BRPI0612991A2

BRPI0612991A2 - composiÇço isenta de cromo com baixa temperatura de cura para tratamento de uma superfÍcie de metal e uma folha de metal usando a mesma

Info

Publication number: BRPI0612991A2
Application number: BRPI0612991-9A
Authority: BR
Inventors: Jin-Tae Kim; Yeong-Sool Jin; Sung-Mun Keom
Original assignee: Daehan Parkerizing Co Ltd; Posco
Priority date: 2005-06-20
Filing date: 2006-06-20
Publication date: 2010-12-14
Also published as: EP1902157A1; WO2006137663A1; AU2006260006A1; ATE500353T1; US20100273013A1; CN101258266B; JP4685162B2; EP1902157A4; CA2612904A1; TR200801024T1; AU2006260006B2; US7989075B2; CN101258266A; DE602006020448D1; KR20060133164A; EP1902157B1; KR100685028B1; JP2008544088A

Abstract

Patente de Invenção: COMPOSIÇçO ISENTA DE CROMO COM BAIXA TEMPERATURA DE CURA PARA TRATAMENTO DE UMA SUPERFÍCIE DE METAL E UMA FOLHA DE METAL USANDO A MESMA. A presente invenção refere-se a uma composição de tratamento de superfície de metal curável em baixa temperatura isenta de cromo compreendendo 5 a 30 partes em peso de um composto de silano tendo um grupo epóxi e um composto de silano tendo um grupo amino ou um condensado hidrolítico do mesmo; 0,1 a 5 partes em peso de um composto de vanádio; 0,1 a 5 partes em peso de um composto de magnésio; 1 a 10 partes em peso de ácidos orgânicos/inorgânicos; 0,05 a 2 partes em peso de um agente de acoplamento e aceleração de ligação reticulada; 0,01 a 1 parte em peso de um agente antiespumante; 1 a 2 partes em peso de um agente de umedecimento; e o equilíbrio de água e etanol, baseado em 100 partes em peso da solução total. Além disso, uma folha de aço revestida com a composição de tratamento de superfície da presente invenção é curável em baixa temperatura e é capaz de assegurar anticorrosividade mesmo sem conter componentes de cromo.

Description

Relatório Descritivo da Patente de Invenção para "COMPOSI-ÇÃO ISENTA DE CROMO COM BAIXA TEMPERATURA DE CURA PARATRATAMENTO DE UMA SUPERFÍCIE DE METAL E UMA FOLHA DE ME-TAL USANDO A MESMA".

Campo Técnico

A presente invenção refere-se a uma composição para tratamen-to de superfície de metal isenta de cromo e uma folha de aço de superfícietratada usando a mesma. Mais especificamente, a presente invenção refere-se a uma composição de tratamento de superfície de metal de formação defilme ultra-fino a qual é curável em baixa temperatura e não contém compo-nentes de cromo, desse modo, sendo capaz de assegurar resistência à cor-rosão de uma folha de aço e uma folha de aço de superfície tratada usandoa mesma.

Técnica Antecedente

Recentemente, uma grande parte de atenção tem sido dirigida àpreocupações ambientais no mundo todo e, portanto, muitos países têm re-gulamentos rigorosamente reforçados quanto ao uso de contaminantes am-bientais, por exemplo, metais pesados, tais como cromo (Cr), chumbo (Pb),cádmio (Cd) e mercúrio (Hg), bifenila polibromada (PBB), difenil éter poli-bromado (PBDE) e similares. Especificamente, exemplos típicos de tais Ie-;gislações ambientais incluem RoHS (Restriction of Hazardous Substances,em vigor desde 1 de Julho de 2006), WEEE (Waste from Electrical and Elec-tronic Equipment, em vigor desde 1 de Julho de 2006), ELV (End-of-Life Ve-hicles, em vigor desde 1 de Janeiro de 2007) e REACH (Registration, Evalu-ation and Authorization of Chemicals), as quais foram adotadas pela UniãoEuropéia (UE). De forma a evitar levar as tendências dessas restrições so-bre o uso de tais substâncias perigosas, são requeridas contra medidas ati-vas contra novas políticas de administração ambiental, tal como o desenvol-vimento de produtos que não agridem o meio ambiente, redução de resíduosindustriais os quais poderiam ser gerados de fábricas e usinas, introduçãode uma política de proteção ao ambiente e similares.

