SISTEMAS DE PINTADO

ELECTROSTÁTICO

Pinturas en Polvo

Objetivos Principales:

Entre otras, la utilización de la pintura en polvo tiene como objetivo principal la protección y decoración de piezas industriales. La pintura en polvo es un producto termoendurecible que al aplicarse sobre una superficie mediante procesos electrostáticos y secarse mediante algún tipo de procedimiento como puede ser el de curado, consigue una película que protege de elementos externos y ambientes agresivos a dicha superficie

Las pinturas en polvo están compuestas por las resinas, los pigmentos, las cargas y los extenders.

_ La resina es el componente que identifica el tipo y calidad de la pintura.

_Las cargas son las responsables de la mezcla homogénea de los diferentes componentes de la pintura.

_Los pigmentos son productos que proporcionan el color y la opacidad de la película de pintura. La pigmentación depende de la función final de la película; en fondos será importante la resistencia a la corrosión y, en acabados, el efecto decorativo y la resistencia a la intemperie.

_Los aditivos se utilizan para mejorar determinadas propiedades puntuales del polvo. Unos se utilizan para mejorar la aplicación, otros para mejorar la estabilidad y la vida de las pinturas, el flow, etc. .

Fabricar una pintura en polvo consiste en mezclar de forma homogénea los elementos de que ésta se compone (resinas, cargas, pigmentos y extenders), de la forma y en la proporción correcta.

Los pasos a seguir en la fabricación de estas pinturas son los siguientes:

1_ Pesadas: pesar las materias primas según la cantidad especificada en la fórmula.

2_ Mezcla seca: agitar las mezcla de las diferentes materias primas con objeto de distribuirlas de forma homogénea

3_ Extrusión: se introduce la mezcla anterior en la extrusora, máquina que se encarga de calentar (95-140º) los ingredientes y fusionarlos en una pasta homogénea.

4_ Refrigeración: enfriamiento y solidificación de la pasta, y posterior laminación de ésta en films de 1a 4 mm de espesor.

5_ Flaking: troceado del film en pequeñas escamas.

7_ Selección: a través de una serie de filtros situados en el filtro de mangas y en el envasado, se escoge la pintura con el grado de molienda adecuado, desechando el polvo más fino y el más grueso.

Elección del tipo de pintura:

La elección del tipo de resina va a condicionar una serie de propiedades tales como la flexibilidad, cubrición de cantos, resistencia química, estabilidad de colores, resistencia mecánica, resistencia a la intemperie, etc.

Por lo tanto, dependiendo del tipo de resina utilizada en la composición, obtendremos distintos tipos de pintura en polvo, con diferentes características y para diferentes usos. Algunas de ellas son:

Epoxi:

Las pinturas epoxis son idóneas para pintar elementos que se encuentran en interiores, así como piezas que estén en contacto con agentes químicos (piezas de automoción, piezas metálicas, etc. ) debido a la gran resistencia al ataque de agentes químicos externos.

Epoxi-poliéster:

La pintura epoxi-poliéster es un híbrido entre el epoxi y el poliéster lo que hace que se utilice tanto para la aplicación en superficies que están en contacto con la intemperie, como en piezas que están en interior o en contacto con agentes químicos La resistencia de esta pintura en ambas situaciones es inmejorable debido a sus buenas características mecánicas y a la dureza de la película que forma.

Poliéster:

El agente de reticulación de estas resinas es muy estable a la luz y los rayos UVA, teniendo además una buena resistencia a la corrosión y una estabilidad de color, por lo que es sin duda la pintura a aplicar en superficies que estén en contacto con la intemperie.

Pretratamiento de las superficies:

En el proceso de aplicación debemos tener en cuenta la naturaleza y el estado de la superficie a pintar y la preparación adecuada de la pieza partiendo de esos dos factores.

La preparación será distinta según la composición de la pieza, pero hay una serie de normas generales en la preparación de superficies que se comentan a continuación:

1º_ La superficie a pintar debe estar limpia y totalmente desengrasada y exenta de óxido. Una buena limpieza es indispensable para asegurar una perfecta adherencia entre la superficie y la pintura.

2º_ La superficie a pintar debe tratarse teniendo en cuenta el metal de que está compuesta, para preparar o transformar la pieza con objeto de que su recubrimiento posterior dé el resultado esperado.

La pieza se introducirá en el sistema de tratamiento de la planta (túnel de pretratamiento, cubas, góndola) en el cual se someterán al tratamiento necesario para dejar dicha pieza preparada para la posterior aplicación de la pintura en polvo.

