MXPA05001964A - Inhibidor de la herrumbre. - Google Patents

Abstract

Un inhibidor de la herrumbre el cual asegura la sencillez de la aplicacion tipica para un proceso de revestimiento y puede demostrar caracteristicas excelentes similares a aquellas que se obtienen con un metodo de aspersion de metales. El inhibidor de la herrumbre se fabrica mezclando cinc y aluminio como polvos finos de metales inorganicos, que se manufacturan con un molino de estampado para que tengan un presentacion en forma de copos, a una solucion de resina de silicona modificada. Por ejemplo, se usa una solucion mezclada de resina de silicona de tipo organosilano y un agente de acoplamiento de silano de tipo oligomero, y similares.

Description

INHIBIDOR DE LA HERRUMBRE Campo de la Invención La presente invención se refiere a un inhibidor de la herrumbre, más particularmente se refiere a un inhibidor que asegura la sencillez de la aplicación típica para un proceso de revestimiento y que puede demostrar características excelentes y similares a aquellas que se obtienen con un método de aspersión de metales.

Antecedentes de la Invención Los métodos convencionales para inhibir la corrosión (formación de herrumbre) de materiales de fierro y acero incluyen un método de revestimiento en el que se evita el contacto con el oxígeno, sulfuros, haluros y similares, mediante un revestimiento de superficie compuesto por una pintura u otros materiales orgánicos, un método de enchapado de cinc en el que el objeto a procesar es sumergido durante un cierto tiempo dentro de cinc fundido y el cinc es hecho que se adhiera e éste, y un método de aspersión de metales en el que se funde cinc y aluminio y se hace que se adhieran como una película compuesta a la superficie de una estructura de fierro o acero y la oxidación con el tiempo se elimina y se mejora la resistencia de manera correspondiente con el espesor del revestimiento formado mediante el uso de una reacción de ánodo de sacrificio. Los siguientes problemas estaban asociados con los métodos de protección contra la corrosión anteriormente descritos y que se han implementado de manera convencional. De esta forma, en el método de revestimiento, debido a que se usaba revestimiento de disolvente orgánico, la dureza era insuficiente, la función de protección de la superficie de metal del aire se degradaba debido a daño a la superficie o por defectos inducidos por el desgaste, y ocurría corrosión como resultado del intemperismo, degradación por radiación ultravioleta, daño exterior y similares. Con el método de enchapado con cinc, el desempeño de la protección contra la corrosión podría ser demostrado durante aproximadamente 10 años, pero se requiere de una planta de inmersión adecuadamente grande para implementar el método y dicho método podrían no adaptarse para dar mantenimiento a las estructuras de fierro y acero existentes. Adicionalmente, no podrían ser empleado con láminas de acero delgadas y con materiales de acero grandes debido a los problemas asociados con la temperatura de fusión y la pileta de inmersión. En años recientes, ha tenido avances el establecimiento de la tecnología para el enchapado de aleación de cinc-aluminio, pero el costo de equipo tal como hornos cerámicos ha sido elevado y la eficiencia de costos del proceso crea problemas. Más aún, en el enchapado de aleación de cinc-aluminio, el tamaño de los granos de cristal del aluminio difería debido a una diferencia en la velocidad de enfriamiento del cinc y el aluminio. El problema resultante asociado con las características era que podía ocurrir fácilmente la denominada corrosión en la unión de los granos. El método de aspersión demostraba un nivel de protección más alto que el obtenido con el enchapado de cinc debido a que el metal de las zonas internas era protegido mediante una reacción de ánodo de sacrificio. Sin embargo, se requería de equipo mecánico para la aspersión de metal (pistola de aspersión, unidad de fuente de poder, unidad de soplador de aire, unidad de plegamiento-desplegado, cordón de extensión de aspersión, y similares). Adicionalmente, la eficiencia del proceso también dependía de las habilidades técnicas del operador, y a una velocidad de área de superficie de procesamiento diaria de aproximadamente 30 m2, el equipo de transporte y de preparación colocaba una gran carga sobre el operador, creando de esta manera la necesidad de revisar la rentabilidad del proceso. Todavía otro problema era que resultaba difícil la aspersión de las estructuras ya instaladas así como también el procesamiento de componentes estructurales estrechos. Más aún, con el fin de crear la adhesión forzada del cinc y el aluminio fundidos a la superficie del objeto de procesamiento, la superficie de las estructuras de fierro y de acero tenía que ser pre-tratada mediante granallado o con un agente de rugosificación de superficie de manera que se pudiese demostrar el efecto de anclaje.

