ES2912177T3 - Hojalata con tratamiento de superficie libre de cromo, método de producción y agente de tratamiento de superficie para la misma - Google Patents

Hojalata con tratamiento de superficie libre de cromo, método de producción y agente de tratamiento de superficie para la misma Download PDF

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Abstract

Hojalata con tratamiento de superficie libre de cromo, en la que se forma una película de pasivación libre de cromo sobre una superficie de una capa de estaño, en la que la película de pasivación libre de cromo comprende 0,1-20 mg/m2 de cinc, 0,1-20 mg/m2 de circonio y/o molibdeno y 0,5-100 mg/m2 de silicio, en la que el silicio en la película de pasivación libre de cromo procede de un organosiloxano o polisiloxano, y el organosiloxano o polisiloxano se obtiene mediante la hidrólisis de un agente de acoplamiento de epoxisilano.

Description

DESCRIPCIÓN
Hojalata con tratamiento de superficie libre de cromo, método de producción y agente de tratamiento de superficie para la misma
Campo de la invención
La divulgación se refiere al campo técnico de la hojalata, en particular a una hojalata con tratamiento de superficie libre de cromo, a un método para producir la misma ya un agente de tratamiento de superficie de la misma.
Antecedentes de la técnica
La hojalata, también conocida como hierro galvanizado, es un material de envase metálico habitual, usado ampliamente para envasar alimentos, bebidas, té, productos de confitería, productos químicos, etc. El envase de hojalata tiene las ventajas de un aspecto bonito, buena hermeticidad, alta resistencia, vida útil prolongada, etc. Los alimentos o las bebidas envasados pueden mantener el sabor original de los alimentos en la mayor medida posible durante un tiempo prolongado. Además del material de envase, la hojalata también se usa en ocasiones en dispositivos electrónicos o componentes de electrodomésticos. Por tanto, se usa en campos amplios.
El estaño sobre la superficie de hojalata es un metal propenso a la oxidación por aire. El óxido formado por la oxidación del estaño degrada la capacidad de procesamiento y uso de la hojalata. Por tanto, la superficie de hojalata se pasiva en la producción tradicional de hojalata.
La pasivación en la producción de hojalata generalmente adopta un procedimiento de pasivación electrolítica en el que se usa inmersión en una disolución de cromato. El cromo en la disolución se reduce electrolíticamente a un compuesto de cromo trivalente o cromo metálico depositado sobre la superficie de hojalata para formar una capa densa de película de pasivación de cromo. La hojalata tratada de ese modo muestra prestaciones superiores, es respetuosa con el medioambiente, carece de toxicidad y es segura para el contacto con los alimentos. Sin embargo, se usa un cromato en la producción de hojalata que implica pasivación. Debido a la protección medioambiental cada vez más estricta, cada vez se restringe más el uso de un cromato. Por tanto, el tratamiento de superficie libre de cromo en la producción de hojalata representa una megatendencia de desarrollo de la tecnología de producción de hojalata.
El tratamiento de superficie de hojalata actual emplea una tecnología de producción de pasivación electrolítica con cromato, en el que se sumerge una placa de acero con superficie estañada en una disolución de tratamiento que contiene cromo para el tratamiento electrolítico catódico, de modo que se forma una capa de película de pasivación que contiene cromo sobre la superficie de hojalata. Esta película de pasivación consiste en un compuesto de cromo trivalente y cromo metálico que muestra prestaciones superiores, es respetuosa con el medioambiente, carece de toxicidad y es segura para el contacto con los alimentos. Sin embargo, este método de producción de hojalata que implica pasivación tiene la desventaja de que se usa cromato hexavalente. La producción y el uso de un cromato amenaza la seguridad medioambiental y el coste del tratamiento para la protección medioambiental es alto.
En la actualidad, la producción y el uso de cromatos están limitados de manera cada vez más estricta en el mundo, lo que requiere la producción libre de cromo de la hojalata. Por tanto, es necesario desarrollar un método de producción que comprenda el tratamiento de la superficie de hojalata sin el uso de cromo, en el que se use un agente de tratamiento de superficie novedoso, respetuoso con el medioambiente, en el procedimiento de producción, y la hojalata con tratamiento de superficie libre de cromo todavía garantice una excelente capacidad de procesamiento y uso. Con respecto al tratamiento de superficie libre de cromo en la producción de hojalata, se han publicado un número considerable de logros de investigación relacionados en el país y en el extranjero, tal como se describe a continuación en particular.