Convencionalmente, de forma a conferir resistência à corrosão eadesão de revestimento à folhas de aço revestidas de zinco e liga de zinco,folhas de aço revestidas de alumínio e liga de alumínio, folhas de aço lami-nadas a frio e folhas de aço laminadas a quente as quais têm sido ampla-mente usadas como materiais automotivos, materiais de construção e mate-riais para utensílios elétricos domésticos, um tratamento da superfície é ge-ralmente conduzido o qual envolve revestimento de superfícies de metal comum filme de cromato que é composto principalmente de cromo como umcomponente principal. Tratamentos com cromato podem ser amplamentedivididos em cromação eletrolítica e cromação de aplicação. A esse respeito,a cromação eletrolítica é usualmente realizada através de eletrolise catódicade uma folha de metal usando uma solução de tratamento a qual contémcromo hexavalente (Cr(VI)) como um ingrediente principal e também contémuma variedade de ânions adicionados, tais como sulfato, fosfato, borato ehalogênios. Por outro lado, cromação de aplicação envolve preparo de umasolução de tratamento através de adição de um colóide inorgânico ou ânioninorgânico a uma solução com uma porção da porção de cromo hexavalentereduzida para cromo trivalente previamente e imersão da folha de metal namesma ou pulverização da folha de metal com a solução de tratamento.

Infelizmente, uso desses métodos requerem várias medidas as-sociadas às condições de trabalho e tratamento de drenagem, em virtude datoxicidade de cromo hexavalente contido na solução de cromação. Além dis-so, reciclagem e descarte de resíduos de automóveis, utensílios elétricosdomésticos e materiais de construção, os quais usam as folhas de metal desuperfície tratada, também sofrem de problemas de danos ao ser humano epoluição ambiental.

Para essa finalidade, os fabricantes de folha no mundo têm foca-lizado esforços sobre o desenvolvimento de folhas de aço de superfície tra-tadas isentas de cromo as quais podem ir de encontro a uma variedade decaracterísticas requeridas, tais como resistência à corrosão e condutividade,mesmo sem conter cromo hexavalente. De acordo com técnicas convencio-nais, folhas de aço superfície tratadas isentas de cromo têm sido fabricadaspor meio de um método envolvendo revestimento primário de um filme de salde metal, o qual é primariamente composto de fosfato como um componenteprincipal, sobre a superfície da folha de metal, seguido por revestimento se-cundário de um filme de resina o qual é primariamente composto de resinasacrílica e de uretano como um componente principal ou um método envol-vendo formação de filmes de resina como os filmes primários e secundários.

Ainda, numerosos métodos foram propostos até o momento parao desenvolvimento de agentes de tratamento de superfície, tais como agen-tes de revestimento de metal anticorrosivos isentos de cromo. Por exemplo,a Publicação de Patente Japonesa aberta à Inspeção Pública N9 Hei 11-29724 descreve um agente antiferrugem isento de cromo compreendendoum composto contendo um grupo tiocarbonila e íons de fosfato e ainda sílicadispersível em água em uma resina tendo água. Esse sistema exibe resis-tência à corrosão comparável a um nível de resistência à corrosão conferidopelo tratamento de cromação mas, desvantajosamente, sofre de estabilidadeao armazenamento insuficiente e também pobre desempenho de resistênciaà corrosão do filme fino.

Além disso, a Publicação de Patente Japonesa aberta à Inspe-ção Pública N9 Hei 10-60315 descreve um agente para tratamento de super-fície para estruturas de aço compreendendo um agente de acoplamento desilano tendo um grupo funcional específico o qual é reativo com uma emul-são baseada em água. Contudo, resistência à corrosão nessa Patente Japo-nesa é para condições de teste relativamente brandas, tal como em testa-gem a úmido e não é comparável com aquela da presente invenção, a qualsuporta condições rigorosas, tal como um teste de pulverização de sal sobreo filme fino, conforme realizado na presente invenção.