Objetivos de la Invención Como consecuencia, un objetivo de la presente invención es el de proveer un inhibidor de la herrumbre el cual es capaz de resolver los problemas anteriormente descritos, mientras se consiguen las ventajas de los métodos convencionales para la protección contra la corrosión, esto es, un inhibidor de la herrumbre que asegura la sencillez de aplicación típica para un proceso de revestimiento y el cual puede demostrar características excelentes similares a aquellas que se obtienen con un método de aspersión de metal.

Descripción Detallada de las Modalidades Preferidas Con el fin de resolver los problemas antes señalados, la presente invención emplea la siguiente característica. De esta manera, el inhibidor de la herrumbre de acuerdo con la presente invención se prepara mezclando cinc y aluminio formados para que tengan una configuración de copos con una solución de resina de silicona modificada. Si se prepara de esta manera un inhibidor de la herrumbre mezclando cinc y aluminio formado para que tenga una presentación de copos con una solución de resina de silicona modificada, uno de los grupos funcionales de dos tipos con diferente reactividad que se tienen por la solución de resina de silicona modificada se une de forma química al cinc y aluminio en copos mediante hidrólisis mutua de los respectivos grupos hidroxilo de éstos y se condensa parcialmente, produciendo un estado (estado de unión química tal como Al-O-Si-OR) en el que el cinc y aluminio en copos se mezclan en la forma de un aglutinante. Si el inhibidor de la herrumbre es recubierto en este estado sobre la superficie de la estructura de fierro o acero, entonces el otro grupo funcional de la solución de resina de silicona modificada se une al grupo hidroxilo de Fe de la superficie de la estructura de fierro o acero, se hidroliza, y se absorbe a través de un mecanismo de unión de hidrógeno. El secado subsecuente produce fuertes enlaces químicos (Fe-O-Si-OR) mediante una reacción de deshidrocondensación. Como resultado de dicha acción, finalmente se forma una capa de aglutinante de cinc-aluminio en copos sobre la superficie de la estructura de fierro o acero en un estado en el que metales diferentes se unen entre ellos.

Mejor modo de llevar a la práctica a la invención Ahora se describirá a continuación la modalidad preferida de la presente invención. El inhibidor de la herrumbre de acuerdo con la presente invención se fabrica mezclando cinc y aluminio como polvos finos de metales inorgánicos formados para que tengan una presentación en copos con una solución de resina de silicona modificada. El tamaño de esos materiales de cinc y aluminio formados para que tengan la presentación en copos es preferiblemente de malla 150-300, pero se prefiere más que tanto el cinc como el aluminio tengan un tamaño de malla 180, que podrían apilarse alternativamente en forma de anillos en el presente inhibidor de la herrumbre. Los finos polvos de cinc y aluminio se fabrican con un molino de estampado, sin utilizar un método de atomización o método electrolítico, y se forman para que tengan una presentación en copos, dicho proceso produce granos de cristal del metal más refinados. Al apilar los finos polvos alternativamente en la forma de anillos se produce un efecto óptimo de inhibición de la herrumbre sobre la base de un efecto de ánodo de sacrificio. Esto se debe a que el potencial estándar de un solo electrodo de aluminio es -1.662 V, que el potencial estándar de un solo electrodo de cinc es -0.762 V, y que el potencial estándar de un solo electrodo de fierro es -0.447 V, y se genera una diferencia de potencial entre ellos. Además, cuando el cinc y el aluminio formados para tener una presentación en copos se mezclan con una solución de resina de silicona modificada, es necesario llevar a cabo una purificación mediante la remoción de otras sustancias que se adhieren al cinc y aluminio en forma de copos, por ejemplo, ácido esteárico. Este tratamiento se lleva a cabo para eliminar el exceso de reacciones químicas cuando se mezcla una solución inorgánica.