Con respecto a la tecnología relacionada para el tratamiento de superficie libre de cromo de la hojalata, el documento CN 1416478 A da a conocer una disolución de tratamiento de superficie que comprende iones de ácido fosfórico, iones de estaño y un agente de acoplamiento de silano, y el documento CN 101 778966 A da a conocer un método de tratamiento de superficie libre de cromo que usa un agente de acoplamiento de silano como componente principal para el recubrimiento sobre una superficie de hojalata. Las técnicas dadas a conocer por las dos patentes anteriores pueden proporcionar estabilidad de superficie de la hojalata y adherencia de la película de pintura buenas, pero la resistencia a la corrosión es aparentemente inferior en comparación con la pasivación con cromo.
El documento CN 1381 532 A da a conocer una disolución de tratamiento de superficie que comprende un agente de acoplamiento de silano y/o su producto de condensación hidrolítica, partículas de sílice sólidas dispersas e iones o compuestos de circonio y/o titanio, y una resina acrílica soluble en agua. El documento CN 101 010452 A da a conocer una disolución de tratamiento libre de cromo y un método de tratamiento que implica una capa inorgánica de tratamiento de superficie que comprende O, F y al menos uno de Ti, Zr o Al, y una capa orgánica de tratamiento de superficie que comprende un agente de acoplamiento de silano o un compuesto fenólico soluble en agua. El documento CN 103805 977 A da a conocer una disolución de pasivación libre de cromo para tratar una hojalata, que comprende sustancialmente los siguientes componentes: un compuesto inorgánico que comprende al menos uno de silicio, titanio y circonio, un compuesto metálico que comprende al menos uno de aluminio, vanadio, manganeso, cobalto, níquel y molibdeno, y una resina soluble en agua. El documento CN 104 040 037 A da a conocer un método de pasivación que usa un agente de tratamiento de pasivación libre de cromo que comprende titanio y/o circonio para recubrir una superficie de hojalata y formar una película mediante cocción, en el que la disolución de pasivación comprende una resina soluble en agua. Las divulgaciones de la técnica anterior son prácticamente similares entre sí, considerándose que pueden lograr adherencia de la película de pintura y resistencia a la corrosión buenas. Sin embargo, la resistencia a la corrosión todavía no puede alcanzar el nivel logrado por la pasivación con cromo. Además, determinados componentes en estos agentes de tratamiento de superficie tienen cierta toxicidad o toxicidad potencial. Por tanto, las hojalatas producidas de ese modo tienen cierto riesgo de seguridad en contacto con los alimentos y, por tanto, apenas pueden comercializarse para aplicaciones reales.
El documento CN 104 357 825 A da a conocer un agente de tratamiento de superficie libre de cromo para una hojalata, que comprende iones de titanio, silicio, aluminio, manganeso, níquel y similares, y un grupo fosfato. Este sistema de disolución de pasivación es complicado en lo que se refiere a la composición y es difícil formar, sobre una superficie de hojalata, una película de pasivación que tenga una composición uniforme, buenas prestaciones y estabilidad. Además, la disolución de pasivación comprende flúor, lo que conduce a que sea poco respetuosa con el medioambiente. Esta técnica también es considerablemente difícil de poner en práctica de manera satisfactoria. El documento EP 1484 174 A1 da a conocer una placa de acero recubierta con resina obtenida proporcionando, sobre al menos una superficie de la placa de acero, (i-1) una capa de aleación de hierro y al menos un metal seleccionado de estaño, cinc y níquel o (i-2) una capa estañada que contiene estaño en una cantidad no menor de 0,5 g/m2, (ii) una capa tratada con agente de acoplamiento de silano y (iii) una capa de resina de poliéster termoplástico, en este orden desde el lado de la placa de acero. Pese a no contener cromo, la placa de acero recubierta con resina muestra una adherencia de trabajo excelente entre la pieza en bruto de acero y la película de resina orgánica, incluso cuando el grosor se reduce debido al intenso trabajo e incluso en partes sometidas a intenso trabajo, tal como rebordeado y estricción. Mediante el moldeo por prensado de la placa de acero recubierta con resina, se obtienen latas que presentan excelente resistencia a la corrosión y que están adaptadas para contener incluso un contenido altamente corrosivo.
El documento EP 2458031 A1 da a conocer una disolución de tratamiento de conversión química para superficies de metal, que permite la formación de una película de recubrimiento por conversión química que tiene excelente resistencia a la corrosión y excelentes propiedades de adherencia sobre las superficies de materiales a base de metal, pese al hecho de que la disolución no contiene cromo ni flúor, y es adecuada para tratamientos a escalas industriales; y un método de tratamiento de superficies de metal.