Adicionalmente, como um método de revestimento o qual é pro-jetado levando-se em consideração a condutividade enquanto não envolveuso de cromo hexavalente convencional, métodos de revestimento de umafolha de metal com polianilina são descritos nas Publicações de Patente Ja-ponesa abertas à Inspeção Pública N9s Hei 8-92479 e Hei 8-500770. Contu-do, em virtude da presença de polianilina tendo alta rigidez e baixa adesãoentre o metal e o filme de resina, descamação do filme resultante pode ocor-rer facilmente nas interfaces de metal de polianilina e interfaces de resina depolianilina. Tal probabilidade de descamação impõe problemas quando sedeseja realizar revestimento sobre a parte superior da folha de aço, de formaa conferir capacidade de trabalho, particularmente anticorrosividade e outrasfunções. Filmes com baixa adesão são geralmente conhecidos por terembaixa resistência à corrosão. Além disso, o uso de polianilina também resultaem pobre capacidade de trabalho, tal como produção de grandes quantida-des de precipitados em virtude de baixa estabilidade da solução, piora dascondições de trabalho em virtude da geração de odor venenoso e similares.Além disso, tais composições em solução baseada em polianilina requeremcondições de secagem e cura em alta temperatura.

Descrição da Invenção

Problema Técnico

Portanto, a presente invenção foi feita em vista dos problemasacima e é um objetivo da presente invenção proporcionar uma composiçãopara tratamento de superfície para uma folha de aço a qual é pós-tratadacom uma composição isenta de cromo, particularmente uma composição detratamento de superfície de metal inorgânica, aquosa a qual é capaz de as-segurar resistência à corrosão e condutividade elétrica e é curável em baixatemperatura.

É outro objetivo da presente invenção proporcionar uma folha deaço a qual é de superfície tratada através de revestimento com a composi-ção de tratamento de superfície de metal acima mencionada.

Solução Técnica

De acordo com um aspecto da presente invenção, os objetivosacima e outros podem ser obtidos através do fornecimento de uma composi-ção para tratamento de superfície de metal curável em baixa temperatura,isenta de cromo compreendendo 5 a 30 partes em peso de um composto desilano tendo um grupo epóxi e um composto de silano tendo um grupo aminoou um condensado hidrolítico do mesmo; 0,1 a 5 partes em peso de umcomposto de vanádio; 0,1 a 5 partes em peso de um composto de magnésio;1 a 10 partes em peso de ácidos orgânicos/inorgânicos; 0,05 a 2 partes empeso de um agente de acoplamento e aceleração de ligação reticulada; 0,01a 1 parte em peso de um agente antiespumante; 1 a 2 partes em peso deum agente de umedecimento; e o equilíbrio de água e etanol, baseado em100 partes em peso da solução total.

De acordo com outro aspecto da presente invenção, é propor-cionada uma folha de aço revestida com a composição de tratamento desuperfície de metal, curável em baixa temperatura isenta de cromo.Melhor Modo para Realização da Invenção

Aqui depois, a presente invenção será descrita em maiores detalhes.

Preparo de uma composição de tratamento de superfície de me-tal isenta de cromo da presente invenção emprega um composto de silanoe/ou um condensado hidrolítico do mesmo. Conforme usado aqui, o termo"condensado hidrolítico de um composto de silano" se refere a um oligômerocomo uma matéria-prima.

A quantidade do composto de silano usada na composição dapresente invenção está em uma faixa de 5 a 30 partes em peso, de preferên-cia 5 a 20 partes em peso, baseado em 100 partes em peso da solução total.Se a quantidade do composto de silano é menos do que 5 partes em peso, édifícil obter aperfeiçoamento suficiente na resistência à corrosão e à adesão.Inversamente, se a quantidade do composto de silano excede 30 partes empeso, a estabilidade ao armazenamento é indesejavelmente diminuída.

Em particular, a presente invenção envolve uso combinado de(a) um composto de silano tendo um grupo amino e (b) um composto de si-lano tendo pelo menos um grupo epóxi, em que uma proporção de misturade compostos (a):(b) está, de preferência, em uma faixa de 5-10:15-20, maispreferivelmente em uma faixa de 7:13.

