxido. En la presente divulgacion se puede conseguir una resistencia a la corrosion excelente con capas de oxido muy finas. Dado que esta capa de oxido no proporciona la barrera principal para la corrosion, hay disponibilidad de varias ventajas principales que incluyen, por ejemplo, un beneficio economico sustancial debido a la reduccion de los costes de energfa relacionados con la anodizacion o beneficios ambientales debido a una reduccion de la utilizacion de agentes qufmicos nocivos. Ademas, la reduccion del grosor de la capa de oxido permite una mejora de las propiedades en el sistema metalico, que incluyen por ejemplo, una mejora de la ductilidad. Ademas, una capa de oxido mas gruesa reducira la reflectancia de la capa de metal subyacente, de modo que las capas de oxido mas finas conducen a un aumento de la reflectancia, una caracterfstica comunmente deseada en los metales. Por lo tanto, el grosor de la capa de oxido se puede seleccionar para proporcionar las caracterfsticas de rendimiento deseadas en el producto final a la vez que todavfa proporciona un alto grado de resistencia a la corrosion.
La capa de oxido puede tener un intervalo de grosores, que incluyen hasta aproximadamente 10 pm (micrometres). La capa de oxido puede tener un grosor inferior a aproximadamente 5 pm (micrometros). un grosor inferior a aproximadamente 3 pm (micrometros), un grosor inferior a aproximadamente 2 pm (micrometros), un grosor inferior a aproximadamente 1 pm (micrometre), un grosor inferior a aproximadamente 0,5 pm (micrometros) o un grosor inferior a aproximadamente 0,25 pm (micrometros). Sin embargo, la capa de oxido es necesaria para el producto metalico, de modo que puede tener un grosor superior a al menos aproximadamente 10 nanometres, preferentemente un grosor superior a al menos aproximadamente 20 nanometros, mas preferentemente un grosor superior a al menos aproximadamente 50 nanometros. En una realizacion preferente, la capa de oxido tiene un grosor que esta entre aproximadamente 50 y aproximadamente 500 nanometros. En una realizacion preferente alternativa, el grosor de la capa de oxido puede variar de aproximadamente 1 a aproximadamente 2 pm (micrometros), mas preferentemente de aproximadamente 1,3 a 1,8 pm (micrometros).
La capa de oxido se puede generar con cualquier metodo para preparar superficies de oxido. En una realizacion, la capa de oxido se puede preparar una manera controlada mediante anodizacion. Como alternativa, la capa de oxido puede estar presente a partir de la oxidacion natural del metal o aleacion metalica. Sin embargo, las capas de oxido natural por lo general no tienen un grosor uniforme ni consistente, debido a condiciones de la naturaleza que influyen en la oxidacion de la superficie. Las capas de oxido natural tambien son mucho mas finas que las capas de oxido anodizado habituales, por ejemplo, de aproximadamente 2 a 15 gano metros para una capa de oxido natural sobre aluminio. Preferentemente, la capa de oxido se puede generar mediante anodizacion. La preparacion de la capa de oxido mediante anodizacion del substrato metalico permite el control de ciertas propiedades deseadas, incluyendo por ejemplo el grosor del oxido y la densidad de la capa de oxido. La anodizacion se puede producir con una etapa de sellado, o se puede producir sin una etapa de sellado. Cualquier capa de oxido previa o natural se puede retirar antes de la oxidacion controlada, en un proceso normalmente denominado pulido. Como alternativa la capa de oxido natural o previa se puede dejar sobre la superficie metalica antes de la anodizacion. La anodizacion se ha usado durante decadas para producir una capa de oxido que tiene ventajas con respecto a la capa de oxido natural presente sobre el metal. Esta ventaja se puede deber en parte a una estructura organizada cristalina de oxido producida durante la anodizacion y que da como resultado de revestimientos de oxido mas densos o menos porosos. El revestimiento anodizado sera entonces mucho mas resistente a la corrosion que la capa de oxidacion natural. Tradicionalmente, los revestimientos de oxido anodizado de este tipo han sido preferentes con respecto a los revestimientos naturales por estas razones.
La capa de oxido se puede tratar antes de la aplicacion de la capa de vidrio con colorantes, pinturas u otros aditivos. Dado que los metodos de anodizacion pueden crear poros en la capa de oxido, esos foros se pueden usar para compuestos deseables adicionales, por ejemplo colorantes, que anade color, absorben, producen difraccion o reflejan la luz, o proporcionan otras propiedades deseables. Ademas, debido a la naturaleza de la capa de vidrio, el colorante permanecera sellado en su lugar y no se decolorara o se retirara mediante lavado de la capa de oxido, a diferencia de los metodos mas comunes usados para sellar capas de oxido.
En el producto metalico de acuerdo con la invencion una capa de vidrio de silicato o de vidrio de borosilicato se coloca por encima de la capa de oxido. Para los fines de la presente divulgacion, un vidrio de silicato es un silicato polimerizado que resulta de la polimerizacion por condensacion de una solucion que comprende un silicato, y un vidrio de borosilicato es un silicato polimerizado que contiene una fuente de boro que resulta de la polimerizacion por condensacion de la solucion que comprende un borosilicato. Observese que una capa de oxido sin esta capa de vidrio no proporcionara los beneficios atribuibles a la presente invencion. La capa de vidrio se obtiene a partir de una solucion acuosa de compuestos de silicato de metal alcalino que opcionalmente contienen un compuesto de borato. En su sentido mas amplio, la solucion acuosa se deposita sobre la superficie metalica, que cubre la capa de oxido metalico, se calienta hasta secado, se cura y se polimeriza la capa que contiene silicato formando de ese modo una capa de vidrio de silicato o de vidrio de borosilicato por encima del oxido. En una realizacion, una capa de superficie de contacto transicional se puede encontrar entre el oxido y la capa de vidrio y comprende complejos mixtos de
5
10
15
20
25
30
35
40
45
50
55
60
65
oxido-silicato qufmicamente unidos. En una realizacion, la capa de vidrio puede ser muy fina, variando de aproximadamente 50 nanometros a aproximadamente 2000 nanometros, incluyendo menos de aproximadamente 1000 nm, menos de aproximadamente 750 nm, menos de aproximadamente 500 nm, menos de aproximadamente 250 nm, o menos de aproximadamente 100 nm. Preferentemente, la capa de vidrio tiene un grosor inferior a aproximadamente 1000 nm, mas preferentemente, inferior de aproximadamente 750 nm.
Debido a la naturaleza de la relacion entre la superficie de metal o aleacion metalica, la capa de oxido, y la capa de vidrio de silicato o de borosilicato, el producto metalico tambien se puede caracterizar basandose en el grosor de la combinacion de la capa de oxido-vidrio. Por ejemplo el grosor de la combinacion de la capa de oxido, capa de vidrio y cualquier capa que intervenga puede variar de aproximadamente 0,1 a aproximadamente 10 pm (micrometros) o de aproximadamente 0,1 a aproximadamente 5 pm (micrometros). Preferentemente, el grosor de la combinacion de la capa de oxido, capa de vidrio y cualquier capa que intervenga puede variar de aproximadamente 0,1 a aproximadamente 3 pm (micrometros) o de aproximadamente 0,1 a aproximadamente 2 pm (micrometros). El grosor de la combinacion de la capa de oxido, capa de vidrio y cualquier capa que intervenga tambien puede variar de aproximadamente 0,1 a aproximadamente 1,0 pm (micrometros).
La capa de vidrio se puede preparar mediante la aplicacion de un revestimiento de una solucion acuosa que contiene un silicato metalico, calentando a continuacion el revestimiento para retirar el agua y curando el revestimiento para producir la capa de vidrio de silicato. De forma analoga, la capa de vidrio de borosilicato se puede preparar mediante la aplicacion de un revestimiento de una solucion acuosa que contiene un silicato metalico y un borato metalico calentando a continuacion el revestimiento para retirar el agua y curando el revestimiento para producir la capa de vidrio de borosilicato. Los silicatos metalicos estan ampliamente disponibles, y se pueden adquirir normalmente como silicatos de metal alcalino en una forma lfquida concentrada a partir de fabricantes comerciales. A continuacion, este material se le puede anadir opcionalmente un borato y posiblemente otros diversos agentes qufmicos.
Los silicatos metalicos son altamente solubles, pero los compuestos de borato son menos solubles. Se requieren esfuerzos especiales para disolver totalmente los compuestos de borato en la solucion de revestimiento. En particular, la gelificacion de la solucion de revestimiento es un problema comun asociado con la combinacion de borato y silicato en una solucion. Hasta la fecha, en la bibliograffa no se ha desvelado una solucion estable que comprenda borato y silicato, en particular un silicato de litio y sodio. La presente divulgacion proporciona una solucion acuosa estable que contiene un borato y un silicato para su uso en el revestimiento de materiales metalicos.
El silicato metalico puede tener un contraion metalico que es litio, sodio, potasio, y mezclas de los mismos, de modo que el silicato metalico se puede denominar silicato alcalino, o silicato de metal alcalino. De forma analoga, el borato puede tener un contraion metalico que es litio, sodio, potasio, y mezclas de los mismos. Preferentemente, el contraion metalico en el borato es un metal alcalino, es decir litio, sodio o potasio, y mezclas de los mismos.
Una solucion que contiene un silicato sodico se puede describir mediante la proporcion de peso de sflice con respecto a sodio, y puede tener una proporcion de peso de sflice con respecto a sodio que varfa de aproximadamente 1,5 a 3,6, mas preferentemente de aproximadamente 2,5 a aproximadamente 3,3. Una solucion de silicato potasico puede tener una proporcion de peso de sflice con respecto a potasio, que varfa de aproximadamente 1,6 a aproximadamente 2,5. Una solucion de silicato de litio puede tener una proporcion de pesos de sflice con respecto a litio que varfa de aproximadamente 7 a aproximadamente 10, preferentemente aproximadamente 7,5. Un tipo de silicato sodico que se puede aplicar a la divulgacion actual son los silicatos comercializados por PQ Corp. Por ejemplo, el silicato sodico PQ Tipo E™ por lo general tiene una proporcion de peso de SiO2:Na2O de aproximadamente 3,2. Otro ejemplo podrfa ser el silicato sodico PQ Star™, con una proporcion de peso de SiO2:Na2O de aproximadamente 2,5. Un ejemplo de silicato de litio podrfa ser PQ Lithisil25™ con una proporcion de SiO2:Li2O de aproximadamente 7,63.