Los tratamientos más utilizados son los siguientes:

_ALCALINO: Resultados óptimos como tratamiento de limpieza, por lo que se aplica en piezas sin grandes exigencias. Tiene una baja adherencia y resistencia mecánica. Ideal para piezas de hojalata.

_TRICLOROETILENO: Desengrasa pero no elimina residuos que puedan quedar en las piezas. Es el sistema más económico. Se utiliza en piezas de hojalata, hierro y cobre.

_FOSFATADO AMORFO DE HIERRO: Desengrasa y prepara las superficies para obtener una buena resistencia química. Tratamientos en piezas de hierro y cadmio. Aplicar una capa de entre 5 y 7 mm.

_FOSFATADO MICROCRISTALINO DE ZINC: Proporciona una gran protección anticorrosiva por lo que es un buen tratamiento para piezas destinadas al exterior. Tratamiento en elementos de hierro y acero. Aplicar una capa de entre 5 y 7 mm.

_CROMATADO: Es un tratamiento ideal para el aluminio y sus aleaciones. Consigue el máximo de resistencia mecánica y química. Aplicar una capa de entre 5 y 7 mm.

_OTROS TRATAMIENTOS: Existen otros tipos de tratamientos como pueden ser imprimaciones previas, el decapado mecánico para piezas muy oxidadas, el tratamiento fosfatado microcristalino de Zn + Ca si se quiere conseguir una buena resistencia a la corrosión.

En los recubrimientos en polvo es muy importante controlar adecuadamente el tamaño de partícula y su uniformidad. Característica ésta, que facilitará el proceso de aplicación y a la vez, permitirá tener una excelente apariencia final.

La distribución del tamaño de partícula indica la cantidad por peso de partículas de determinada magnitud existentes en varios rangos seleccionados. Aunque los tamaños pueden ser similares en varias muestras de pintura, su distribución puede variar ampliamente; el promedio, se obtiene considerando todos los tamaños de una muestra específica.

Conocer la medida de los más gruesos y de los más finos y los porcentajes de cada uno de ellos, es muy importante para el consumidor de recubrimientos en polvo. Las partículas de tamaños finos, son más difíciles de cargar y más susceptibles de irse al sistema de recuperación, afectando la eficiencia del producto. Las con altos contenidos de partículas gruesas, pueden ocasionar acabados "cascara de naranja", que pueden ser inaceptables para el cliente.

Los equipos que se utilizan en la actualidad son, los ALPINE y AEROSIZER.

El equipo Alpine es una Tamizadora a chorro de aire, que hace posible la realización de análisis granulométricos exactos y reproducibles. El movimiento del material a analizar, es producido por el chorro de aire que provoca al mismo tiempo la desintegración de todos los aglomerados, sin dar lugar a reducciones en las dimensiones de las partículas; con tamices de diferentes medidas (en micrones), que cumplen con las exigencias que determinan las normas DIN, ASTM o BSS.

EQUIPO AEROSIZER:

Es un equipo analizador de partícula, que por medio de dos rayos láser mide con precisión su tamaño y distribución. En la actualidad es el único equipo que permite hacer mediciones de distribución de tamaños de partícula de un producto sólido en un medio seco.

Una vez preparada la pieza para poder recibir la pintura, ésta se pasará a la cabina de proyección donde se aplicará la capa de pintura en polvo de forma automática, semiautomática y/o manual, dependiendo de la forma de la pieza. La pieza se cuelga de unos ganchos con carga negativa. Se sitúa en la cabina de proyección en donde se lanza sobre ella la pintura con carga positiva, haciendo que ésta se deposite y se adhiera sobre la superficie de la pieza (ver fig.).

Los sistemas de proyección más utilizados son:

• Proyección con Pistola Corona
• Proyección con Pistola Triboeléctrica
• Lecho fluidificado

Las cabinas de proyección deben tener un ciclón para recuperar el polvo no depositado en la pieza. Las cabinas deben disponer también de una extracción de aire a baja velocidad detrás de la pieza y una ranura de aspiración a gran velocidad en la parte frontal, con objeto de que el volumen de aire de la cabina, por un lado, no expulse el polvo de ésta, permitiendo que se acumule sobre el suelo para su recuperación y, por otro lado, que no haga saltar el polvo de las piezas.