Se utiliza una resina de silicona de tipo silano para la solución de resina de silicona modificada del presente inhibidor de la herrumbre, por ejemplo, una solución mezclada de una resina de silicona de tipo organosiliano y un agente de acoplamiento de silano de tipo oligómero, y similares, resulta apropiado. Más específicamente, un organosilano de una solución de resina de silicona de tipo metilo susceptible de ser curada mediante desmetanolización, la cual comprende un catalizador de curado (una resina de silicona que comprende un esqueleto de base organosilsesquioxano que tiene tres grupos funcionales como configuración de base) o un oligómero de alcoxi que tiene un grupo metoxi de grupos alcoxisililo reactivos (Si-OR) se utilizan en forma individual, o ambas resmas se emplean conjuntamente. Alternativamente, se mezcla un alcóxido de aluminio Al(OR)3 con aquellas resinas y se mezcla adicionalmente un alcohol para obtener las soluciones mezcladas de varias composiciones. Adicionalmente, la viscosidad de la solución de 22-25 mm2/S a una temperatura de 25 °C es óptima desde el punto de vista de las reacciones químicas y de la capacidad de cubrimiento de las soluciones y de los metales finamente molidos en polvo, y al obtener tal viscosidad se facilita la preparación de un material de revestimiento. Si un inhibidor de la herrumbre se prepara de esta manera mezclando cinc y aluminio formados para que tengan una presentación de copos con una solución de resina de silicona modificada, uno de los grupos funcionales de dos tipos con diferentes reactividades que son tenidos por la solución de resina de silicona modificada se une químicamente al cinc y aluminio en copos mediante hidrólisis mutua de los respectivos grupos hidroxilo de éstos y se condensa parcialmente, produciendo un estado (estado de unión química tal como Al-O-Si-OR) en el que el cinc y aluminio en copos se mezclan en la forma de un aglutinante. Si el inhibidor de la herrumbre es recubierto en este estado sobre la superficie de la estructura de fierro o acero, entonces el otro grupo funcional de la solución de resina de silicona modificada se une al grupo hidroxilo de Fe de la superficie de la estructura de fierro o acero, se hidroliza, y se absorbe a través de un mecanismo de unión de hidrógeno. El secado subsecuente produce fuertes enlaces químicos (Fe-O-Si-OR) mediante una reacción de deshidrocondensación. Como resultado de dicha acción, finalmente se forma una capa de aglutinante de cinc-aluminio en copos sobre la superficie de la estructura de fierro o acero en un estado en el que metales diferentes se unen entre ellos, y esta capa se retícula a la superficie del fierro en un estado en el que los mencionados cinc y aluminio se apilan en tres dimensiones y alternativamente debido a una reacción de reticulación de oligómero de alcoxi, se demuestra conductividad eléctrica y también se demuestra una función de ánodo de sacrificio. Adicionalmente, debido a que los finos polvos de cinc y aluminio se forman para tengan una presentación de copos, también se evita la corrosión en las uniones de granos o similares si más cinc y aluminio refinados se unen en un estado en el que los metales individuales se apilan alternadamente. Debido a que el inhibidor de la herrumbre de acuerdo con la presente invención tienen la configuración anteriormente descrita, éste puede ser recubierto como una pintura sobre la superficie de estructuras de fierro y acero. Además, debido a que se inducen enlaces químicos duros inorgánicos que son eléctricamente conductores, en la superficie de las estructuras de fierro y acero, puede demostrarse un desempeño del inhibidor de la herrumbre idéntico a aquel del tratamiento de superficie mediante un método de aspersión de metal. Adicionalmente, debido a la funcionalidad similar a aquella de las pinturas, el equipo mecánico o similares que se requieren durante la aspersión de metal se torna innecesario y el procesamiento puede ser llevado a cabo de manera fácil para estructuras ya instaladas y componentes estructurales estrechos. Más aún, no solo el equipo se vuelve innecesario, sino también se hace innecesario un pre-tratamiento tal como el granallado que sirve para forzar al cinc y aluminio fundidos a adherirse a la superficie del objeto de procesamiento, o el uso de un agente de rugosificación de superficie para demostrar un efecto de anclaje, y los costos pueden ser reducidos.