La solucion acuosa estable que contiene silicatos metalicos y boratos metalicos tambien se puede describir mediante la proporcion molar de SiO2 con respecto a M2O presente en solucion, en el que M representa los contraiones de metal alcalino, por ejemplo litio, sodio, potasio. En una realizacion, la proporcion molar de SiO2:M2O puede variar de aproximadamente 2,3 a aproximadamente 3,8, preferentemente superior a 2,3 a aproximadamente 3,6. En una realizacion preferente, la proporcion molar de SiO2:M2O puede variar de aproximadamente 3,0 a aproximadamente 3,3.
Los baratos pueden ser cualquier compuesto de borato soluble que sea soluble y estable en agua. Preferentemente, el borato es borax, conocido como borato sodico, o tetraborato sodico, por lo general con diez moleculas de solvatacion, es decir, el decahidrato. Tambien son aceptables otros hidratos de tetraborato sodico, y asf como otras fuentes de vuelo que producen borato en agua. Aunque el borax es el borato mas usado comunmente, cualquier compuesto de borato que produzca un vidrio de borosilicato en combinacion con silicatos es aceptable, con la condicion de que se pueda formar una solucion acuosa estable. En una realizacion, el borato puede estar presente en una cantidad de hasta aproximadamente un 5 por ciento en peso con respecto al peso total de la solucion diluida, incluyendo entre aproximadamente un 1 por ciento en peso y aproximadamente un 5 por ciento en peso, preferentemente de aproximadamente un 1 a aproximadamente un 4 por ciento en peso, y mas preferentemente de
5
10
15
20
25
30
35
40
45
50
55
60
65
aproximadamente un 2 a aproximadamente un 3 por ciento en peso. Para los fines de la presente divulgacion, se entiende que el porcentaje de peso proporcionado es un calculo del porcentaje de peso basandose en el borax. Los compuestos de borato alternativos que se podrfan usar tendran diferentes pesos moleculares y por lo tanto diferentes porcentajes de peso con respecto a la solucion para un numero equivalente de moles de borato. Alguien con una experiencia habitual puede determinar la proporcion de silicato con respecto a la proporcion de borato basandose en el porcentaje de peso de borax en la presente divulgacion, y a partir de esa proporcion determinar el correspondiente porcentaje de peso para el compuesto de borato alternativo.
El sodio es importante como un componente para la formacion de un polfmero de vidrio, pero a menudo es problematico porque hace que se produzca una turbidez en la superficie del vidrio, normalmente denominada eflorescencia. Esta capa es inocua, pero influye en el aspecto de la superficie del vidrio. Sin embargo, en ausencia de sodio, los vidrios de silicato normalmente se arriesgaran durante la coccion, aunque la coccion en la formacion del vidrio habitual (es decir, un kiln) se realiza a temperaturas mucho mas elevadas en comparacion con el proceso actual. Una mezcla que contiene sodio y otros contraiones metalicos puede limitar la eflorescencia a la vez que aun mantiene los beneficios que el sodio transmite a la formacion del vidrio. Por lo tanto, de acuerdo con la invencion, el contenido de sodio de la solucion acuosa es de al menos aproximadamente un 10 % de atomos, preferentemente aproximadamente un 30 % de atomos de los contraiones metalicos totales presentes en solucion. En una realizacion alternativa, la solucion contiene el al menos aproximadamente un 30 % de los atomos de sodio con respecto a contraiones de metal totales y al menos otro contraion metalico que puede ser litio o potasio. Alguien con una experiencia habitual en la materia podrfa reconocer que la cantidad de sodio presente se puede originar a partir del silicato sodico asf como cualquier borato sodico anadio a la solucion, ademas de partir otra fuente de contraion de sodio. La cantidad de sodio de acuerdo con la invencion se reivindica como una solucion que contiene litio y sodio que puede tener una proporcion de Na:Li de aproximadamente 1:9 a aproximadamente 9:1, preferentemente de 1:2,3 a aproximadamente 2,5:1, o mas preferentemente de aproximadamente 1:1,5 a aproximadamente 1,5:1. Ademas, dado que la polimerizacion para formar una capa de vidrio tal como un vidrio de silicato o de borosilicato da como resultado la liberacion de agua, el contenido de iones metalicos de la capa de vidrio presentes en un producto metalico puede ser igual al contenido de iones metalicos de la solucion acuosa usada para prepararla.
Las soluciones acuosas estables se pueden describir mediante la gravedad especffica de las soluciones. En una realizacion, la gravedad especffica puede ser de aproximadamente 1,05 a aproximadamente 1,3, preferentemente de aproximadamente 1,10 a aproximadamente 1,20, mas preferentemente de aproximadamente 1,12 a aproximadamente 1,18, incluso mas preferentemente de aproximadamente 1,13 a aproximadamente 1,17, y lo mas preferentemente de aproximadamente 1,14 a aproximadamente 1,16. La gravedad especffica de la solucion acuosa estable se puede cambiar anadiendo o retirando agua sin cambiar las cantidades relativas de SiO2 y M2O.
La solucion acuosa estable tambien puede contener otros aditivos. Por ejemplo los alcoholes C1-C6 pueden mejorar la aplicacion de la solucion acuosa a la superficie metalica, por lo general mediante un efecto de humectacion. Preferentemente el alcohol puede ser un alcohol C3-C5, mas preferentemente un alcohol C4 tal como butanol. El alcohol puede estar presente en una concentracion de hasta aproximadamente un 3 % en peso, preferentemente de aproximadamente un 0,5 a aproximadamente un 2 % en peso. Se pueden usar cantidades pequenas de otros aditivos basandose en el proceso en el que se puede usar am la solucion. Tales aditivos pueden estar presentes en una cantidad de aproximadamente un 0,001 a aproximadamente un 0,005 % en volumen. Por ejemplo, cuando el revestimiento se va a pulverizar o mezclar se pueden usar agentes desespumantes. Un ejemplo de un agente desespumante podrfa ser DeeFo N.° 916, un aditivo comercial fabricado por Ultra Additives, pero se pueden usar otros agentes desespumantes y otros aditivos conocidos en la tecnica para mejorar las caracterfsticas de manipulacion de la solucion.
En una realizacion alternativa, la solucion acuosa estable para el revestimiento de una superficie metalica puede consistir esencialmente en silicato de metal alcalino, de aproximadamente un 1 a aproximadamente un 5 por ciento en peso de borax, agua, y un alcohol de C1 a C6, preferentemente butanol.
Una solucion que contiene un silicato se puede crear calentando el silicato y un silicato se puede crear calentando el silicato y agua a una temperatura de 50 - 100 °C, anadiendo a continuacion los otros ingredientes y agitando para solubilizar los aditivos. Despues de una mezcla minuciosa, la solucion se puede enfriar y filtrar (filtro de 1,2 pm) para retirar las partfculas, dando como resultado una solucion transparente que es estable a temperatura ambiente. La solucion tambien se puede preparar por disolucion de un borato en agua caliente, preferentemente de aproximadamente 35 °C a aproximadamente 45 °C, disolviendo por separado el silicato metalico alcalino o mezclas de silicatos en agua, y anadiendo la solucion de borato a la solucion de silicato alcalino. Despues de enfriamiento y filtracion, estas soluciones apuestas permaneceran estables a temperatura ambiente.
El metodo para aplicar una solucion acuosa de silicato o de borosilicato a una superficie de oxido metalico se puede realizar mediante cualquier metodo conocido en la tecnica para aplicar soluciones a superficies metalicas. Por ejemplo la solucion se puede pulverizar o cepillar sobre la superficie. La superficie de oxido metalico se puede revestir con rodillos, o se puede sumergir en una solucion y drenar. Como se sabe en la tecnica tambien son eficaces el revestimiento mediante centrifugacion y otros metodos de revestimiento de un metal con una solucion. En cualquier metodo de revestimiento, la solucion deja un revestimiento en el metal o aleacion metalica generalmente
5
10
15
20
25
30
35
40
45
50
55
60
65
de menos de aproximadamente 20 pm (micrometros). El grosor del revestimiento se puede ajustar controlando la gravedad especffica de la solucion, por ejemplo, el aumento de la gravedad especffica puede proporcionar revestimientos mas gruesos a la vez que la disminucion de la gravedad especffica puede proporcionar revestimientos mas finos.
En particular, de acuerdo con la invencion, el revestimiento de solucion presente en el metal deberfa tener menos de aproximadamente 20 micrometros. Las capas de revestimiento que son demasiado gruesas pueden formar burbujas y espuma durante el proceso de secado, dando como resultado una capa de vidrio que no es lisa ni uniforme, y que no protege la superficie metalica ni proporcionan las propiedades del revestimiento desvelado. Los revestimientos en la superficie metalica se pueden secar para retirar el agua, y posteriormente se pueden polimerizar temperaturas mas elevadas para generar el vidrio del polfmero. Esa polimerizacion es una polimerizacion de condensacion que produce agua, y la evolucion del vapor de agua esta limitada por el grosor de la capa de revestimiento. La formacion de espuma y de burbujas deja una superficie de vidrio del polfmero final que no es lisa ni uniforme. Por lo tanto, un aspecto de la divulgacion puede ser el revestimiento de una capa de solucion sobre una superficie de oxido metalico de menos de aproximadamente 15 pm (micrometros, preferentemente menos de aproximadamente 10 pm (micrometres), y mas preferentemente menos de aproximadamente 5 pm (micrometros). Una capa de revestimiento de menos de aproximadamente 2 pm (micrometros) tambien puede proporcionar una capa de vidrio eficaz.