El documento CN 105331 966 A se refiere a una hojalata con tratamiento de superficie libre de cromo, a un método de producción de la misma ya un agente de tratamiento de superficie. Mediante el recubrimiento con un agente de tratamiento de superficie a base de agua respetuoso con el medioambiente sobre la superficie de la hojalata, y se forma una capa de película pasiva libre de cromo con componentes uniformes y densos, así como con prestaciones buenas y estables sobre la superficie de la capa de estaño, en la que el agente de tratamiento de superficie a base de agua respetuoso con el medioambiente contiene, en peso, el 0,1%-5% de sal de cinc, el 0,1%-5% de sal de circonio y/o sal de molibdeno y el 5%-30% de siloxano o polisiloxano; la película pasiva contiene 0,1-20 mg/m2 de cinc, 0,1-20 mg/m2 de circonio y/o molibdeno y 0,5-100 mg/m2 de silicio.
El documento CN 103946421 A proporciona una composición acuosa de aglutinante para agentes de tratamiento de superficie de metal libres de cromato que tienen capacidad de recubrimiento y estabilidad de líquido excelentes y que pueden formar una película de tratamiento de superficie que tiene resistencia a la corrosión, capacidad de adherencia y conductividad eléctrica excelentes.
El documento CN 1614089 A proporciona una composición de tratamiento de superficie y un método de tratamiento de superficie que puede formar una película de recubrimiento que tiene resistencia a la corrosión, resistencia a la formación de huellas, resistencia al ennegrecimiento, adherencia de pintura, etc., excelentes sobre la superficie de un material de metal.
El documento JP 2007 224361 A da a conocer una chapa de acero estañada que tiene una película de recubrimiento inferior que contiene un fosfato sobre una capa estañada depositada sobre la superficie de la chapa de acero, y también tiene una película de recubrimiento superior que contiene un silicato sobre la película de recubrimiento inferior, mientras que la deposición de la película de recubrimiento inferior está en un intervalo de 0,5­ 100 mg/m2 en lo que se refiere a la deposición de P. La deposición del silicato en la película de recubrimiento superior está en un intervalo de 0,1-250 mg/m2 en lo que se refiere a la deposición de Si.
Sumario
Un objeto de la divulgación es proporcionar una hojalata con tratamiento de superficie libre de cromo, un método de producción y un agente de tratamiento de superficie para la misma, en la que, sobre una superficie de capa de estaño de la hojalata, se forma una capa de película de pasivación libre de cromo que tiene una composición uniforme y densa, buenas prestaciones y buena estabilidad, en la que la película de pasivación puede dotar a la superficie de hojalata de estabilidad de superficie, resistencia a la corrosión y adherencia de la película de pintura excelentes, y que es segura para el contacto con los alimentos. Esta hojalata es comparable con una hojalata pasivada con cromo en lo que se refiere a las prestaciones. No se usa cromato en el procedimiento de producción, de modo que se logra un procedimiento verdaderamente ecológico para producir una hojalata, lo que cumple con los requisitos de las leyes y los reglamentos de protección medioambiental cada vez más estrictos.
Para lograr el objeto anterior, la solución técnica de la divulgación es la siguiente:
Se proporciona una hojalata con tratamiento de superficie libre de cromo, en la que una superficie de una capa de estaño se cubre con una película de pasivación libre de cromo, en la que la película de pasivación libre de cromo comprende 0,1-20 mg/m2 de cinc, 0,1-20 mg/m2 de circonio y/o molibdeno y 0,5-100 mg/m2 de silicio, en la que el silicio en la película de pasivación libre de cromo procede de un organosiloxano o polisiloxano, y el organosiloxano o polisiloxano se obtiene mediante la hidrólisis de un agente de acoplamiento de epoxisilano.
Además, el cinc en la película de pasivación procede de una sal de cinc; el circonio en la película de pasivación procede de una sal de circonio; el molibdeno en la película de pasivación procede de una sal de molibdeno; y el silicio en la película de pasivación procede de un organosiloxano o polisiloxano.
Preferiblemente, la sal de cinc se selecciona de al menos uno de sulfato de cinc, acetato de cinc, nitrato de cinc, gluconato de cinc y metionina de cinc; la sal de circonio se selecciona de al menos uno de oxisulfato de circonio, oxinitrato de circonio, carbonato de amonio y circonio, circonato de tetrabutilo e isopropóxido de circonio; la sal de molibdeno se selecciona de al menos uno de ácido molíbdico, molibdato de amonio, molibdato de sodio y molibdato de potasio.