O composto de silano o qual pode ser usado na composição detratamento de superfície de metal isenta de cromo de acordo com a presenteinvenção não está particularmente limitado e inclui de preferência, por e-xemplo, vinilmetoxissilano, viniltrimetoxissilano, vinilepoxissilano, viniltriepo-xissilano, 3-aminopropiltriepoxissilano, 3-glicidoxipropiltrimetoxissilano, 3-metaglicidoxipropiltrimetoxissilano, 3-mercaptopropiltrimetoxissilano, N-(1,3-dimetilbutilideno)-3-(triepoxissilano)-1 -propanoamina, N,N-bis[3-(trimetoxissilil)propil]etilenodiamina, N-(p-aminoetil)-Y-aminopropilmetildimetoxissilano, N-(p-aminoetil)-Y-aminopropiltrimetoxissilano, γ-glicidoxipropiltrietoxissilano, γ- glicidóxitrimetil-dimetoxissilano, 2-(3,4-epoxiciclohexil)etiltrimetoxissilano, γ- metacriloxipro-piltrimetoxissilano, γ-metacriloxipropiltrietoxissilano, γ- mercaptopropiltrime-toxissilano, γ-mercaptopropiltrietoxissilano e N-[2-(vinilbenzilamino)etil]-3-aminopropiltrimetoxissilano.

As quantidades de um composto de vanádio e um composto demagnésio os quais são adicionados à composição da presente invenção es-tão, respectivamente, em uma faixa de 0,1 a 5 partes em peso. Se cadacomposto de metal é adicionado em uma quantidade de menos de 0,1 par-tes em peso, é difícil formar um composto de quelato de metal. Inversamen-te, se cada composto é adicionado em uma quantidade de mais de 5 partesem peso, as propriedades físicas da solução resultante são deterioradas emvirtude da presença de compostos de metal não reagidos restantes. De pre-ferência, o composto de vanádio é adicionado em uma quantidade de 0,5partes em peso e o composto de magnésio é adicionado em uma quantidadede 0,2 partes em peso.

De preferência, o composto de vanádio, o qual está contido nacomposição de tratamento de superfície de metal da presente invenção é umcomposto de vanádio tendo um número de oxidação de vanádio de 2 a 5 einclui, por exemplo, pentóxido de vanádio (V2O5), trióxido de vanádio (V2O3),dióxido de vanádio (VO2), oxiacetilacetonato de vanádio, acetilacetonato devanádio, tricloreto de vanádio (VCI3), monóxido de vanádio (V0) e metavana-dato de amônio (NH4VO3). De preferência, exemplos de composto contendomagnésio incluem óxidos, hidróxidos, compostos complexos e compostos desal de magnésio, tais como sulfato de magnésio, nitrato de magnésio e oxidode magnésio.

Ainda, os ácidos orgânicos/inorgânicos os quais são usados nacomposição de tratamento de superfície de metal da presente invenção po-dem fazer uma contribuição para o aperfeiçoamento na adesão do filme. E-xemplos preferidos de ácidos que são utilizáveis na presente invenção po-dem incluir ácidos inorgânicos, tal como ácido fosfórico, e ácidos orgânicos,tais como ácido fórmico e ácido etilenodiamina tetraacético. Teores de áci-dos orgânicos/inorgânicos estão, de preferência, na faixa de 1 a 10 partesem peso. Se ácidos orgânicos/inorgânicos são adicionados em quantidadesde menos de 1 parte em peso, eles ficam vulneráveis à causticação de ma-teriais de metal. Inversamente, se ácidos orgânicos/inorgânicos são adicio-nados em quantidades de mais de 10 partes em peso, isso é indesejávelpara estabilidade da solução e propriedades físicas do filme.

Ainda, de forma a acelerar um processo de cura e manter a fir-meza do filme, a composição também pode conter compostos de titânio ezircônio como um agente de acoplamento e aceleração de ligação reticuladado produto da reação de condensação de silano. O composto de titânio quepode ser usado na presente invenção é, de preferência, pelo menos umcomposto selecionado do grupo consistindo em titanato de diisoprbpil ditrie-tanolamino, quelato de Iactato de titânio e acetilacetonato de titânio. Alémdisso, o composto de zircônio que pode ser usado na presente invenção é,de preferência, selecionado de nitrato de zirconila, acetato de zirconila, car-bonato de amônio zirconila e acetilacetonato de zircônio. Aqui, a quantidadede agente de acoplamento e aceleração de ligação reticulada está limitadadentro de uma faixa de 0,05 a 2 partes em peso. Se o agente é adicionadoem uma quantidade de menos de 0,05 partes em peso, é difícil obter a resis-tência à corrosão desejado do filme. Por outro lado, se a quantidade do a-gente adicionado é maior do que 2 partes em peso, isso pode levar à deteri-oração na estabilidade ao armazenamento e propriedades físicas do filme.