Despues de haber aplicado un revestimiento a un oxido metalico, el producto metalico de acuerdo con la invencion se calienta a una temperatura en el intervalo de aproximadamente 220 °C a aproximadamente 500 °C durante algunos segundos hasta una hora o mas para retirar el agua y promover la conversion qufmica de los revestimientos de silicato o borosilicato con respecto a una capa de vidrio. Opcionalmente, se puede realizar un secado a temperatura mas baja antes del calentamiento a una temperatura superior a 200 °C. El revestimiento se puede curar a una temperatura de al menos aproximadamente 220 °C, o a una temperatura de al menos aproximadamente 250 °C. Como alternativa el revestimiento se puede curar entre aproximadamente 250 °C y aproximadamente 350 °C. El revestimiento se puede curar durante al menos aproximadamente 15 segundos. Los tiempos de calentamiento y la temperatura pueden variar dependiendo de varios factores, que incluyen, por ejemplo, la solucion de revestimiento y el artfculo revestido. Por ejemplo, una lamina fina de aluminio que tiene una solucion de revestimiento sobre su superficie se puede calentar de forma muy rapida y el revestimiento se puede convertir en una capa de vidrio en 15 segundos a aproximadamente 290 °C. A diferencia de un objeto de metal grueso metal, tal como una barra metalica, se requeriran tiempos de calentamiento mayores debido a que la masa termica de la propia barra debe alcanzar una cierta temperatura antes de que el revestimiento en su superficie externa se convierta en la capa de vidrio. Sin quedar ligado por la teorfa, las temperaturas los tipos de calentamiento se pueden evaluar de forma cualitativa basandose en el tiempo que necesita el metal a la temperatura pertinente, en lugar de por ejemplo el periodo de tiempo que el metal necesita en un horno a la temperatura pertinente. Alguien con una experiencia habitual en la materia tambien podrfa reconocer que una temperatura y curado mas elevada puede necesitar un tiempo de curado breve. A la inversa, una temperatura de curado menor puede ser util para ciertas soluciones de revestimiento.
Dado que la solucion se puede aplicar facilmente y, en algunos casos, se puede curar rapidamente, el producto metalico se puede preparar una manera continua en lugar de mediante un procesamiento, permitiendo ventajas de produccion. En una realizacion, una bobina de metal se prepara mediante anodizado de la superficie del metal. La bobina se alimenta en una lfnea de revestimiento con rodillo y la superficie del metal se limpia. La superficie se puede limpiar con agua, una solucion alcalina, o una solucion de limpieza. La solucion de silicato alcalino se aplica a continuacion a la superficie de la bobina metalica a medida que avanza a traves del proceso de produccion, y la superficie se calienta posteriormente para curar el revestimiento de silicato. Catedral metal alcanza de aproximadamente 200 a aproximadamente 300 °C durante al menos aproximadamente 15 segundos. La bobina se puede revestir y se puede calentar en cada lado por separado, solamente en un lado, o en ambos lados en la misma realizacion de produccion. Despues de revestir y curar el producto metalico, este se puede enfriar con agua y rebobinar en una bobina.
Los productos metalicos de la presente divulgacion tienen numerosas ventajas con respecto a los productos anodizados de la tecnica anterior. Por ejemplo, el revestimiento transparente formado por la capa de combinacion de vidrio-oxido permite que la superficie metalica se muestre a traves de la misma, y no influye en las caracterfsticas fotometricas inherentes de la lamina de metal subyacente. Las caracterfsticas fotometricas inherentes de esa superficie pueden incluir cualquier caracterfstica fotometrica deseada en la superficie que incluyen, pero no se limitan a, por ejemplo, reflectancia, brillo, claridad, color, texturas de superficie ya que podrfan estar presentes en un nfquel cepillado, etc. En una realizacion, la reflectancia total puede ser superior a un 75 %, preferentemente superior a un 80 % y mas preferentemente superior a un 85 %. Como alternativa, la perdida de reflectancia entre el metal subyacente y el producto metalico desvelado con la capa de metal-oxido metalico-vidrio puede ser inferior a aproximadamente un 2 %, preferentemente inferior a aproximadamente un 1 %, mas preferentemente inferior a aproximadamente un 0,5 %. La capacidad del producto metalico para reflejar la luz esta limitada principalmente a la cantidad de oxido presente en la superficie del metal, ya que la capa de vidrio por encima de esa capa de oxido es transparente en gran medida.
5
10
15
20
25
30
35
40
45
50
55
60
65
El producto metalico tambien presenta resistencia a la corrosion y resistencia a las condiciones atmosfericas superior. En una realizacion, el producto metalico no presenta corrosion durante un ensayo de corrosion por pulverizacion de sal neutra a como se mide mediante la norma ASTM B-117-37 durante un periodo de tiempo superior a aproximadamente 350 horas, preferentemente superior a aproximadamente 600 horas, mas preferentemente superior a aproximadamente 1200 horas, y lo mas preferentemente superior a aproximadamente 3000 horas. En una realizacion, el producto metalico presenta un aumento de la resistencia a la corrosion a un ensayo de pulverizacion de sal de acido acetico, tal como se mide mediante la norma DIN 50021 ESS de no corrosion a aproximadamente 500 horas, corrosion menor de menos de aproximadamente un 1 % aproximadamente 800 horas y corrosion menor de menos de aproximadamente un 7 % a aproximadamente 1000 horas.
La resistencia al calor de los productos metalicos desvelados es excelente. La resistencia al calor del producto metalico esta limitada por la sensibilidad del metal subyacente y no por la capa de vidrio. Los productos metalicos se pueden mantener en un horno a 350 °C durante aproximadamente diez horas. Un producto metalico se puede calentar con una antorcha de propano hasta que la capa metalica comienza a fundirse, dejando una capa de vidrio transparente. Por lo tanto, en una realizacion, el producto metalico puede tener una resistencia al calor extendida de hasta aproximadamente 350 °C, hasta aproximadamente 500 °C, hasta aproximadamente 700 °C, o hasta aproximadamente el punto de fusion del sustrato metalico.
La dureza y la resistencia al rayado de los productos metalicos desvelados tambien son excelentes. En una realizacion, el producto metalico puede tener una dureza de lapiz superior a 6, preferentemente superior a 7, mas preferentemente superior a 8. A modo de ejemplo, el producto metalico con una capa de vidrio con un grosor inferior a aproximadamente 0,75 pm (micrometros) tienen la misma resistencia al rayado que una capa de oxido con un grosor inferior a aproximadamente 4 pm (micrometros) preparada mediante anodizado y sellado de una superficie metalica. Al mismo tiempo, el producto metalico de la divulgacion muestra un ataque limitado mediante una solucion de hidroxido sodico al 8 % a 70 °C despues de 5 minutos, pero el metal anodizado con un grosor inferior a aproximadamente 4 pm (micrometros) muestra deterioro a 1 min y una disolucion completa despues de 2 a 3 minutos.
El producto metalico de la presente divulgacion tambien proporciona ventajas mas alla de la resistencia a la corrosion. Por ejemplo, muchos metales tienen resistencia a la corrosion o dureza inherentes, por ejemplo acero inoxidable, titanio. El revestimiento de estas superficies metalicas proporciona otras propiedades mejoradas. Por ejemplo, el aspecto general de una superficie metalica se degradara en condiciones ambientales convencionales cuando los agentes contaminantes, por ejemplo hollfn, suciedad, etc., se acumulan sobre o dentro de los poros de un revestimiento de superficie. Tambien son problematicos los aceites residuales de las huellas dactilares. La retirada de estos agentes contaminantes mediante limpieza a menudo es problematica incluso para superficies de oxido relativamente lisas porque los agentes contaminantes se acumulan en los poros microscopicos de la superficie metalica. El revestimiento de estos materiales con el producto de la presente divulgacion mejora el mantenimiento de estas superficies, por ejemplo, haciendo la limpieza mas facil, en parte debido a que la superficie de la capa de vidrio es mucho mas lisa. Los oxidos metalicos tienen poros en la escala de tamano de micrometros, mientras que las capas de vidrio tienen poros de varios ordenes de magnitud mas pequenos, del orden de nanometros. Un revestimiento de este tipo se podrfa aplicar, por ejemplo, a disenos de arquitectura o esculturas, o superficies reflectantes tales como reflectores solares.
Ademas el producto metalico de la presente divulgacion demuestra otras numerosas ventajas en terminos de procesamiento. Por lo general, la anodizacion requiere cantidades sustanciales de energfa, y mientras que una capa de oxido mas gruesa puede transmitir mas proteccion, la creacion de una capa de oxido mas gruesa requiere una anodizacion mucho mas larga, y tambien da como resultado un color gris y perdida de las caracterfsticas de la superficie metalica subyacente, tales como reflectancia elevada. Las capas de oxido anodizado tambien se deben sellar mediante procesos que requieren mas energfa, por ejemplo agua en ebullicion o precipitacion de sal he hinchado. Las mejores capas de oxido se preparan tratando una capa anodizada con cromatos, pero la toxicidad de las sales de cromo se ha documentado bien y hace que este proceso sea altamente indeseable. Como alternativa, algunas capas de oxido se pueden proteger mediante tratamiento con un epoxi, pero las emisiones de carbono organico volatiles tambien son problematicas, y el producto protegido con epoxi no presentara a las otras caracterfsticas mejoradas de la presente divulgacion.