Un agente de tratamiento de superficie acuoso para el tratamiento de superficie libre de cromo de una hojalata comprende el 0,1-5% en peso de una sal de cinc, el 0,1-5% en peso de una sal de circonio y/o una sal de molibdeno, el 5-30% en peso de un organosiloxano o polisiloxano y el resto de agua, en el que el agente de tratamiento de superficie acuoso tiene un pH de 3-6 y el organosiloxano o polisiloxano se obtiene mediante la hidrólisis de un agente de acoplamiento de epoxisilano.
Además, el agente de tratamiento de superficie acuoso comprende además al menos uno de un agente de refuerzo, un agente humectante y un regulador de ácido orgánico, en el que el agente de refuerzo tiene un contenido del 0,1-2% en peso, el agente humectante tiene un contenido del 0,1-2% en peso y el regulador de ácido orgánico tiene un contenido del 0,1-1% en peso.
Aún más, en el agente de tratamiento de superficie acuoso, el agente de refuerzo es poli(alcohol vinílico), el agente humectante es polietilenglicol y el regulador de ácido orgánico se selecciona de ácido cítrico, ácido acético o ácido fumárico.
Preferiblemente, la sal de cinc se selecciona de al menos uno de sulfato de cinc, acetato de cinc, nitrato de cinc, gluconato de cinc y metionina de cinc; la sal de circonio se selecciona de al menos uno de oxisulfato de circonio, oxinitrato de circonio, carbonato de amonio y circonio, circonato de tetrabutilo e isopropóxido de circonio; la sal de molibdeno se selecciona de al menos uno de ácido molíbdico, molibdato de amonio, molibdato de sodio y molibdato de potasio; y el organosiloxano o polisiloxano se obtiene mediante la hidrólisis de un agente de acoplamiento de epoxisilano.
La película de pasivación de la divulgación presenta buena estabilidad de superficie. El óxido de estaño en la superficie no aumenta notablemente incluso después de almacenamiento a largo plazo o cocción con aire caliente durante el procesamiento. La película de pasivación muestra resistencia a la corrosión, resistencia a las manchas de sulfuro y resistencia al ácido buenas. Después del recubrimiento, la película de pintura tiene buena adherencia, incluso mejor que en el caso de la pasivación con cromo en determinadas condiciones. Además, la película de pasivación está libre de metales pesados y componentes orgánicos potencialmente tóxicos para el cuerpo humano. No es tóxica en contacto con los alimentos y es respetuosa con el medioambiente.
La película de pasivación en la superficie de la hojalata con tratamiento de superficie de la divulgación comprende cinc, circonio y/o molibdeno, así como silicio, en la que el cinc, el circonio y/o el molibdeno, particularmente el cinc, se unen con grupos funcionales activos en la película de pasivación, y se distribuyen de manera dispersiva y uniforme en la película de pasivación, lo que conduce a una resistencia a la corrosión significativamente mejorada de la película de pasivación. Este uso combinado produce efectos comparables a la pasivación con cromo.
Las sales de circonio, cinc y molibdeno en el agente de tratamiento de superficie acuoso respetuoso con el medioambiente de la divulgación proporcionan componentes formadores de película para la película de pasivación, mejorando la resistencia a la corrosión de la película de pasivación, tal como la resistencia al azufre, al ácido, etc. El organosiloxano o polisiloxano se obtiene mediante la hidrólisis de un agente de acoplamiento de epoxisilano, proporcionando un componente formador de película adicional para la película de pasivación, que actúa como armazón de la película de pasivación. Los grupos del organosiloxano o polisiloxano pueden unirse bien con cinc, circonio y/o molibdeno, sellando muy bien la capa de estaño. El grupo funcional epoxi en el organosiloxano o polisiloxano desempeña un papel importante para garantizar la adherencia de la película de pintura después del recubrimiento.
El poli(alcohol vinílico) en el agente de tratamiento de superficie acuoso de la divulgación actúa como agente de refuerzo. Puede mejorar la durabilidad de la estructura de la película de pasivación, de modo que la película de pasivación no sea propensa a la formación de microfisuras y se fomente el efecto sellante. Como agente humectante, el polietilenglicol también tiene una función de dispersión para mejorar la capacidad de uso del agente de tratamiento de superficie, de modo que la superficie de hojalata pueda humedecerse mejor y que el agente de tratamiento esté más preparado para extenderse uniformemente. La función del regulador de ácido orgánico es el ajuste de pH del agente de tratamiento de superficie.