Aplicación industrial Como se describió con claridad en lo anteriormente relatado, el inhibidor de la herrumbre de acuerdo con la presente invención asegura la sencillez de la aplicación típica para un proceso de revestimiento y puede demostrar características de ánodo de sacrificio similares a aquellas que se obtienen con un método de aspersión de metales. Más aún, debido a que metales diferentes se unen como metales individuales con enlaces químicos, más bien que mediante la fusión de cinc y aluminio y forzándolos a adherirse físicamente a la superficie del objeto de procesamiento, se evita la descamación causada, por ejemplo, por deformaciones inducidas por tensiones externas y se mejora de manera considerable la resistencia.

Claims (13)

1. Reivindicaciones 1. Un inhibidor de la herrumbre preparado mezclando cinc y aluminio formados para que tengan una presentación en copos a una solución de resina de silicona modificada.
2. 2. Un inhibidor de la herrumbre de conformidad con la reivindicación 1, en donde el cinc y el aluminio se fabrican con un molino de estampado y se forman para que tengan una presentación en forma de copos.
3. 3. Un inhibidor de la herrumbre de conformidad con la reivindicación 1, en donde el tamaño del cinc y el aluminio formados para que tengan una presentación en forma de copos es de malla 150-300.
4. 4. Un inhibidor de la herrumbre de conformidad con la reivindicación 1, en donde la solución de resina de silicona modificada tiene dos tipos de grupos funcionales con reactividades diferentes.
5. 5. Un inhibidor de la herrumbre de conformidad con la reivindicación 1, en donde la solución de resina de silicona modificada comprende una resina de silicona de tipo organosilano.
6. 6. Un inhibidor de la herrumbre de conformidad con la reivindicación 1, en donde la solución de resina de silicona modificada comprende un oligómero de alcoxi que tiene un grupo alcoxisililo (Si-O ).
7. 7. Un inhibidor de la herrumbre de conformidad con la reivindicación 1, en donde la solución de resina de silicona modificada comprende una resina de silicona de tipo metilo susceptible de ser curada mediante desmetanolización.
8. 8. Un inhibidor de la herrumbre de conformidad con la reivindicación 1, en donde la solución de resina de silicona modificada comprende un agente de acoplamiento de silano de tipo oligómero.
9. 9. Un inhibidor de la herrumbre de conformidad con la reivindicación 1, en donde la solución de resina de silicona modificada comprende un catalizador de curado.
10. 10. Un inhibidor de la herrumbre de conformidad con la reivindicación 1, en donde la solución de resina de silicona modificada comprende un alcóxido de aluminio (Al(OR)3). 8
11. 11. Un inhibidor de la herrumbre de conformidad con la reivindicación 10, en donde la solución de resina de silicona modificada además comprende cuando menos un alcohol.
12. 12. Un inhibidor de la herrumbre de conformidad con la reivindicación 1, en donde la viscosidad de la solución de resina de silicona modificada es de 22-25 mm /S a una temperatura de 25 °C.
13. 13. Un método para inhibir la formación de herrumbre, el cual comprende las etapas de: preparar cinc y aluminio formados para que tengan una presentación de copos; preparar un inhibidor de la herrumbre mezclando el cinc y aluminio formados para que tengan una presentación de copos a una solución de resina de silicona modificada; revestir una estructura de fierro o acero con el inhibidor de la herrumbre ; y secar el inhibidor de la herrumbre revestido.