Por el contrario, como se ha demostrado en la divulgacion anteriormente y como se expone adicionalmente en los ejemplos que siguen a continuacion, la capa de vidrio desvelada sobre un producto metalico que tiene un revestimiento de oxido superar estas deficiencias. Reduce los costes al necesitar solamente capas de oxido muy finas, mantiene la claridad y otras tapias metalicas, proporciona resistencia a la corrosion superior, procesamiento mas rapido a traves de ciclos de calentamiento y enfriamiento mas rapidos, y evitar los costes ambientales asociados con los metales pesados o con los VOC. Tambien proporciona un producto metalico con una superficie que es mas lisa que las capas de oxido anodizado, tiene poros mas pequenos en comparacion con el oxido anodizado, y tambien es mas uniforme y mas plana que la capa de oxido anodizado.
5
10
15
20
25
30
35
40
45
50
55
60
65
Ejemplos
A modo de ejemplo y no de limitacion, los siguientes ejemplos son ilustrativos de diversas realizaciones de la presente divulgacion e ilustran adicionalmente los ensayos experimentales realizados.
Ejemplo convencional 1
Un metodo habitual para tratar o revestir una superficie de aluminio o de aleacion de aluminio anodizado con un revestimiento duro, transparente resistente al calor y a la corrosion se describe como sigue a continuacion:
Un panel de metal anodizado se puede limpiar primero con detergente (es decir, la Muestra de Color Verde), se aclaro con agua, y se seco al aire o con un trapo limpio seco. La superficie del panel se puede tratar con antorcha (expuesta a la llama abierta de una antorcha de butano durante varios segundos) para retirar la humedad de la superficie, y deshidratar cualquier hidroxido) y a continuacion se puede enfriar a una temperatura entre 30 y 60 °C. A continuacion, el panel se sumerge en una solucion acuosa de silicato sodico (por ejemplo, una proporcion de peso de SiO2:Na2O de 3,22) diluida a una gravedad especffica entre 1,02 y 1,3 con agua. Para mejorar tanto el aspecto como las propiedades de resistencia a la corrosion, tambien se puede anadir una solucion acuosa de decahidrato de tetraborato sodico (borax) a la solucion de silicato sodico para una concentracion final de borax entre un 1 y un 5 % en peso. Como alternativa se puede anadir polvo de borax directamente a una solucion diluida de silicato sodico con agitacion y temperatura elevada (entre 50-100 °C). A continuacion se pueden anadir los suplementos de 1-Butanol (Alcohol n-Butflico) a un 0,5-2 % en peso y DeeFo N.° 916 (Ultra Additives) a un 0,001-0,005 % en volumen para alterar las propiedades de humectacion de la solucion de silicato. A continuacion la solucion se puede filtrar (es decir, a traves de un filtro de 1,2 pm) para retirar cualquier partfcula. La muestra de metal se puede mojar o sumergir en la solucion de silicato sodico (es decir, de 1 segundo a 30 minutos) y continuacion se retira con cuidado. El revestimiento se puede secar a temperatura ambiente o coloca inmediatamente en un horno calentado. Se puede permitir que la temperatura de la muestra alcance una temperatura entre 200-350 °C de 30 segundos a una hora. La muestra revestida curada se puede enfriar a temperatura ambiente o se puede inactivar en una solucion acuosa.
Ejemplo convencional 2
Un panel de aluminio que contiene una capa de oxido se puede revestir con un revestimiento de silicato preparado de acuerdo con el Ejemplo convencional 1 mediante revestimiento con rodillos de una lamina de aluminio que tiene una capa de oxido con una solucion de solucion de borosilicato sodico. La solucion de revestimiento se puede calentar entre 200-350 °C durante 1 hora.
Ejemplo convencional 3
Una llanta de automovil de aluminio con una capa de vidrio de silicato se preparo de manera analoga a la del Ejemplo convencional 1. La llanta se sumergio en una solucion de borosilicato sodico, se giro a medida que el exceso de la solucion se retiraba mediante drenaje para asegurar un revestimiento uniforme, y se calento en un horno entre 200 y 350 °C durante 20 minutos.
Ejemplo convencional 4
Un panel de titanio con un revestimiento de oxido se revistio usando una solucion preparada de acuerdo con el Ejemplo convencional 1. La baldosa se revistio con una solucion de borosilicato sodico mediante inmersion, y se calento en un horno entre 200 y 350 °C durante 1 hora.
Ejemplo convencional 5
Una barra de acero inoxidable anodizado de una composicion usada normalmente en trenes de aterrizaje de avion se revistio mediante inmersion en una solucion de borosilicato sodico analoga a la solucion en el Ejemplo convencional 1. La barra se retiro, se permitio que secara, y se calento en un horno entre 200 y 350 °C durante 1 hora.
Ejemplo de la invencion 1
Este ejemplo muestra una solucion util para preparar objetos de metal revestidos que tienen un vidrio de silicato.
Se preparo una solucion de borosilicato alcalino que contenfa una mezcla de contraiones metalicos de sodio y litio. En primer lugar, se combinaron soluciones comerciales concentradas lfquidas de silicato sodico y silicato de litio. A continuacion el borax (decahidrato de tetraborato sodico) se disolvio totalmente en agua caliente. A continuacion la solucion de borax se anadio a la solucion de silicato alcalino para crear la solucion de revestimiento. La composicion final de borax en la solucion de revestimiento puede estar entre un 1-5 % en peso. En un ejemplo, la composicion final de la solucion era un 13,0 % de SiO2, un 1,7 % de Na2O, un 1,2 % de Li2O, un 1,1 % de B2O3, y un 83,0 % un H2O en peso, tenia una gravedad especffica de aproximadamente un 1,15 a aproximadamente un 3 por ciento en
5
10
15
20
25
30
35
40
45
50
55
60
65
peso de borax. La solucion se filtro a traves de un filtro de 1,2 mm. Los paneles se revistieron por inmersion y se cocieron como se ha descrito en el Ejemplo convencional 1.
Ejemplo convencional 6
Este ejemplo muestra una solucion util para preparar objetos de metal revestidos que tienen una capa de vidrio de silicato.
Se preparo una solucion de silicato sodico que tenia una gravedad especifica de aproximadamente 1,17 por disolucion de 1,389 kg de borax en 24,25 l de agua caliente, diluyendo por separado 15,75 l de un silicato sodico con una gravedad especifica de 1,4 en 24,25 de agua, y anadiendo la solucion acuosa de borax a la solucion diluida de silicato sodico, seguido de filtracion.
Ejemplo de la invencion 2
Este ejemplo muestra una solucion util para preparar objetos de metal revestidos que tienen una capa de vidrio de silicato.
Se preparo una solucion de silicato de sodio y litio con una gravedad especifica de aproximadamente 1,146 calentando 45,1 l de agua a 35-40 °C en un tambor pequeno de color negro, disolviendo 3400 g de borax en el agua calentada, mezclando 11,8 l de un silicato sodico y 43,1 l de un silicato de litio en un tambor de aluminio de tamano medio, y a continuacion anadiendo la solucion acuosa de borax a la solucion de silicato de sodio y litio. La solucion se filtro y se almaceno.
Ejemplo convencional 7
El ejemplo demuestra procedimientos alternativos para preparar la capa de vidrio de silicato.
Para mejorar las propiedades de revestimiento o para prevenir el agrietamiento de revestimientos mas gruesos se puede usar un procedimiento de coccion de dos etapas. Despues de revestir la muestra, esta se coloca en un horno calentado y se permite que alcance una temperatura entre 100-200 °C de 15 segundos a 1 hora. Posteriormente, se puede colocar directamente en el horno a temperatura mas elevada y cocer una segunda vez a 200-350 °C de 1 minuto a una hora.
Como alternativa, antes de la segunda coccion, la muestra se puede tratar adicionalmente, por ejemplo mediante revestimiento con otras soluciones, por ejemplo soluciones de CaCh o mediante inmersion en una solucion acida (es decir, acido acetico, pH 2-3) a una temperatura entre temperatura ambiente y que 55 °C durante 1-15 segundos, drenando, y aclarando con agua. A continuacion la muestra se puede cocer una segunda vez como se ha descrito anteriormente.
Despues de la coccion final, el proceso de polimerizacion se puede mejorar mediante un tratamiento con acido. El aspecto y la eflorescencia del revestimiento tambien se pueden mejorar con una etapa de tratamiento con acido y/o limpieza despues del tratamiento de coccion. El tratamiento implica la inmersion de la muestra en una solucion acida (es decir, acetico o acido fosforico, pH 2-3) a una temperatura entre 20-60 °C de 1 a 15 segundos mientras que la muestra todavfa esta caliente o despues de que se haya enfriado despues del tratamiento de curado. La superficie revestida Tania se puede limpiar despues de que se haya enfriado a partir de la etapa de coccion con un limpiador basico disponible en el mercado (es decir, Simple Green o Lime Away) seguido de un aclarado final en agua.
Ejemplo convencional 8
Un metodo para revestir una bobina de aluminio anodizado con un revestimiento duro, transparente resistente al calor y a la corrosion mediante un proceso de revestimiento con rodillo en una lfnea de produccion a gran escala es como sigue a continuacion:
Una bobina de aluminio se alimento en la lfnea de revestimiento con rodillo a una tasa de 24-46 metros por minuto en la que en primer lugar se aclaro en agua caliente (o se limpio en una solucion alcalina). Un rodillo de recogida se sumergio parcialmente en un deposito de solucion de revestimiento preparada de acuerdo con el Ejemplo 1 o el Ejemplo 6. El rodillo de recogida transfirio la solucion de revestimiento a un rodillo de revestimiento. Despues de ser limpiada, la lamina de aluminio se paso sobre el rodillo de revestimiento, llegando a revestirse con una fina capa de solucion. Una vez revestida, la bobina se sometio a un tratamiento termico para que la temperatura del metal alcanzara entre 200 y 300 °C durante 15-60 segundos. Despues de curar el revestimiento, la superficie del revestimiento se inactivo con agua y el metal se rebobino inmediatamente en una bobina.
En una realizacion de produccion diferente, la lamina de aluminio se revistio por ambos lados enrollando primero un lado, a continuacion enrollan del lado opuesto y a continuacion tratando de forma termica la bobina de modo que la temperatura del metal alcanzara entre 200 y 300 °C durante 15-60 segundos.
5
10
15
20
25
30
35
40
45
50
55
60