El agente de tratamiento de superficie de la divulgación es un agente de tratamiento acuoso que tiene un pH de 3-6, libre de cromatos, flúor y fósforo. Su composición no es tóxica y es respetuoso con el medioambiente. El agente de tratamiento de superficie acuoso puede recubrirse directamente sobre una superficie de hojalata o sumergirse antes del recubrimiento sobre una superficie de hojalata, seguido por secado para formar una película.
La superficie de hojalata tratada con el agente de tratamiento de superficie de la divulgación muestra estabilidad de superficie, adherencia de la película de pintura y resistencia a la corrosión buenas, y es segura para el contacto con los alimentos. La hojalata es útil para latas de alimentos, latas de bebidas, latas de productos químicos, dispositivos electrónicos, etc.
La divulgación proporciona además un método para producir una hojalata con tratamiento de superficie libre de cromo, que comprende las siguientes etapas:
1) procedimiento de electroestañado y tratamiento de fusión suave
en el que se usa un procedimiento de estañado con ácido fenolsulfónico (PSA) o de estañado con ácido metanosulfónico (MSA) como procedimiento de electroestañado, en el que se somete una capa de estaño al tratamiento de fusión suave una vez terminado el estañado;
2) lavado
en el que, después de la fusión suave, se lava una superficie de una hojalata sumergiendo la hojalata en agua destilada o rociando con agua destilada la superficie de la hojalata para el lavado, y se retira el agua sobrante sobre la superficie de la hojalata usando un rodillo escurridor;
3) recubrimiento
en el que se recubre con el agente de tratamiento de superficie acuoso la superficie de la hojalata mediante pulverización o laminación, y se usa un rodillo escurridor para retirar el agente de tratamiento de superficie acuoso sobrante, de modo que se recubre uniformemente con una película líquida del agente de tratamiento de superficie acuoso;
4) secado
en el que se seca en aire caliente la superficie de la hojalata recubierta con el agente de tratamiento de superficie acuoso, en el que la temperatura del aire caliente se controla entre 80-120°C y el tiempo de secado es de 0,2­ 2 segundos, en el que el agente de tratamiento de superficie se seca para dar una película, de modo que se obtiene una hojalata con tratamiento de superficie libre de cromo.
Además, el método comprende además una etapa de inmersión antes de la etapa de recubrimiento de la etapa 3), en el que la etapa de inmersión comprende sumergir la hojalata en el agente de tratamiento de superficie acuoso durante 0,2-5 segundos.
En el método para producir una hojalata con tratamiento de superficie libre de cromo según la divulgación, la superficie de hojalata se lava después de la fusión suave. La finalidad del lavado es retirar las impurezas y la suciedad de la superficie para garantizar la limpieza de la superficie de hojalata. La inmersión antes del recubrimiento trata previamente la superficie de hojalata para activar la superficie de hojalata, de modo que la película de pasivación esté más preparada para formarse y pueda mejorarse la uniformidad de distribución de la película.
Según un procedimiento convencional, una hojalata necesita un tratamiento electrolítico catódico en tanques electrolíticos, en el que generalmente se necesitan dos o más tanques electrolíticos. Además, también se necesitan 2-3 tanques de limpieza. Mientras tanto, también son necesarios otros dispositivos auxiliares tales como ánodos, rodillos conductores y rodillos escurridores, y similares.
El método para producir una hojalata con tratamiento de superficie según la divulgación es sencillo, acortando el flujo de procedimiento convencional. El agente de tratamiento de superficie acuoso utilizado está libre de cualquier cromato y, por tanto, se omite un procedimiento para el tratamiento electrolítico de un cromato. El procedimiento de la divulgación es más sencillo y más fiable. Hay poco o ningún líquido de desecho que eliminar. El coste global para hacer funcionar el procedimiento, incluyendo el tratamiento para la protección medioambiental, es bajo. El procedimiento puede ponerse en funcionamiento justo después de una pequeña modificación de una línea de producción de hojalata convencional.
La divulgación tiene los siguientes efectos beneficiosos en comparación con la técnica anterior:
1) La hojalata con tratamiento de superficie de la divulgación tiene estabilidad de superficie, resistencia a la corrosión, resistencia a las manchas de sulfuro y resistencia al ácido buenas. Las prestaciones generales de la superficie son comparables a las de una superficie pasivada con cromo. La superficie de la divulgación es más limpia y no mancha. Después del recubrimiento, la película de pintura tiene buena adhesión, incluso mejor que en el caso de la pasivación con cromo en determinadas condiciones. La superficie está libre de metales pesados y componentes orgánicos potencialmente tóxicos para el cuerpo humano. No es tóxica en contacto con los alimentos y es respetuosa con el medioambiente.