A continuación se introducirá la pieza en el horno, donde permanecerá el tiempo necesario a la temperatura adecuada para que la pintura en polvo pase a un estado de fusión (curado), para que las partículas se fijen en la pieza (reticulación) y por último, se cueza y pase a un estado sólido (polimerización).

El alto voltaje genera en el electrodo un fuerte campo eléctrico entre la pistola y la pieza. Estas fuerzas actúan sobre las partículas cargadas y generan el flujo de pintura hacia la pieza a recubrir.

El resistor preferiblemente ubicado antes del electrodo evite en muchos casos problemas de auto ignición, sobre

voltajes y defectos en el acabado final del recubrimiento.

En el diagrama, vemos cual es el proceso de generación del alto voltaje en piezas con cavidades, el flujo de pintura es rechazado, aquí se presentan las famosas celdas de Faraday, para disminuir el voltaje.

En el mercado se encuentran 2 tipos de equipos corona, uno con la fuente integrada en la pistola y la otra en unidad externa, cada usuario determina cual le conviene más.

Un equipo de aplicación tipo CORONA consta de las siguientes partes:

• Depósito de recubrimiento.
• Fuente de Voltaje (integrada o externa).
• Unidad de control.
• Pistola(s).

Esta es una técnica que ha venido ganando presencia dentro de los métodos para los procesos industriales de recubrimiento de piezas. La mayoría de los substratos conductivos se pueden pintar con recubrimiento en polvo. Objetos metálicos como neveras, lavadoras, muebles de oficina y de jardín, aires acondicionados, motos, bicicletas y accesorios para la industria automotriz.

La pintura en polvo hoy, se puede aplicar por equipos manual o automático. En los equipos manuales los pintores se van familiarizando con el nuevo proceso hasta llegar a obtener espesores uniformes. En los equipos automáticos son más complicados, estos requieren en su diseño determinar si las pistolas de deben mover o estar quietas, el número necesario y las

posiciones en las cabinas, la cantidad de piezas a recubrir por hora, la geometría de las piezas, son las principales variables a considerar.

Las partículas de polvo son cargadas negativamente a altos voltajes, 40 - 100 Kv. , a bajos amperajes, en el electrodo al producirse la ionización, las partículas inician su carga y son transportadas hacia el objeto conectado a tierra, por una corriente de aire.

La incompatibilidad entre las pinturas en polvo se presenta cuando se combinan pinturas de diversos colores, diferente composición química o de varios fabricantes, generando problemas en la pintura, como cambios en el brillo, apariencia superficial, propiedades físicas o contaminación del color.

Un método rápido para determinar la compatibilidad entre pinturas es el siguiente:

Elementos necesarios:

Procedimiento:

• Pese en una báscula las muestras testigo (A y B) en cantidades adecuadas para aplicar y márquelas con el número correspondiente a la combinación realizada, de conformidad con la siguiente tabla:

• Cambio en las propiedades físicas.
• Las evaluaciones se deben hacer siempre comparativamente y

teniendo un producto puro como estandard.

Las variaciones encontradas respecto al estandard nos indican cuales pinturas son incompatibles y no se deben mezclar.

Equipos básicos para el chequeo de las pinturas en polvo:

En todo trabajo que se realice con pintura, la calidad y seguridad en el producto , así como su aplicación son aspectos de primordial importancia y cuidado.

La siguiente lista permitirá relacionar los equipos básicos necesarios para chequear la pintura en polvo y su desempeño:

• Medidor de espesor de película.
• Cantidad pequeña de MEK (metil, etil, cetona).
• Algodón.
• Bisturí y cuchillas de repuestos.
• Cinta adhesiva.
• Lupa de aumento (10X).
• Lápices de dureza: H, 2H y 3H.
• Marcador.
• Ohmmetro

De los equipos indicados, el medidor de película es de importancia porque facilita el control de espesor y permite controlar los consumos innecesarios de productos, para una mayor eficiencia en la producción.

Las principales ventajas de la utilización de las pinturas en polvo son:

• No contamina.
• Gran rendimiento, ya que el polvo que no se deposita sobre la pieza puede ser recuperado y reutilizado.
• Tiene adherencia sobre cualquier tipo de material que pueda soportar temperaturas superiores a los 140-150ºC.
• Buena resistencia al impacto y a los roces, además no necesita mano de obra especializada para su aplicación.
• Pintura monocapa. En una sola mano se pueden conseguir espesores de 30 a 120 micras. Precalentando la pieza puede alcanzar un espesor de 500 micras.
• Mayor seguridad al tratarse de productos sin disolventes y no inflamables a temperaturas normales.