El grosor del revestimiento de silicato sobre el aluminio enrollado se puede alterar ajustando la gravedad especffica de la solucion de silicato y/o los parametros del procedimiento de revestimiento con rodillo. Ademas, la tasa a la que la bobina pasa a traves del proceso y/o la temperatura del horno se puede ajustar para encontrar los tratamientos de curado optimos especfficos para el tipo de bobina metalica que se esta revistiendo.
En todos los casos mencionados anteriormente es importante indicar que si el revestimiento no esta suficientemente curado, se puede realizar una segunda etapa de calentamiento.
Ejemplo convencional 9
Imagenes con Microscopio Electronico de Barrido
Las Figuras 1 y 2 son imagenes de SEM del revestimiento aplicado a aluminio en un proceso de revestimiento con rodillo. La muestra de aluminio revestida se sumergio en nitrogeno lfquido y se fracturo. En cada imagen de SEM en la Figura 1, el sustrato de aluminio subyacente esta en la parte de la imagen mas baja. Una capa porosa de oxido de aluminio anodizado se superpone al sustrato de aluminio y tiene un grosor en el intervalo de aproximadamente 0,170,19 pm (micrometros). Una fina capa superior de grosor de aproximadamente 170-200 nm que consiste en una region de transicion de alumina-silicatos y la capa de vidrio exterior cubre la capa de oxido. De forma analoga, en la Figura 2, las imagenes de SEM representan una capa de oxido de aluminio mas gruesa y menos porosa, la capa de transicion de alumina-silicato y la capa superior de una capa de vidrio de silicato con las capas fusionadas a lo largo de una superficie de contacto. Las tres capas compuestas incluyendo el AhO3 tienen un grosor en el intervalo de 1,69 a 1,83 pm (micrometros), con la capa de transicion y la capa de vidrio de silicato que comprenden del orden de un 5 % a un 10 % del grosor.
Las Figuras 3-8 son imagenes de SEM de los revestimientos de vidrio de silicato sobre aluminio, tal como se preparan de acuerdo con la presente divulgacion. En las Figuras 3 y 4, se pueden ver las imagenes de SEM de la superficie y la seccion transversal de un material fracturado por congelacion. La superficie lisa de la capa de vidrio de silicato se puede ver encima de una capa de oxido anodico, en la que la capa de oxido tiene un grosor de aproximadamente 3,5 pm, y la capa de vidrio de silicato tiene un grosor de aproximadamente 500 nm. Observese que el grosor de la capa de silicato puede variar en cierto modo. En las imagenes de SEM, los valores medidos son de 476 a 535 nm. En parte esto se debe a un error instrumental, pero tambien revela una ventaja para la presente divulgacion. La superficie de un oxido anodico no es perfectamente plana, pero de hecho varfa, mientras que el revestimiento de silicato sobre la capa de oxido es mucho mas liso y mas plano. En consecuencia, se pueden observar variaciones en el grosor, de la capa de revestimiento de silicato, pero el grosor medio permanecera en gran parte constante.
Las Figuras 5 y 6 muestran de SEM de otra muestra, fracturadas por congelacion para revelar la seccion transversal. Se puede observar una capa de oxido encima de una superficie metalica, con un grosor entre 1,4 y aproximadamente 1,6 pm (micrometros). Ademas, una capa de vidrio de silicato encima de la capa de oxido tambien es claramente visible, con un grosor de oxido entre aproximadamente 340 y 480 nm. Las Figuras 7 y 8 presentan otro conjunto de fotograffas de SEM para una muestra que se ha fracturado por congelacion para revelar la seccion transversal, demostrando una capa de oxido con un grosor de 1,85 a 2,15 pm (micrometros) que se ha revestido con una capa de vidrio de silicato con un grosor entre 570 y 630 nm.
Ejemplo convencional 10
La Figura 9 es un ejemplo comparativo del revestimiento de la divulgacion en comparacion con una lamina de aluminio anodizada y sellada. La lamina de aluminio en la parte derecha de la Figura 9 se anodizo y sello mediante insercion en agua caliente hirviendo. A continuacion la muestra de ensayo se sometio al ensayo filiforme de la Companfa Ford Motor incluyendo el rayado de la superficie de una muestra y la exposicion de la superficie a una pulverizacion de sal durante 288 horas. La muestra en la parte izquierda se trato con la misma etapa de anodizado al igual que la muestra en la parte derecha, pero no se sello, y el revestimiento de silicato se aplico de acuerdo con el Ejemplo convencional 1. Se realizo el mismo ensayo filiforme de Ford, pero la muestra revestida se trato durante 800 horas. La muestra en la parte derecha desarrollo marcas de tipo picadura y alguna migracion en los aranazos en 288 horas. La muestra en la parte izquierda proporcionada un revestimiento protector continuo no afectado por el ambiente corrosivo.
Ejemplo convencional 11
Los resultados de diversos ensayos realizados en un producto metalico de aluminio revestido de la divulgacion se exponen en la Tabla I
Tabla I
Ensayo
Resultados
Pulverizacion Salina (ASTM B 117-37)
> 1200 h, sin efectos superficiales
QUV (ASTM D4329)
> 876 h
Ensayo de CASS (DIN 50 021)
> 48 h, sin deterioro significativo
Dureza de lapiz
>> 6H
Material de Sustrato Duro/Revestimiento Decorativo
Laton revestido con Cr Zr/ZrN (<1 pm de grosor))
Ensayo
Resultados
Reflexion Total en la superficie brillante
86,2
Reflexion especular
76,4
Diferencia
Con grano
97,4
Turbidez 15°
0
Turbidez 2°
0,38
Grano Transversal
94,9
Turbidez 15°
0
Turbidez 2°
0,69
Ejemplo convencional 12
5 Los resultados de rendimiento se comparan entre una lamina de aluminio revestida con rodillo de la presente divulgacion y laminas de aluminio preparadas con metodos de anodizacion y sellado del estado de la tecnica actual (es decir, acetato de nfquel). Los resultados se exponen en la Tabla II.
Tabla II
Propiedad
Producto de aluminio revestido con vidrio de silicato Control
Reflexion, Claridad de Reflectancia especular de imagen y Difusion bajo luz visible
Sin cambio a partir del control Reflector anodizado y sellado con una capa de oxido con un grosor de 1,5 pm (micrometros)
8 grados de reflectancia hemisferica de 250 a 2500 un
Igual o superior al control Igual
10
Propiedad
Producto de aluminio revestido con vidrio de silicato Control
Pulverizacion con sal de acido acetico (DIN50021 ESS)
Anodizar Al de alta pureza con 1,5 um de grosor: - corrosion menor en <7 % a las 1000 h Aluminio de alta pureza con anodizacion convencional a 8 um de capa anodizada - Corrosion equivalente a las 150 h
Anodizar Al de alta pureza con 1,5 um de grosor: - corrosion menor en <1 % a las 800 h
Aluminio de alta pureza con anodizacion convencional a 8 um de capa anodizada - Corrosion equivalente a las 100 h
Anodizar Al de alta pureza con 1,5 um de grosor: - sin corrosion despues de 500 h
Aluminio anodizado y sellado con grosor de la capa de 1-3 um - fuertemente corrofdo (50 % de superficie retirada) a 100 h.
Pulverizacion con sal neutra ASTM B117-94 (ISO 9227)
Capa de oxido con un grosor de 1,5 um. Sin corrosion despues de 3000 h, sin decoloracion El anodizado de 2,5 um presenta decoloracion a las 350 h
Pulverizacion con sal neutra como anteriormente - 8 grados hemisferico
< 1,2 % de perdida despues de 3000 h FALLO
reflectancia de 250 a 2500 un
Pulverizacion con sal de acido acetico como anteriormente
< 3,0 % de perdida despues de 1000 h FALLO
Exposicion a UV (ASTM G154-06)
< 1,5 % de perdida de reflectancia despues de 3000 h < 1 % de perdida de reflectancia despues de 3000 h
Resistencia al rayado
grosor de la capa de 0,75 um equivalente a 4 um de grosor convencional anodizar y sellar
NaOH (solucion al 8 %) caliente (70 °C)
Poco ataque a los 5 min - grosor de la capa de 0,75 um Deterioro a 1 min - capa con un grosor de 4 um, el revestimiento se disuelve completamente despues de 2 - 3 min.
Corrosion Filiforme (GM9682P)
Sin corrosion, sin debilitamiento por rayado 1000 h
Desprendimiento
Ni se libera y se desprende
Resistencia al Calor
Sin deterioro a 500 °C
Ejemplo de la invencion 3
5 Este ejemplo expone soluciones de revestimiento de silicato metalico y parametros de esas soluciones que son utiles en la presente divulgacion.
En la Figura 10, se puede preparar una serie de soluciones de revestimiento de silicato metalico usando un silicato sodico lfquido y un silicato de litio lfquido con porcentajes de volumen y gravedades especfficas determinadas para 10 un intervalo de solucion. El grafico superior muestra una serie con PQ STAR™ como el silicato sodico y PQ Lithisil25™ como el silicato de litio. El grafico inferior muestra una serie usando silicato sodico PQ de Tipo E. las cantidades relativas de silicato sodico y de silicato de litio se muestran en la leyenda.
En la Figura 11, se preparo una serie de soluciones convencionales de revestimiento de borato y silicato sodico 15 usando cualquiera de silicato sodico PQ STAR™ (grafico superior) o PQ Type E™ (grafico inferior) y borax. Se
prepararon soluciones diluidas con silicato sodico al 20 por ciento en volumen, silicato sodico al 50 por ciento en volumen, y silicato sodico al 80 por ciento en volumen, como se indica en la leyenda. La proporcion molar de silicato con respecto a contraion metalico y volumen de la solucion se muestran basandose en la cantidad de borax en solucion.
5
En la Figura 12, se preparo una serie de soluciones de revestimiento de borato y silicato sodico de la invencion usando PQ STAR™ (grafico superior) o PQ Type E™ (grafico inferior) como un silicato sodico, PQ Lithisil25™ como el silicato de litio, y borax como la fuente de borato metalico. Se muestran proporciones molares (SiO2/A2O(alcalino)) de las soluciones jugosas diluidas preparadas con silicato de alcalino lfquido como una funcion de la cantidad de 10 borax (decahidrato de tetraborato sodico) disuelta en la solucion. En este caso A2O se refiere al total de Na2O y Li2O. La cantidad de borax se define como masa de borax por masa de solucion diluida. Las soluciones son a un 50 % en volumen de solucion de silicato en agua.
Se deberfa entender que para los expertos en la materia seran evidentes diversos cambios y modificaciones a las 15 realizaciones preferentes en el momento actual que se describen en el presente documento. Tales cambios y modificaciones se pueden realizar sin apartarse del alcance de la presente materia objeto y sin disminuir sus ventajas pretendidas. Por lo tanto se pretende que tales cambios y modificaciones tienen cubiertos por las reivindicaciones adjuntas.