De forma a prevenir a formação de espumas na solução, N-metiletanolamina como um agente antiespumante é adicionado em uma quan-tidade de 0,01 a 1 parte em peso. Se o teor do agente antiespumante adicio-nado é menos de 0,01 parte em peso, efeitos antiespumante suficientes nãosão exercidos. Por outro lado, se o teor do agente antiespumante é maior doque 1 parte em peso, isso pode resultar em resistência à corrosão diminuída.Adicionalmente, álcool isopropílico como um agente de umede-cimento pode ser adicionado para melhorar a capacidade de umedecimentoda solução. O teor do agente de umedecimento adicionado está limitado pa-ra dentro de uma faixa de 1 a 2 partes em peso. Se o agente de umedeci-mento é adicionado em uma quantidade de menos de 1 parte em peso, issonão leva a aperfeiçoamento na capacidade de umedecimento da solução.Adição do agente de umedecimento excedendo 2 partes em peso não resul-ta em deterioração de propriedades físicas, mas isso também não leva aaperfeiçoamento na capacidade de umedecimento da solução, assim, sendoeconomicamente indesejável.

Finalmente, como outros componentes restantes necessáriospara preparo da composição da presente invenção, 60 a 80 partes em pesode água e 10 a 20 partes em peso de etanol para secagem rápida podemser adicionadas. Os teores de água pura e etanol não estão particularmentelimitados e podem, portanto, ser usados em quantidades convencionais, de-pendendo do nível desejado de sólidos.

Aqui depois, uma folha de aço será descrita, a qual é revestidacom uma composição de tratamento de superfície de metal isenta de cromode acordo com a presente invenção.

Revestimento da folha de aço com a composição de tratamentode superfície de metal isenta de cromo de acordo com a presente invenção érealizada através de aplicação da solução de tratamento a uma superfície deum material de metal, de modo que uma quantidade para revestimento deum filme seco está em uma faixa de 0,05 a 1,0 g/m2, mais preferivelmente0,1 a 0,5 g/m2, seguido por secagem do filme resultante durante 0,1 a 30 s.

Na presente invenção, um valor de pH de uma composição a-quosa com relação a uma camada de revestimento é, de preferência, ajus-tado para dentro de uma faixa de 3,0 a 7,0 usando ácidos orgâni-cos/inorgânicos conforme descrito aqui antes. Mais preferivelmente, o pH dacomposição é ajustado para dentro de uma faixa de 3,5 a 5,0. Se o valor depH da composição é menos de 3,0, supercausticação da superfície do mate-rial pela solução de tratamento resulta em resistência à corrosão insuficiente.Inversamente, se o valor de pH é maior do que 7,0, isso pode resultar emgelificação ou precipitação da solução de tratamento em virtude de estabili-dade diminuída da mesma.

De acordo com a presente invenção, uma temperatura de aque-cimento após tratamento da superfície do material com a solução de trata-mento é, de preferência, ajustada para a PMT (temperatura de metal de pi-co) oscilando de 30 a 25°C e os métodos de aplicação não estão particular-mente limitados. Uma vez que métodos convencionais que podem ser usa-dos na presente invenção e são conhecidos na técnica, menção pode serfeita ao método de revestimento com rolo envolvendo transferência com rolode uma solução de revestimento para a superfície do material, um métodoenvolvendo pulverização de uma solução de revestimento na superfície domaterial usando equipamento apropriado, tal como um pulverizador e dis-persão do agente de tratamento por meio do rolo e um método de imersãode um material de interesse em uma solução de tratamento.

Além disso, embora processos de pré-tratamento também nãosejam especificamente definidos, resíduos oleosos e pontos de gordura, osquais são aderidos a ou estão presentes sobre um material a ser tratado,podem ser removidos através de limpeza do material com agentes de de-sengorduramento alcalinos ou ácidos ou sujeição do material à limpeza comágua quente ou limpeza com solvente, usualmente antes de aplicação de umrevestimento. Após o que, se necessário, condicionamento de superfície érealizado usando ácido ou álcali. Quando de limpeza da superfície do mate-rial, é preferível lavar o material com água após limpeza de superfície domesmo, de modo que tão pouco detergente quanto possível permanece so-bre a superfície do material. Embora a solução de tratamento da presenteinvenção possa ser diretamente aplicada ao material de metal após limpezade superfície do mesmo, também é possível aplicar a solução de tratamentoapós revestimento de conversão de fosfato.

