Recubrimiento en polvo y pintura líquida

Proceso de recubrimiento por pulverización para perfiles de aleación de aluminio

El proceso de recubrimiento por pulverización para perfiles de aleación de aluminio incluye el recubrimiento electrostático en polvo y la pulverización electrostática de líquidos. Los tratamientos de pulverización electrostática de líquidos comúnmente utilizados en perfiles de aleación de aluminio arquitectónico incluyen la pulverización de pintura con fluorocarbono, así como la pulverización de pintura acrílica y la pulverización de pintura de poliéster.

El proceso de recubrimiento por pulverización de perfiles de aleación de aluminio generalmente consta de tres pasos: pretratamiento, tratamiento de pulverización y horneado/curado.

La figura 1 muestra un diagrama de flujo de proceso típico para el recubrimiento por pulverización de perfiles de aleación de aluminio.

(1) Pretratamiento

El pretratamiento de superficies suele implicar un proceso de desengrasado y un tratamiento de conversión química. El desengrasado se realiza generalmente con un agente desengrasante específico para eliminar el aceite, la suciedad y los residuos adheridos a la superficie del perfil de aluminio durante el proceso de extrusión, así como la ligera película de óxido natural del perfil.

El tratamiento de conversión química suele implicar la cromatación o la fosfocromatación. El objetivo es formar una película de conversión química (como una película de cromato o una película de fosfocromato) sobre la superficie del sustrato para mejorar la adhesión entre el sustrato y el recubrimiento (la película de pulverización que se forma en los pasos posteriores) y proteger el sustrato. La película de conversión química debe tener un espesor específico, analizado mediante el método de pérdida de masa. Una película de cromato generalmente alcanza su mejor espesor entre 600 y 1200 mg/m², mientras que una película de fosfocromato generalmente alcanza su mejor espesor entre 600 y 1500 mg/m².

(2) Tratamiento de secado

El propósito del secado es eliminar la humedad acumulada durante el pretratamiento. Generalmente, existen dos métodos de secado: natural y a alta temperatura. El natural consiste en secar lentamente por goteo en interiores o con un ventilador, pero este método requiere un tiempo de secado prolongado y es poco eficiente, por lo que rara vez lo utilizan las empresas. La mayoría utiliza el secado a alta temperatura.

Durante el secado a alta temperatura, es necesario controlar la temperatura de secado. Generalmente, la temperatura de secado después del cromado no debe superar los 65 °C, y después del fosfocromado, no debe superar los 85 °C. Si la temperatura es demasiado alta, la película de conversión química puede perder demasiada agua y dañarse.

(3) Tratamiento por pulverización

① Tratamiento de recubrimiento en polvo electrostático

El recubrimiento electrostático en polvo consiste en aplicar pintura en polvo sobre la superficie de un perfil de aleación de aluminio con una pistola pulverizadora para formar una película protectora y decorativa de polímero orgánico. Este proceso funciona según el principio de un campo de corona electrostático de alto voltaje.

En el recubrimiento electrostático en polvo, se aplica un alto voltaje negativo a la pistola pulverizadora y la pieza a recubrir se conecta a tierra, creando un campo electrostático de alto voltaje entre la pistola y la pieza. Cuando el medio de transporte (aire comprimido) transporta la pintura en polvo desde la tolva de polvo a través de la manguera hasta el anillo deflector de la pistola, este, conectado al electrodo negativo de alto voltaje, genera una descarga de corona. Esto crea densas cargas eléctricas a su alrededor, provocando que la pintura en polvo se cargue negativamente. Bajo la acción combinada de la fuerza electrostática y la potencia de salida del aire comprimido, la pintura en polvo se desplaza desde la boquilla de la pistola hasta la pieza de trabajo y se absorbe uniformemente en la superficie. Tras el proceso de curado, forma un recubrimiento uniforme, continuo, plano y liso.

Los parámetros clave del proceso de recubrimiento electrostático en polvo que deben controlarse incluyen el voltaje de pulverización, la distancia de pulverización y la presión de suministro de aire. El voltaje de pulverización típico se controla entre 60 y 80 kV, y la distancia de pulverización óptima para una buena eficiencia de deposición de polvo suele ser de 200 a 300 mm.

② Tratamiento de pulverización de líquido electrostático

La pulverización electrostática de líquidos consiste en aplicar pintura líquida sobre la superficie de un perfil de aleación de aluminio con una pistola electrostática para formar una película protectora y decorativa de polímero orgánico. La pulverización de pintura acrílica y de poliéster generalmente se realiza mediante una sola capa (una sola pulverización para formar una película).

Sin embargo, la pulverización de pintura con fluorocarbono normalmente requiere dos, tres o cuatro capas:

• Dos capas: Imprimación seguida de una capa de acabado.
• Tres capas: primero una imprimación, luego una capa de acabado y, por último, una capa transparente.

• Cuatro capas: imprimación, luego una capa de barrera, seguida de una capa superior y, finalmente, una capa transparente.

  
  

El equipo clave para la pulverización electrostática de líquidos es la pistola electrostática, que se clasifica, según el principio de atomización, en atomización electrostática centrífuga (p. ej., de disco y de campana rotatoria, siendo la campana rotatoria la más común), atomización electrostática por aire y atomización electrostática hidráulica. Los principales parámetros de control del proceso incluyen el voltaje de pulverización, la distancia de pulverización, la viscosidad de la pintura y el volumen de pulverización. El voltaje de pulverización se controla típicamente entre 60 y 90 kV, y la distancia entre la pistola electrostática y la pieza de trabajo suele ser de 150 a 350 mm.

(4) Horneado y curado

El horneado y el curado son pasos críticos en el proceso de recubrimiento por pulverización, lo que afecta significativamente la calidad del recubrimiento. Si las condiciones de curado no cumplen con los requisitos del proceso, pueden afectar negativamente la resistencia a la intemperie, la adhesión, la estabilidad química y la resistencia al impacto del recubrimiento. Las condiciones de curado varían según el recubrimiento y deben controlarse estrictamente según los requisitos del proceso del proveedor. Generalmente, las condiciones de curado para los recubrimientos en polvo son de 200 °C durante 10 minutos, mientras que las pinturas de fluorocarbono requieren una temperatura de curado más alta, típicamente de 230 °C durante 10 minutos.

Conclusión

Tanto el recubrimiento electrostático en polvo como la pulverización electrostática líquida son métodos de tratamiento de superficies altamente eficaces que proporcionan una protección crucial y un atractivo estético a los perfiles de aleación de aluminio. Mediante un control meticuloso de cada etapa —desde el desengrasado preparatorio y la conversión química, pasando por el secado preciso a temperatura regulada, hasta la pulverización final, cuidadosamente calibrada, y el curado a alta temperatura—, los fabricantes pueden garantizar la durabilidad, la adhesión y la calidad a largo plazo del producto final. La elección entre pulverización en polvo o líquida depende de los requisitos específicos de rendimiento, como la necesidad de la superior resistencia a la intemperie que ofrecen los sistemas multicapa de fluorocarbono. Sin embargo, el compromiso fundamental con el control del proceso sigue siendo clave para obtener un acabado superior.

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