Claims (13)

  1. 5
    10
    15
    20
    25
    30
    35
    40
    45
    50
    55
    60
    65
    REIVINDICACIONES
    1. Un proceso para preparar para preparar un objeto de metal revestido que tiene una capa de vidrio de silicato, comprendiendo el proceso:
    proporcionar un objeto de metal que incluye un metal o aleacion metalica con una capa de oxido preparada, fuertemente adherida,
    revestir la capa de oxido preparada con una capa de revestimiento que tiene un grosor de menos de 20 pm y comprende una solucion acuosa estable de silicato o de borosilicato que incluye un contraion de sodio y un contraion de metal alcalino seleccionados entre el grupo que consiste en Li, K y una combinacion de los mismos, y al menos un 10 % de atomos de contraion de sodio con respecto a contraiones de metal totales, formando de ese modo una capa de oxido preparada revestida; y
    calentar la capa de oxido preparada revestida a una temperatura en un intervalo de al menos 220 °C a 500 °C; y
    formar de ese modo una capa de vidrio de silicato que tiene una proporcion de Na:Li de 1:9 a 9:1,
    preferentemente de 1:2,3 a 2,5:1 y una capa de superficie de contacto transicional que esta entre la capa de oxido y la capa de vidrio y que comprende complejos mixtos de oxido-silicato qufmicamente unidos; en el que el metal se selecciona entre el grupo que consiste en Al, Zn, Mg, Ti, Nb, Cr, Mn, Ni y Pb; y en el que el objeto de metal revestido tiene una resistencia al calor extendida hasta 700 °C.
  2. 2. El proceso de la reivindicacion 1, que comprende adicionalmente anodizar el metal o aleacion metalica para formar la capa de oxido preparada.
  3. 3. El proceso de una cualquiera de las reivindicaciones precedentes que comprende adicionalmente aplicar un
    colorante, pintura u otro aditivo a la capa de oxido preparada antes de revestir la capa de oxido preparada con la
    capa de revestimiento; en el que la capa de oxido preparada es una capa anodizada.
  4. 4. El proceso de una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en el que la solucion acuosa estable de silicato o de borosilicato es una solucion de borosilicato que comprende un borato metalico que tiene un contraion de metal alcalino seleccionado entre el grupo que consiste en Li, Na, K y una combinacion de los mismos; en el que la solucion de borosilicato tiene una gravedad especffica en un intervalo de 1,05 a 1,3; en el que la solucion de borosilicato comprende el borato metalico en una cantidad hasta un 5 % en peso; y en el que el compuesto de borato es preferentemente borax o tetraborato sodico.
  5. 5. El proceso de una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en el que la solucion acuosa estable de silicato o de borosilicato comprende un aditivo que incluye un alcohol C1-C6, hasta un 3 % en peso.
  6. 6. El proceso de una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en el que la capa de vidrio de silicato tiene un grosor de 50 nm a 2000 nm.
  7. 7. El proceso de una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, que comprende adicionalmente:
    alimentar el objeto de metal o aleacion metalica en una lfnea de revestimiento con rodillo; y
    aplicar la solucion acuosa estable de silicato o de borosilicato al objeto de metal o aleacion metalica a tratar; y
    a continuacion calentar la capa de oxido anodizada revestida a una temperatura de al menos 220 °C a 500 °C.
  8. 8. El proceso de la reivindicacion 7, en el que el objeto de metal o aleacion metalica es una bobina de metal; que comprende adicionalmente alimentar la bobina de metal en la lfnea de revestimiento con rodillo; y enrollar el objeto de metal revestido en una bobina.
  9. 9. Un objeto de metal revestido que comprende el producto producido mediante el proceso de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones precedentes.
  10. 10. El objeto de metal revestido de la reivindicacion 9, en el que la corrosion del objeto de metal revestido durante un ensayo de corrosion por pulverizacion de sal neutra, norma ASTM B-117-37, es ninguna corrosion durante un periodo de tiempo superior a 350 horas.
  11. 11. El objeto de metal revestido de cualquier reivindicacion 9 o 10, en el que el objeto de metal revestido tiene una reflexion total superior a un 75 %.
  12. 12. El objeto de metal revestido de una cualquiera de las reivindicaciones 9 a 11, en el que la corrosion del objeto de metal revestido durante un ensayo de corrosion por pulverizacion de acido acetico, norma DIN 50021 ESS, es ninguna corrosion en 500 horas.
  13. 13. El proceso de la reivindicacion 1, en el que la capa de oxido preparada, fuertemente adherida tiene un grosor de 50 nm a 10 pm.
ES09721644.4T 2008-03-18 2009-03-17 Revestimientos protectores para metales Active ES2634660T3 (es)