Modo para a Invenção

Exemplos

Agora, a presente invenção será descrita em maiores detalhescom referência aos exemplos a seguir. Esses exemplos são proporcionadosapenas para ilustração da presente invenção e não deverão ser construídoscomo limitando o escopo e espírito da presente invenção.

Exemplos 1 a 8 e Exemplos Comparativos 1 a 7

1. Materiais de metal usados nos Exemplos e Exemplos Compa-rativos

Aço galvanizado por imersão a quente (HGI) comercialmentedisponível foi usado como o material de metal.

2. Preparo de soluções de tratamento

A solução de tratamento da presente invenção foi preparadacomo segue. Primeiro, baseado em 100 partes em peso da solução total, 5 a20 partes em peso de 3-glicidoxipropiltrimetoxissilano como um composto deepoxissilano e 3-aminopropiltrietoxissilano como um composto de aminossi-lano foram adicionados e hidrolizados em uma mistura de 60 partes em pesode água pura e 100 partes em peso de etanol. Então, como compostos demetal, 0,1 a 5 partes em peso de acetilacetonato de vanádio e 0,1 a 5 partesem peso de oxido de magnésio foram, respectivamente, dissolvidos em 1 a10 partes em peso de um ácido orgânico e ácido fosfórico e a solução resul-tante foi adicionada à solução acima obtida de compostos de silano, a qualfoi, então, agitada durante 30 min. Finalmente, 0,05 a 2 partes em peso detitanato de diisopropil ditrietanolamino e, como outros aditivos, 0,01 a 1 parteem peso de N-metiletanolamina como um agente antiespumante e 1 a 2 par-tes em peso de álcool isopropílico foram adicionadas à mesma e a misturaresultante foi agitada a 1.000 rpm e temperatura ambiente durante 30 min,desse modo, preparando uma solução de tratamento.

As fórmulas de composição para soluções de tratamento dosExemplos 1 a 8 e Exemplos Comparativos 1 a 7 são fornecidas nas Tabelas1 e 2 abaixo, respectivamente. A composição conforme apresentada na Ta-bela 1 foi expressa baseada em 100 partes em peso da solução total. Osoutros componentes restantes que não aditivos listados na Tabela 1 são á-gua pura e etanol.Tabela 1

Composições dos Exemplos 1 a 8

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Tabela 1 (continuação)

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*EDTA: ácido etileno diamina tetraacético

Tabela 2

Composições dos Exemplos Comparativos 1 a 7

<table>table see original document page 12</column></row><table>Tabela 2 (continuação)

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3. Avaliação de propriedades físicas

Desempenho de composições de tratamento de superfície demetal preparadas nos Exemplos 1 a 8 e Exemplos Comparativos 1 a 7 foramavaliadas sob as seguintes condições de teste. Os resultados assim obtidossão fornecidos na Tabela 3 abaixo.

1) Resistência à corrosão

De acordo com um método específico sob a ASTM B117, a re-sistência à corrosão foi medida através de confirmação de uma taxa de inci-dência de ferrugem branco em folhas de aço revestidas ao longo do tempo.

Avaliação de resistência à corrosão foi feita baseado nos seguintes critérios.

Excelente: zero por cento de área afetada com ferrugem brancoapós 24 horas

Bom: menos de 5 por cento de área afetada com ferrugem bran-co apos 24 horas

Pobre: mais de 5 por cento de área afetada com ferrugem bran-co após 24 horas

2) Adesão

De acordo com um método especificado sob a ASTM D3359,adesão foi medida desenhando 11 linhas de demarcação verticalmente ehorizontalmente em intervalos de 1 mm sobre o filme, desse modo, fazendo100 células, seguido por realização de um teste com fita usando uma fita decelofane. Avaliação de adesão foi feita baseado nos seguintes critérios.