2) El agente de tratamiento de superficie de la divulgación está libre de cromatos indeseables desde el punto de vista medioambiental, flúor potencialmente tóxico y fosfatos que tienden a producir eutrofización ambiental. Los componentes del agente de tratamiento son respetuosos con el medioambiente, no tóxicos, biodegradables o degradables de manera natural. El líquido de desecho procedente de la producción puede eliminarse de modo sencillo. Es respetuoso con el medioambiente y el coste del tratamiento para la protección medioambiental es bajo.
3) El método para producir una hojalata con tratamiento de superficie según la divulgación es sencillo y respetuoso con el medioambiente, y tiene buena estabilidad de procedimiento y bajo coste. Este método para producir una placa con superficie estañada logra ser completamente respetuoso con el medioambiente desde la producción de la hojalata hasta el producto final. Este método se adapta a la tendencia de desarrollo técnico para la producción de hojalata y cumple con los requisitos de las leyes y los reglamentos de protección medioambiental cada vez más estrictos. Muestra eficacia económica favorable y eficacia social significativa, y es sumamente valioso para el fomento y la aplicación comerciales.
Descripción detallada
La divulgación se ilustrará adicionalmente con referencia a los siguientes ejemplos específicos.
La tabla 1 enumera los componentes en los agentes de tratamiento de superficie acuosos para las hojalatas pasivadas libres de cromo en los ejemplos 1-10 y el procedimiento de tratamiento según la divulgación, en el que el contenido de los diversos componentes en los agentes de tratamiento de superficie se basan en el porcentaje en masa (% en peso) y el agua constituye el resto; en el que el método de tratamiento significa el recubrimiento directo con un agente de tratamiento de superficie acuoso, o la inmersión más el recubrimiento posterior, y el tiempo de tratamiento significa la cantidad total de tiempo necesaria desde la inmersión el recubrimiento o el recubrimiento directo hasta completar el cocción.
El método para producir una hojalata con tratamiento de superficie libre de cromo según la divulgación comprende las siguientes etapas:
1) se sometió una chapa negra para una hojalata a un procedimiento de electroestañado y luego a tratamiento de fusión suave de la capa de estaño, en el que se usó un procedimiento de estañado con ácido fenolsulfónico o de estañado con ácido metanosulfónico como procedimiento de electroestañado, en el que se sometió la capa de estaño al tratamiento de fusión suave una vez terminado el estañado;
2) después de la fusión suave, se lavó la superficie de hojalata sumergiendo la hojalata en agua destilada o rociando con agua destilada la superficie de la hojalata para el lavado, y se retiró el agua sobrante sobre la superficie de hojalata usando un rodillo escurridor;
3) se sumergieron las hojalatas en los ejemplos 1-5, 7, 9-10 en los agentes de tratamiento de superficie acuosos correspondientes durante 0,2-5 segundos;
4) se recubrió con los agentes de tratamiento de superficie acuosos de los ejemplos 1-10 las superficies de hojalata sumergidas o no sumergidas mediante pulverización o laminación, y se usó un rodillo escurridor para escurrir los agentes de tratamiento de superficie acuoso sobrantes, de manera que las películas líquidas de los agentes de tratamiento de superficie acuosos tenían grosores uniformes, en el que el grosor de la película pudo ajustarse dependiendo de la cantidad de pulverización o la cantidad de recubrimiento y la presión del rodillo escurridor;
5) se secaron en aire caliente las superficies de hojalata recubiertas con los agentes de tratamiento de superficie, en el que la temperatura del aire caliente se controló entre 80-120°C y el tiempo de secado fue de 0,2-2 segundos, en el que los agentes de tratamiento de superficie acuosos se secaron para dar películas, de modo que se obtuvieron hojalatas con tratamiento de superficie libres de cromo.
Después de preparar las muestras de hojalata pasivada libre de cromo según los ejemplos 1-10 de la divulgación, se evaluaron las hojalatas con tratamiento de superficie libre de cromo resultantes para determinar la resistencia a la decoloración por cocción, la adherencia de la película de pintura y la resistencia a la corrosión. Los resultados de la evaluación se muestran en la tabla 2, en comparación con una muestra comparativa pasivada con cromo, en la que la muestra comparativa era una muestra de hojalata convencional tratada mediante pasivación electrolítica con cromato, en la que el contenido de cromo en la película de pasivación de la muestra comparativa era de 5 mg/m2 Los elementos de evaluación fueron los siguientes:
1) Resistencia a la decoloración por cocción
Se simularon las condiciones de trabajo durante el recubrimiento de una hojalata, en las que las hojalatas con tratamiento de superficie obtenidas en los ejemplos se cocieron con aire caliente a 200°C durante 60 minutos. Se observaron las superficies de hojalata para determinar si se había producido decoloración por cocción, para investigar su resistencia a la decoloración por cocción.