Applications Claiming Priority (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US69804P 1997-12-16
US6980408P 2008-03-18 2008-03-18
US291421 2008-11-10
US12/291,421 US8173221B2 (en) 2008-03-18 2008-11-10 Protective coatings for metals
PCT/US2009/037342 WO2009117379A1 (en) 2008-03-18 2009-03-17 Protective coatings for metals

Publications (1)

Publication Number Publication Date
ES2634660T3 true ES2634660T3 (es) 2017-09-28

Family

ID=41089214

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
ES09721644.4T Active ES2634660T3 (es) 2008-03-18 2009-03-17 Revestimientos protectores para metales

Country Status (15)

Country Link
US (2) US8173221B2 (es)
EP (1) EP2265441B1 (es)
JP (1) JP2011517731A (es)
KR (1) KR101362969B1 (es)
CN (1) CN102036814B (es)
AU (1) AU2009225791B2 (es)
BR (1) BRPI0910261A2 (es)
CA (1) CA2718899C (es)
DK (1) DK2265441T3 (es)
ES (1) ES2634660T3 (es)
MX (1) MX2010010229A (es)
PL (1) PL2265441T3 (es)
PT (1) PT2265441T (es)
SI (1) SI2265441T1 (es)
WO (1) WO2009117379A1 (es)

Families Citing this family (36)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8173221B2 (en) * 2008-03-18 2012-05-08 MCT Research & Development Protective coatings for metals
EP2206801A1 (en) * 2008-12-24 2010-07-14 Seb Sa Composite cookware comprising a vitreous protective coating
DE102009045762A1 (de) * 2009-10-16 2011-04-21 Henkel Ag & Co. Kgaa Mehrstufiges Verfahren zur Herstellung von alkaliresistenten anodisierten Aluminiumoberflächen
US11624115B2 (en) 2010-05-12 2023-04-11 Sio2 Medical Products, Inc. Syringe with PECVD lubrication
US9878101B2 (en) 2010-11-12 2018-01-30 Sio2 Medical Products, Inc. Cyclic olefin polymer vessels and vessel coating methods
CA2855353C (en) 2011-11-11 2021-01-19 Sio2 Medical Products, Inc. Passivation, ph protective or lubricity coating for pharmaceutical package, coating process and apparatus
US11116695B2 (en) 2011-11-11 2021-09-14 Sio2 Medical Products, Inc. Blood sample collection tube
US20150297800A1 (en) 2012-07-03 2015-10-22 Sio2 Medical Products, Inc. SiOx BARRIER FOR PHARMACEUTICAL PACKAGE AND COATING PROCESS
US9017464B2 (en) * 2012-11-09 2015-04-28 Praxair S.T. Technology, Inc. Chromium-free silicate-based ceramic compositions
US9764093B2 (en) 2012-11-30 2017-09-19 Sio2 Medical Products, Inc. Controlling the uniformity of PECVD deposition
CN103030438B (zh) * 2013-01-04 2015-02-11 航天材料及工艺研究所 一种封釉剂及其制备方法和使用方法
ITFI20130039A1 (it) 2013-03-01 2014-09-02 Colorobbia Italiana Spa Composizioni a base di vetro polimerico per coating vetroso.
CN105392916B (zh) 2013-03-11 2019-03-08 Sio2医药产品公司 涂布包装材料
CN103469276B (zh) * 2013-09-16 2015-09-09 杭州和韵科技有限公司 一种提高铝阳极氧化膜耐酸碱腐蚀性能的方法
CN103711278B (zh) * 2013-12-19 2015-09-16 方大新材料(江西)有限公司 一种建筑装饰用稀土陶瓷涂覆铝单板及制备方法
US9205455B2 (en) 2014-01-09 2015-12-08 Nano And Advanced Materials Institute Limited Surface treatment of mirror finish
WO2015148471A1 (en) 2014-03-28 2015-10-01 Sio2 Medical Products, Inc. Antistatic coatings for plastic vessels
PL4249236T3 (pl) * 2014-09-08 2025-12-15 Mct Holdings Ltd Powłoki krzemianowe
CN105525488A (zh) * 2014-09-30 2016-04-27 绥中明晖工业技术有限公司 一种洗衣机玻璃触摸操作面板
EP3053665A1 (de) * 2015-02-07 2016-08-10 CenterTec GmbH Verfahren und vorrichtung zur berührungslosen messung hoher oberflächentemperarturen an einem metallischen objekt
CN105986245A (zh) * 2015-02-16 2016-10-05 中微半导体设备(上海)有限公司 改善mocvd反应工艺的部件及改善方法
EP3176463B1 (en) 2015-03-05 2018-09-26 Roller Bearing Company of America, Inc. Rotation rod assembly with self lubricating liner or grooved bushings
WO2016168311A1 (en) * 2015-04-13 2016-10-20 Materion Corporation Anodized metal matrix composite
KR102786617B1 (ko) 2015-08-18 2025-03-26 에스아이오2 메디컬 프로덕츠, 엘엘씨 산소 전달률이 낮은, 의약품 및 다른 제품의 포장용기
CN105153769A (zh) * 2015-09-29 2015-12-16 北京志盛威华化工有限公司 水性金属防腐涂料
CN105689221B (zh) * 2016-02-18 2018-06-05 浙江巨科实业股份有限公司 铝合金轮毂表面涂层的制造方法
KR102044980B1 (ko) * 2017-12-19 2019-11-14 주식회사 포스코 스케일 분석용 시편, 이의 제조방법, 및 이를 이용한 스케일 분석 방법
US11753550B2 (en) * 2018-06-14 2023-09-12 Usg Interiors, Llc Borate and silicate coating for improved acoustical panel performance and methods of making same
US11312107B2 (en) * 2018-09-27 2022-04-26 Apple Inc. Plugging anodic oxides for increased corrosion resistance
KR20200094898A (ko) * 2019-01-30 2020-08-10 엘지전자 주식회사 스테인리스 코팅용 조성물 및 이를 포함한 조리기기
GB201917790D0 (en) 2019-12-05 2020-01-22 Coated Metallic Tech Limited Protective coatings for metals
KR102798840B1 (ko) * 2020-01-16 2025-04-22 엘지전자 주식회사 스테인리스 코팅용 조성물, 코팅층을 포함하는 스테인리스 부재 및 이의 제조방법
CN111229573A (zh) * 2020-03-09 2020-06-05 今创集团股份有限公司 抗菌抗病毒加硬耐磨防锈的车辆扶手、抓手表面处理方法
CN112080723B (zh) * 2020-08-20 2025-03-14 深圳市矽谷溅射靶材有限公司 金制品表面纳米多层复合抗划花膜及其制备方法
CN112795289B (zh) * 2020-12-25 2021-12-21 金盛铝业(廊坊)有限公司 一种抗菌铝单板的表面处理方法
CN113976414B (zh) * 2021-10-25 2023-08-04 中国航发贵州黎阳航空动力有限公司 一种航空发动机叶片用硅酸盐涂层的制备方法