Excelente: 100 por cento de retenção de filmeBoa: mais de 95 por cento de retenção de filme

Pobre: menos de 95 por cento de retenção de filme

3) Estabilidade ao armazenamento

Para medição da estabilidade ao armazenamento, uma compo-sição de tratamento de superfície de metal inorgânica aquosa para revesti-mento antiferrugem foi armazenada em uma incubadora a 40°C durante 2meses e observação foi feita sobre o aumento de viscosidade, gelificação eestado de precipitação da composição. Avaliação de estabilidade ao arma-zenamento foi feita baseado nos seguintes critérios.

O: sem alterações perceptíveis observadas em aumento de vis-cosidade, gelificação e precipitação da composição

X: alterações perceptíveis em aumento de viscosidade, gelifica-ção e precipitação da composição.

4) Reatividade ao cromo (Cr)

As soluções preparadas nos Exemplos 1 a 8 e Exemplos Com-parativos 1 a 7 foram, respectivamente, misturadas com uma solução decromo (Cr) em uma proporção de 1:1 e as misturas resultantes foram deixa-das de pé durante 24 horas, seguido por exame do estado das soluções aolho nu. Avaliação de reatividade ao cromo foi feita baseada nos seguintescritérios.

Tabela 3

Resultados para avaliação de propriedades físicas

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Os resultados de avaliação de propriedade física para as respec-tivas composições dos Exemplos e Exemplos Comparativos são apresenta-dos na Tabela 3 acima.

Conforme pode ser observado a partir da Tabela 3, composiçõesdos Exemplos 1 a 8 geralmente asseguraram excelentes propriedades físi-cas, enquanto que as composições dos Exemplos Comparativos 1 a 7 exibi-ram todas pobres resultados na resistência à corrosão. Os Exemplos Com-parativos 4 a 7 requerem aplicação de um filme de revestimento em umaespessura prática de mais de 0,5 μιτι de forma a assegurar resistência à cor-rosão, enquanto que os Exemplos da presente invenção podem obter resis-tência à corrosão estável em uma espessura de filme de mais de 0,1 μιτι.Além disso, quando se considera as circunstâncias atuais, uma vez que acomposição de tratamento deverá ser produzida em conjunto com folhas deaço de superfície tratadas contendo cromo em unidades isentas de cromo, acomposição de tratamento não deve ser reativa com o cromo. Contudo, ascomposições dos Exemplos Comparativos podem resultar em causas deproblemas na unidade em virtude da ocorrência de gelificação quando deincorporação da solução de cromo.

Ainda, uso de quantidades excessivas de compostos de silanono Exemplo Comparativo 1 torna difícil assegurar resistência à corrosão euso de ácido oxálico no Exemplo Comparativo 2 como um causticante demetal também resulta em falha de aquisição de resistência à corrosão. Adi-cionalmente, é difícil assegurar resistência à corrosão em virtude de nenhu-ma adição de um composto de titânio como um agente de aceleração deligação reticulada no Exemplo Comparativo 3.

Além disso, as composições dos Exemplos 1 a 6 e ExemplosComparativos 1 a 3 poderiam obter valores alvo desejados de propriedadesfísicas em virtude de obtenção de secagem e cura em uma baixa temperatu-ra (60°C), mas as composições dos Exemplos Comparativos 4 a 7 puderamefetuar cura e secagem apenas quando a operação de tratamento é condu-zida em uma temperatura de mais de 150°C. Se secagem e cura suficientedo filme não são obtidas, é difícil assegurar propriedades físicas desejadasdo filme. Conseqüentemente, os Exemplos 1 a 6 da presente invenção pro-porcionam composições de tratamento de superfície de metal altamente re-sistentes à corrosão curáveis em baixa temperatura.

Aplicabilidade Industrial

Uma composição de tratamento de superfície de metal isenta decromo a qual é proporcionada de acordo com a presente invenção pode serusada sem modificação da facilidade de tratamento de cromo existente (porexemplo, um pulverizador), confere excelente anticorrosividade e adesão auma folha de aço após aplicação de uma solução de revestimento à mesmae também é curável em baixa temperatura e não agride o meio ambiente emvirtude da não inclusão de componentes de cromo.

Embora as modalidades preferidas da presente invenção te-nham sido descritas para fins ilustrativos, aqueles habilitados na técnica a-preciarão que várias modificações, adições e substituições são possíveis,sem se desviar do escopo e espírito da invenção, conforme descrito nas rei-vindicações em anexo.