2) Adherencia de la película de pintura
El método para evaluar la adherencia de la película de pintura hacía referencia al método para evaluar la adherencia de la película de pintura adoptado en el documento QB/T 2763-2006 “Coating of Tin (or Chromium) Plated Thin Steel Plates”. Se usó un recubrimiento epoxifenólico disponible comercialmente como recubrimiento para recubrir las superficies de hojalata tratadas con los agentes de pasivación de la divulgación. El peso seco de película del recubrimiento de hojalata era de 6-8 g/m2. Después de rayar y desprender la superficie de la película de pintura con cinta adhesiva, se inspeccionó el grado en que se desprendió la película de pintura de la superficie. La adherencia de la película de pintura se evaluó basándose en el área de la película de pintura que se había separado, y se comparó con la muestra pasivada con cromo.
3) Resistencia a las manchas de sulfuro
El método para evaluar la resistencia a las manchas de sulfuro hacía referencia al método para evaluar la resistencia a las manchas de sulfuro en el documento QB/T 2763-2006 “Coating of Tin (or Chromium) Plated Thin Steel Plates”. Se observó la formación de manchas de sulfuro sobre las superficies de las muestras tratadas con los agentes de pasivación de la divulgación basándose en los resultados de las pruebas, y se realizó una comparación con la muestra pasivada con cromo.
4) Resistencia al ácido
El método para evaluar la resistencia al ácido hacía referencia al método para evaluar la resistencia al ácido en el documento QB/T 2763-2006 “Coating of Tin (or Chromium) Plated Thin Steel Plates”. Se observó la formación de manchas de ácido sobre las superficies de las muestras tratadas con los agentes de pasivación de la divulgación basándose en los resultados de las pruebas, y se realizó una comparación con la muestra pasivada con cromo. Tal como puede observarse a partir de la tabla 2, las hojalatas obtenidas según el método que implica el tratamiento de superficie libre de cromo de la divulgación han logrado prestaciones comparables a las de la muestra comparativa pasivada con cromo en lo que se refiere a la resistencia a la decoloración por cocción, la adherencia de la película de pintura, la resistencia a las manchas de sulfuro y la resistencia al ácido, entre las cuales, la adherencia de la película de pintura y la resistencia a la corrosión fueron incluso mejores.
Tabla 1
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Tabla 2
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Nota: ® - buenas prestaciones, mejores que con la pasivación con cromo; o - prestaciones comparables a la pasivación con cromo; • - prestaciones inferiores a la pasivación con cromo.

Claims (15)

  1. REIVINDICACIONES
    i. Hojalata con tratamiento de superficie libre de cromo, en la que se forma una película de pasivación libre de cromo sobre una superficie de una capa de estaño, en la que la película de pasivación libre de cromo comprende 0,1-20 mg/m2 de cinc, 0,1-20 mg/m2 de circonio y/o molibdeno y 0,5-100 mg/m2 de silicio, en la que el silicio en la película de pasivación libre de cromo procede de un organosiloxano o polisiloxano, y el organosiloxano o polisiloxano se obtiene mediante la hidrólisis de un agente de acoplamiento de epoxisilano.
  2. 2. Hojalata con tratamiento de superficie libre de cromo según la reivindicación 1, en la que el cinc en la película de pasivación procede de una sal de cinc.
  3. 3. Hojalata con tratamiento de superficie libre de cromo según la reivindicación 1, en la que el circonio en la película de pasivación procede de una sal de circonio; el molibdeno en la película de pasivación procede de una sal de molibdeno.
  4. 4. Hojalata con tratamiento de superficie libre de cromo según la reivindicación 2, en la que la sal de cinc se selecciona de al menos uno de sulfato de cinc, acetato de cinc, nitrato de cinc, gluconato de cinc, y metionina de cinc.
  5. 5. Hojalata con tratamiento de superficie libre de cromo según la reivindicación 3, en la que la sal de circonio se selecciona de al menos uno de oxisulfato de circonio, oxinitrato de circonio, carbonato de amonio y circonio, circonato de tetrabutilo, e isopropóxido de circonio.
  6. 6. Hojalata con tratamiento de superficie libre de cromo según la reivindicación 3, en la que la sal de molibdeno se selecciona de al menos uno de ácido molíbdico, molibdato de amonio, molibdato de sodio, y molibdato de potasio.