Family Cites Families (57)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB275772A (en) 1926-07-09 1927-08-18 Archibald Maurice Sargint Improvements in and relating to compositions of matter adapted for use as paints, plasters, cements, putties, fillers and the like, and to the treatment of surfaces for the protection, repair or ornamentation thereof
US3374155A (en) * 1965-02-19 1968-03-19 Ludwig J. Weber Modified oxide-coated aluminum and the method of modifying
US3499780A (en) 1966-12-06 1970-03-10 Gen Electric Method of making a coated aluminum reflector
US3625737A (en) 1969-11-21 1971-12-07 Barbara C Richezza Protective coating and method of making
US3944440A (en) 1972-05-12 1976-03-16 Ppg Industries, Inc. Selective reflecting metal/metal oxide coatings using surfactant to promote uniform oxidation
US4125651A (en) 1974-01-23 1978-11-14 Corning Glass Works Method for making chemically durable silicate coatings
US3902976A (en) 1974-10-01 1975-09-02 S O Litho Corp Corrosion and abrasion resistant aluminum and aluminum alloy plates particularly useful as support members for photolithographic plates and the like
US3971674A (en) 1975-03-03 1976-07-27 Aluminum Company Of America Selective black coating for aluminum
JPS52117326A (en) 1976-03-29 1977-10-01 Yoshida Kogyo Kk <Ykk> Method of coating an extruded aluminum material
US4169735A (en) 1976-11-11 1979-10-02 Ppg Industries, Inc. Curable compositions comprising aqueous solutions of water-soluble silicates and water-soluble borate latent insolubilizers
DE2812116C2 (de) 1977-03-30 1982-06-03 Yoshida Kogyo K.K., Tokyo Verfahren zum Aufbringen eines härtbaren Überzugs auf eine gedichtete anodische Oxidschicht auf Aluminium
JPS5713406A (en) * 1980-06-26 1982-01-23 Nhk Spring Co Ltd Reflecting mirror and its manufacture
US4347285A (en) 1981-02-26 1982-08-31 H. B. Fuller Company Curable aqueous silicate composition, uses thereof, and coatings or layers made therefrom
US4379196A (en) 1981-04-23 1983-04-05 General Electric Company Protective coating for aluminum and method of making
JPS5858306B2 (ja) 1981-06-25 1983-12-24 水澤化学工業株式会社 ワンパツケ−ジ無機結着剤組成物
DE3232485A1 (de) * 1982-09-01 1984-03-01 Hoechst Ag, 6230 Frankfurt Verfahren zur nachbehandlung von aluminiumoxidschichten mit alkalisilikat enthaltenden waessrigen loesungen und dessen verwendung bei der herstellung von offsetdruckplattentraegern
JPS5959896A (ja) * 1982-09-28 1984-04-05 Nippon Light Metal Co Ltd アルミニウム陽極酸化皮膜を封孔処理する方法
US4601796A (en) 1984-09-19 1986-07-22 Aluminum Company Of America High reflectance semi-specular anodized aluminum alloy product and method of forming same
US4983497A (en) * 1985-10-10 1991-01-08 Eastman Kodak Company Treated anodized aluminum support and lithographic printing plate containing same
JPH0794619B2 (ja) 1986-05-26 1995-10-11 奥野製薬工業株式会社 無機質塗料組成物
US4762753A (en) 1987-03-31 1988-08-09 Usx Corporation Insulative coating composition
US5219617A (en) * 1989-09-19 1993-06-15 Michigan Chrome And Chemical Company Corrosion resistant coated articles and process for making same
US5205874A (en) 1990-11-13 1993-04-27 Crews Iv Nathan C Process of protecting metallic and wood surfaces using silicate compounds
JPH04311595A (ja) * 1991-04-08 1992-11-04 Nippon Parkerizing Co Ltd アルミニウムのセラミックコーティング方法
JP2668474B2 (ja) 1991-10-29 1997-10-27 黒野 朔 アルミニウムの表面保護塗装材
US5306526A (en) 1992-04-02 1994-04-26 Ppg Industries, Inc. Method of treating nonferrous metal surfaces by means of an acid activating agent and an organophosphate or organophosphonate and substrates treated by such method
DE4417907A1 (de) 1994-05-21 1995-11-23 Hoechst Ag Verfahren zur Nachbehandlung von platten-, folien- oder bandförmigem Material, Träger aus derartigem Material und seine Verwendung für Offsetdruckplatten
JP3166098B2 (ja) 1994-10-14 2001-05-14 川崎製鉄株式会社 高温耐火材表面処理方法
CH689065A5 (de) * 1994-11-24 1998-08-31 Alusuisse Lonza Services Ag Aluminiumoberflaechen fuer lichttechnische Zwecke.
EP0799717B1 (en) 1996-04-03 1999-11-17 Agfa-Gevaert N.V. A method for preparing a hydrophilic surface of a lithographic aluminum base for lithographic printing plates
BR9913660B1 (pt) 1998-08-28 2010-12-14 processo para o tratamento da superfÍcie de um produto de roda de alumÍnio.
US6455100B1 (en) 1999-04-13 2002-09-24 Elisha Technologies Co Llc Coating compositions for electronic components and other metal surfaces, and methods for making and using the compositions
USH2014H1 (en) 1999-04-20 2002-02-05 Henkel Corporation Process and composition for forming an adherent paint or vitreous enamel coating on steel
US6817679B1 (en) 1999-12-07 2004-11-16 Hayes Lemmerz International, Inc. Corrosion resistant bright finish for light weight vehicle wheels
JP2001207118A (ja) 2000-01-26 2001-07-31 Nikko Kensetsu Kk 珪酸塩水溶液をベースとする表面塗膜材および塗膜の形成法
AU2001238282A1 (en) * 2000-02-18 2001-08-27 Dancor, Inc. Protective coating for metals
US6358616B1 (en) 2000-02-18 2002-03-19 Dancor, Inc. Protective coating for metals
US6500558B2 (en) 2000-05-31 2002-12-31 Mitsubishi Aluminum Co. Ltd. Surface-treated aluminum material with superior adhesive properties and production method therefor
US6428616B1 (en) 2000-07-19 2002-08-06 Neely Industries, Inc. Curable coating compositions
DE10038447C1 (de) 2000-08-07 2002-07-11 Durferrit Gmbh Abdeckmassen für das partielle Aufkohlen von metallischen Bauteilen
US6929705B2 (en) * 2001-04-30 2005-08-16 Ak Steel Corporation Antimicrobial coated metal sheet
KR20040030925A (ko) 2001-08-03 2004-04-09 엘리사 홀딩 엘엘씨 금속 표면 처리용 무전해 방법 및 이로부터 형성된 물품
US6821631B2 (en) 2001-10-29 2004-11-23 Wood Treatment Products, Inc. Method and composition for treating substrates
US6759087B1 (en) 2002-04-10 2004-07-06 Conspectus, Inc. Solution for sealing porous metal substrates and process of applying the solution
WO2004033116A1 (en) 2002-10-07 2004-04-22 Coatings For Industry, Inc. Formation of corrosion-resistant coating
US20050159087A1 (en) * 2002-10-31 2005-07-21 Hans-Joachim Bartz Method for the creation of highly lustrous surfaceson aluminum workpieces
US6986810B1 (en) 2002-11-21 2006-01-17 Mohammad Behi Aqueous binder formulation for metal and ceramic feedstock for injection molding and aqueous coating composition
AU2002953190A0 (en) 2002-12-09 2002-12-19 Commonwealth Scientific And Industrial Research Organisation Aqueous coating solutions and method for the treatment of a metal surface
US6919012B1 (en) * 2003-03-25 2005-07-19 Olimex Group, Inc. Method of making a composite article comprising a ceramic coating
JP2005076092A (ja) * 2003-09-01 2005-03-24 Citizen Watch Co Ltd 腕時計用外装部品およびその製造方法
DE102004001097B4 (de) 2004-01-05 2014-06-05 Epg (Engineered Nanoproducts Germany) Ag Metallische Substrate mit verformbarer glasartiger Beschichtung
TWI356857B (en) * 2005-06-17 2012-01-21 Univ Tohoku Metal oxide film, laminate, metallic member and me
US8245199B2 (en) * 2006-05-05 2012-08-14 International Business Machines Corporation Selectively marking and executing instrumentation code
EP1873278A1 (en) * 2006-06-30 2008-01-02 Henkel Kommanditgesellschaft Auf Aktien Silicate treatment of sealed anodised aluminum
US8282807B2 (en) * 2006-12-28 2012-10-09 National University Corporation Tohoku University Metal member having a metal oxide film and method of manufacturing the same
DE102008011296A1 (de) 2007-03-16 2008-09-18 Süddeutsche Aluminium Manufaktur GmbH Kraftfahrzeug-Bauteil mit Sol-Gel-Beschichtung
US8173221B2 (en) * 2008-03-18 2012-05-08 MCT Research & Development Protective coatings for metals

Also Published As

Publication number Publication date
CN102036814A (zh) 2011-04-27
AU2009225791B2 (en) 2012-08-23
CA2718899C (en) 2013-09-03
DK2265441T3 (en) 2017-07-31
EP2265441A4 (en) 2012-11-07
WO2009117379A1 (en) 2009-09-24
US20120196119A1 (en) 2012-08-02
KR101362969B1 (ko) 2014-02-12
US20090239065A1 (en) 2009-09-24
PL2265441T3 (pl) 2017-12-29
US8173221B2 (en) 2012-05-08
EP2265441B1 (en) 2017-05-17
KR20110006661A (ko) 2011-01-20
BRPI0910261A2 (pt) 2015-09-29
PT2265441T (pt) 2017-08-28
JP2011517731A (ja) 2011-06-16
CN102036814B (zh) 2014-11-05
SI2265441T1 (sl) 2017-10-30
MX2010010229A (es) 2011-03-04
AU2009225791A1 (en) 2009-09-24
CA2718899A1 (en) 2009-09-24
EP2265441A1 (en) 2010-12-29

Similar Documents

Publication Publication Date Title
ES2634660T3 (es) Revestimientos protectores para metales
KR101943118B1 (ko) 시트 실리케이트 안료를 포함하는 코팅 조성물, 및 투명하거나 반투명한 방사 코팅을 형성시키는 방법
ES2372248T3 (es) Procedimiento para el tratamiento previo o/y el revestimiento de superficies met�?licas antes de la conformación con un revestimiento similar a un barniz, y utilización de los substratos revestidos de tal manera.
US8088216B2 (en) Water-borne complete inorganic alkali metal silicate composition and its aqueous solution, and water-borne coat agent, its aqueous solution, complete inorganic colored coating material and binder for high temperature and heat resistance coating material of the same composition, as well as method of using water-borne complete inorganic alkali metal silicate compound
KR101275782B1 (ko) 무기 도료 조성물 및 이를 제조하는 방법
US20160340787A1 (en) Coatings for Metal Surfaces
ES3041281T3 (en) Silicate coatings
US11999871B2 (en) Titanium and magnesium compound for corrosion-resistant coatings
JP2014528520A (ja) 固体金属基材の防食処理方法およびかかる方法により得ることができる処理された固体金属基材
ES2988878T3 (es) Recubrimientos protectores para metales
JP2006063358A (ja) 鋼材に高耐候性を付与する表面処理方法
EP1576204A1 (en) Aqueous coating solutions and method for the treatment of a metal surface
Kiselev et al. Composite light-absorbent coatings based on hollow oxide microspheres and lead sulfide
CA3151365C (en) Titanium and magnesium compound for corrosion-resistant coatings
England et al. Bio-Inspired Layered Hybrid Films Showing Long-Lasting Corrosion Resistance and Repeatable Regeneration of Surface Hydrophobicity
JP4542322B2 (ja) アモルファス被膜及び防曇性アモルファス被膜
JPS5949310B2 (ja) ガラス質皮膜を有する製品の製法
Aparicio et al. Hybrid Ce-containing silica-methacrylate sol–gel coatings for corrosion protection of aluminium alloys