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BASE AGUA Y LIBRE DE METALES PESADOS: UN AVANCE EN SISTEMA SOL-GEL DE TRATAMIENTO DE METALES BASADOS EN SILANOS BASE AGUA

Cassia Maria"Los Silanos son una alternativa para la protección del acero y otros metales de los elementos ambientales, pues pueden reaccionar con la superficie, formando una capa de pasivado que puede impedir el ataque rápido de medios agresivos."


El acero y otros metales deben ser protegidos de los elementos ambientales – caso contrario, ellos son atacados y oxidados en un proceso conocido como corrosión. Así siendo, los metales no nobles comúnmente utilizados son revestidos con un sistema no muy elaborado. Muchas veces eso envuelve metales pesados, como cinc, cromo, manganeso y/o otras sustancias ambientalmente cuestionables o medios agresivos tales como ácido fosfórico o fluoruros metálicos. Además de eso, algunas de las sustancias químicas en cuestión deben ser eliminadas de ciertas industrias, debido a la acción legislativa. Eso incluye cromo (VI), pero puede resultar, en el futuro, en la prohibición de otros metales. Así, nuevos procesos de protección metálica deberán ser buscados.

Silanos son de especial interés como alternativas, pues pueden reaccionar con la superficie metálica formando una capa de pasivación que puede impedir el ataque rápido por cloruro y otros medios agresivos. Silanos también son excelente promotores de adhesión, pues establecen una ligación molecular entre el metal y el revestimiento posterior. Este hecho es conocido hace mucho tiempo, pero no ha sido muy explotado, una vez que normalmente es elegida la utilización de soluciones de silanos base solvente, que reaccionan con la humedad. En un ambiente industrial, esto resulta, muchas veces, en condiciones de trabajo inestables, pues los baños son muy sensibles a las aguas residuales provenientes de aguas anteriores.

Así, era necesario que un sistema totalmente nuevo de silano * , que es el sistema base agua, estable, para el uso industrial. Estos son silanos acuosos basados en la química sol-gel estable a la hidrólisis – en verdad, ellos ya están en solución acuosa. Esos sistemas sirven para diversas formulaciones y pueden ser usados en diferentes sistemas de tratamientos de metales.


TECNOLOGÍA SOL-GEL – UN SISTEMA DE SILANO PARA SUPERFICIES RUGOSAS DE ACERO

Los productos con la tecnología sol-gel fueros desarrollados para un sistema de pre tratamiento para sustratos rugosos de acero. Es un sistema modular, con varios componentes que están disponibles para la formulación de sistemas de pre tratamiento, dependiendo de las necesidades del cliente final.

La base del sistema es una resina sol-gel inorgánica exenta de componentes volátiles, con una larga vida útil. Este componente básico incluye una dispersión acuosa estable de partículas inorgánicas finas, no aglomeradas, de escala nano, que son encapsuladas por silanos organofuncionales hidrolizados y condensados. El resultado es una resina inorgánica completamente nueva que exige aditivos personalizados compatibles con este nuevo sistema. Los tres aditivos formulados de la línea están disponibles específicamente para este sistema. Uno de los aditivos es un agente de neutralización para ajustar el pH para el uso en el acero. Otro es un aditivo hidrofugante que puede ser utilizado para aumentar significativamente la resistencia del revestimiento a las intemperies. Por la primera vez, esta plataforma tecnológica permite que los formuladores usen revestimientos inorgánicos de una forma bajo medida. La tecnología sol-gel ofrece la oportunidad de sustituir los sistemas de pre tratamiento de metales conteniendo cromo, es adecuada para una gran variedad de sustratos y puede ser aplicada en instalaciones ya existentes. También es especialmente adecuada para acero rugoso arenado, como un sustituto para el tratamiento con cinc, que es susceptible a la corrosión blanca.

Los productos producidos con la tecnología sol-gel son proyectados para los sistemas de revestimiento con cura térmica, por ejemplo, pintura en polvo, que son curadas a temperaturas de aproximadamente 200 ºC.

Acero rugoso a la izquierda y al medio, acero galvanizado a la derecha. Pintura en polvo base poliéster con cerca de 60 µ m. Foto después de 500 horas de ensayo en niebla salina

Paneles metálicos de aluminio y de acero son continuamente analizados después de ensayos de niebla salina y comparados a lo largo de un periodo de 500 – 2000 horas observando cualquier deterioración corrosiva o defectos en la superficie metálica


SISTEMA DE SILANO BASE AGUA PARA SUSTRATOS DE ALUMINIO

La línea de silanos base agua es compuesta por silanos oligómeros multifuncionales en agua completamente hidrolizados, que reaccionan con el sustrato. Ellos ofrecen una capa de pasivación, bien como la promoción de la adhesión de un revestimiento posterior. La combinación con el revestimiento adecuado actúa como un eficaz sistema de protección del metal contra la corrosión. La protección contra la corrosión es equivalente o mejor que los pre tratamientos tradicionales, como fosfato o cromato de hierro o cinc.



Ejemplos de Aplicaciones


Los resultados de los ensayos de acuerdo con la ASTM B117 son mostrados en los gráficos.

Esa línea puede ser aplicada directamente sobre superficies limpias del metal desnudo. La aplicación del producto no requiere tanto espacio como los pre tratamientos tradicionales, lo que mejora la eficiencia del proceso y lleva a la significativa reducción de costos. El espesor de una capa aplicada de silano es muy inferior a 1 µ m, lo que es considerablemente más fino que los sistemas tradicionales.


SILANOS BASE AGUA Y CON TECNOLOGÍA SOL-GEL POSEEN LAS SIGUIENTES CARACTERÍSTICAS:
  • Prácticamente sin solvente;
  • Base agua;
  • Sin olor;
  • Adhesión superior;
  • Espesor reducido del film resulta en menor peso;
  • Disminución de los costos;
  • Formulación libre de cromo;
  • Estable a la luz UV;
  • Resistencia a la abrasión, a la temperatura y química.

PROTECCIÓN POR REVESTIMIENTOS O PASIVADO CONTRA LA CORROSIÓN

Estos silanos ofrecen nuevas soluciones eficaces para sistemas de tratamiento de metales.
(*) La Evonik Degussa desarrolló los silanos a base de agua y otra línea basada en una tecnología sol-gel.



Bjorn Borup, Hanau-Wolfgang, Alemania
Anil Saxena, Parsippany, Nueva Jersey, EUA
Ramón Sánchez-Morillo, Piscataway, NJ, EUA
Evanik Degussa

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