  7. 7. Agente de tratamiento de superficie acuoso para el tratamiento de superficie libre de cromo de una hojalata, que comprende el 0,1-5% en peso de una sal de cinc, el 0,1-5% en peso de una sal de circonio y/o una sal de molibdeno, el 5-30% en peso de un organosiloxano o polisiloxano y el resto de agua, en el que el agente de tratamiento de superficie acuoso tiene un pH de 3-6 y el organosiloxano o polisiloxano se obtiene mediante la hidrólisis de un agente de acoplamiento de epoxisilano.
  8. 8. Agente de tratamiento de superficie acuoso para el tratamiento de superficie libre de cromo de una hojalata según la reivindicación 7, que comprende además al menos uno de un agente de refuerzo, un agente humectante y un regulador de ácido orgánico, en el que el agente de refuerzo tiene un contenido del 0,1-2% en peso, el agente humectante tiene un contenido del 0,1-2% en peso, y el regulador de ácido orgánico tiene un contenido del 0,1-1% en peso.
  9. 9. Agente de tratamiento de superficie acuoso para el tratamiento de superficie libre de cromo de una hojalata según la reivindicación 8, en el que el agente de refuerzo es poli(alcohol vinílico), y el agente humectante es polietilenglicol.
  10. 10. Agente de tratamiento de superficie acuoso para el tratamiento de superficie libre de cromo de una hojalata según la reivindicación 8, en el que el regulador de ácido orgánico se selecciona de ácido cítrico, ácido acético o ácido fumárico.
  11. 11. Agente de tratamiento de superficie acuoso para el tratamiento de superficie libre de cromo de una hojalata según la reivindicación 7, en el que la sal de cinc se selecciona de al menos uno de sulfato de cinc, acetato de cinc, nitrato de cinc, gluconato de cinc, y metionina de cinc.
  12. 12. Agente de tratamiento de superficie acuoso para el tratamiento de superficie libre de cromo de una hojalata según la reivindicación 7, en el que la sal de circonio se selecciona de al menos uno de oxisulfato de circonio, oxinitrato de circonio, carbonato de amonio y circonio, circonato de tetrabutilo, e isopropóxido de circonio.
  13. 13. Agente de tratamiento de superficie acuoso para el tratamiento de superficie libre de cromo de una hojalata según la reivindicación 7, en el que la sal de molibdeno se selecciona de al menos uno de ácido molíbdico, molibdato de amonio, molibdato de sodio, y molibdato de potasio.
  14. 14. Agente de tratamiento de superficie acuoso para el tratamiento de superficie libre de cromo de una hojalata según la reivindicación 7, en el que el organosiloxano o polisiloxano se obtiene mediante la hidrólisis de un agente de acoplamiento de epoxisilano.
  15. 15. Método para producir una hojalata con tratamiento de superficie libre de cromo, que comprende:
    1) procedimiento de electroestañado y tratamiento de fusión suave
    en el que se usa un procedimiento de estañado con ácido fenolsulfónico o de estañado con ácido metanosulfónico como el procedimiento de electroestañado, en el que se somete una capa de estaño al tratamiento de fusión suave una vez terminado el estañado;
    2) lavado
    en el que, después de la fusión suave, se lava una superficie de una hojalata sumergiendo la hojalata en agua o rociando con agua destilada la superficie de la hojalata para el lavado, y se retira el agua sobrante sobre la superficie de la hojalata usando un rodillo escurridor;
    3) recubrimiento
    en el que se recubre con el agente de tratamiento de superficie acuoso según una cualquiera de las reivindicaciones 7-14 la superficie de la hojalata mediante pulverización o laminación, y se usa un rodillo escurridor para retirar el agente de tratamiento de superficie acuoso sobrante, de modo que se recubre uniformemente con una película líquida del agente de tratamiento de superficie acuoso;
    4) secado
    en el que se seca en aire caliente la superficie de la hojalata recubierta con el agente de tratamiento de superficie acuoso, en el que una temperatura del aire caliente se controla entre 80-120°C, y un tiempo de secado es de 0,2-2 segundos, en el que el agente de tratamiento de superficie acuoso se seca para dar una película, de modo que se obtiene una hojalata con tratamiento de superficie libre de cromo.
    Método para producir una hojalata con tratamiento de superficie libre de cromo según la reivindicación 15, que comprende además una etapa de inmersión antes de la etapa de recubrimiento de la etapa 3), en el que la etapa de inmersión comprende sumergir la hojalata en el agente de tratamiento de superficie acuoso según una cualquiera de las reivindicaciones 8-15 durante 0,2-5 segundos.
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