Claims

1. Composição de tratamento de superfície de metal curável embaixa temperatura isenta de cromo compreendendo 5 a 30 partes em pesode um composto de silano tendo um grupo epóxi e um composto de silanotendo um grupo amino ou um condensado hidrolítico do mesmo; 0,1 a 5 par-tes em peso de um composto de vanádio; 0,1 a 5 partes em peso de umcomposto de magnésio; 1 a 10 partes em peso de ácidos orgânicos/inorgâni-cos; 0,05 a 2 partes em peso de um agente de acoplamento e aceleração deligação reticulada; 0,01 a 1 parte em peso de um agente antiespumante; 1 a 2 partes em peso de um agente de umedecimento; e o equilíbrio de água eetanol, baseado em 100 partes em peso da solução total.

2. Composição de acordo com a reivindicação 1 em que o com-posto de silano é selecionado do grupo consistindo em vinilmetoxissilano,viniltrimetoxissilano, vinilepoxissilano, viniltriepoxissilano, 3-aminopropiltriepoxissilano, 3-glicidoxipropiltrimetoxissilano, 3-metaglicidoxipropiltrimetoxissilano, 3-mercaptopropiltrimetoxissilano, N-(1,3-dimetilbutilideno)-3-(triepoxissilano)-1 -propanoamina, N,N-bis[3-(trimetoxissilil)propil]etilenodiamina, N-(P-aminoetil)-Y-aminopropilmetildimetoxissilano, N-(3-aminoetil)-Y-aminopropiltrimetoxissilano, γ-glicidoxipropiltrietoxissilano, γ- glicidoxitrimetil-dimetoxissilano, 2-(3,4-epóxiciclohexil)etiltrimetoxissilano, γ- metacriloxipro-piltrimetoxissilano, γ-metacriloxipropiltrietoxissilano, γ- mercaptopropiltrime-toxissilano, γ-mercaptopropiltrietoxissilano e N-[2-(vinilbenzilamino)etil]-3-aminopropiltrimetoxissilano.

3. Composição de acordo com a reivindicação 1 em que o ácidoorgânico/inorgânico é ácido fórmico, ácido etilenodiamina tetraacético ouácido fosfórico.

4. Composição de acordo com a reivindicação 1 em que o com-posto de vanádio é um composto de vanádio tendo um número de oxidaçãode vanádio de 2 a 5 e o composto de magnésio é selecionado do grupo con-sistindo em sulfato de magnésio, nitrato de magnésio e óxido de magnésio.

5. Composição de acordo com a reivindicação 4 em que o com-posto de vanádio é selecionado do grupo consistindo em pentóxido de vaná-dio (V2Os), trióxido de vanádio (V2O3), dióxido de vanádio (VO2)1 oxiacetila-cetonato de vanádio, acetilacetonato de vanádio, tricloreto de vanádio (VCI3),monóxido de vanádio (VO) e metavanadato de amônio (NH4VO3).

6. Composição de acordo com a reivindicação 1 em que umcomposto de zircônio ou titânio é usado como o agente de acoplamento eaceleração de ligação reticulada.

7. Composição de acordo com a reivindicação 6 em que o com-posto de titânio é pelo menos um composto de titânio selecionado do grupoconsistindo em titanato de diisopropil ditrietanolamino, quelato de Iactato detitânio e acetilacetonato de titânio.

8. Composição de acordo com a reivindicação 1 em que o agen-te antiespumante é N-metiletanolamina.

9. Composição de acordo com a reivindicação 1 em que o agen-te de umedecimento é álcool isopropílico.

10. Composição de acordo com a reivindicação 1 em que o pHda composição está dentro de uma faixa de 3 a 7.

11. Folha de aço a qual é revestida com uma composição detratamento de superfície de metal curável em baixa temperatura isenta decromo como definida em qualquer uma das reivindicações 1 a 10.

12. Folha de aço de acordo com a reivindicação 11 em que atemperatura de revestimento da composição de tratamento de superfície demetal está dentro da faixa de 30 a 250°C.

13. Folha de aço de acordo com a reivindicação 11 em que umaquantidade de revestimento de um filme seco da composição de tratamentode superfície de metal está na faixa de 0,05 a 1,0 g/m2.