Verniciatura a polvere e verniciatura a liquido

Processo di rivestimento a spruzzo per profili in lega di alluminio

Il processo di verniciatura a spruzzo per profili in lega di alluminio include la verniciatura a polvere elettrostatica e la spruzzatura elettrostatica a liquido. I trattamenti di spruzzatura elettrostatica a liquido comunemente utilizzati sui profili in lega di alluminio per applicazioni architettoniche includono la verniciatura a spruzzo con fluorocarbonio, nonché la verniciatura a spruzzo con vernice acrilica e poliestere.

Il processo di rivestimento a spruzzo dei profili in lega di alluminio generalmente si compone di tre fasi: pretrattamento, trattamento a spruzzo e cottura/indurimento.

La figura 1 mostra un tipico diagramma di flusso del processo per il rivestimento a spruzzo di profili in lega di alluminio.

(1) Pretrattamento

Il pretrattamento superficiale prevede in genere un processo di sgrassaggio e trattamento di conversione chimica. Lo sgrassaggio viene generalmente eseguito utilizzando un agente sgrassante dedicato per rimuovere olio, sporco e residui che aderiscono alla superficie del profilo in alluminio durante il processo di estrusione, nonché per rimuovere la leggera pellicola di ossido naturale presente sul profilo.

Il trattamento di conversione chimica prevede solitamente la cromatazione o la fosfocromatazione. Lo scopo è quello di formare un film di conversione chimica (come un film di cromato o un film di fosfocromato) sulla superficie del substrato per migliorare l‘adesione tra il substrato e il rivestimento (il film di spruzzatura formato nelle fasi successive) e per proteggere il substrato. Il film di conversione chimica deve avere uno spessore specifico, analizzato utilizzando il metodo della perdita di massa. Un film di cromato è generalmente ottimale tra 600 e 1200 mg/m3, mentre un film di fosfocromato è generalmente ottimale tra 600 e 1500 mg/m3.

(2) Trattamento di essiccazione

Lo scopo dell‘essiccazione è rimuovere l‘umidità trattenuta dal processo di pretrattamento. Esistono generalmente due metodi di essiccazione: l‘essiccazione naturale e l‘essiccazione ad alta temperatura. L‘essiccazione naturale prevede un‘asciugatura lenta a goccia in ambienti chiusi o l‘utilizzo di un ventilatore per asciugare, ma questo metodo ha tempi di asciugatura lunghi e bassa efficienza, quindi è raramente adottato dalle aziende. La maggior parte delle aziende utilizza l‘essiccazione ad alta temperatura.

Durante l‘essiccazione ad alta temperatura, la temperatura di essiccazione deve essere controllata. Generalmente, la temperatura di essiccazione dopo la cromatazione non dovrebbe superare i 65 °C e dopo la fosfocromatazione non dovrebbe superare gli 85 °C. Se la temperatura è troppo elevata, il film di conversione chimica può perdere troppa acqua e danneggiarsi.

(3) Trattamento a spruzzo

① Trattamento di verniciatura a polvere elettrostatica

La verniciatura elettrostatica a polvere prevede l‘applicazione di vernice in polvere sulla superficie di un profilo in lega di alluminio mediante una pistola a spruzzo per formare una pellicola polimerica organica protettiva e decorativa. Questo processo funziona sfruttando il principio di un campo corona elettrostatico ad alta tensione.

Nella verniciatura a polvere elettrostatica, un‘elevata tensione negativa viene applicata alla pistola a spruzzo e il pezzo da rivestire viene messo a terra, creando un campo elettrostatico ad alta tensione tra la pistola e il pezzo. Quando il mezzo di trasporto (aria compressa) trasporta la vernice in polvere dal serbatoio della polvere attraverso il tubo flessibile fino all‘anello deflettore della pistola a spruzzo, quest‘ultimo, collegato all‘elettrodo negativo ad alta tensione, genera una scarica a corona. Questo crea cariche elettriche dense attorno a sé, causando la carica negativa della vernice in polvere. Sotto l‘azione combinata della forza elettrostatica e della potenza di uscita dell‘aria compressa, la vernice in polvere fluisce dall‘ugello della pistola al pezzo e viene assorbita uniformemente sulla superficie. Dopo il successivo processo di polimerizzazione, forma un rivestimento uniforme, continuo, piatto e liscio.

I parametri chiave da controllare nel processo di verniciatura a polvere elettrostatica includono la tensione di spruzzatura, la distanza di spruzzatura e la pressione dell‘aria di alimentazione. La tensione di spruzzatura tipica è controllata tra 60 e 80 kV e la distanza di spruzzatura ottimale per una buona efficienza di deposizione della polvere è in genere compresa tra 200 e 300 mm.

2 Trattamento di spruzzatura elettrostatica di liquidi

La spruzzatura elettrostatica di liquidi prevede l‘applicazione di vernice liquida sulla superficie di un profilo in lega di alluminio mediante una pistola a spruzzo elettrostatica per formare una pellicola polimerica organica protettiva e decorativa. La spruzzatura di vernici acriliche e poliestere è generalmente un processo a strato singolo (una spruzzata per formare una pellicola).

Tuttavia, la verniciatura a spruzzo con vernice al fluorocarbonio richiede in genere due, tre o quattro mani:

• Doppia mano: primer seguito da una mano di finitura.
• Tre mani: primer, poi una mano di finitura e infine una mano di trasparente.

• Quattro mani: primer, poi una mano di barriera, seguita da una mano di finitura e infine una mano di trasparente.

  
  

L‘attrezzatura chiave per la spruzzatura elettrostatica di liquidi è la pistola a spruzzo elettrostatica, classificata in base al principio di atomizzazione in atomizzazione elettrostatica centrifuga (ad esempio, a disco e a campana rotante, con la campana rotante più comune), atomizzazione elettrostatica ad aria e atomizzazione elettrostatica idraulica. I principali parametri di controllo del processo includono la tensione di spruzzatura, la distanza di spruzzatura, la viscosità della vernice e il volume di spruzzatura. La tensione di spruzzatura è in genere controllata tra 60 e 90 kV e la distanza tra la pistola a spruzzo elettrostatica e il pezzo in lavorazione è generalmente compresa tra 150 e 350 mm.

(4) Cottura e stagionatura

La cottura e la polimerizzazione sono fasi critiche del processo di verniciatura a spruzzo, che incidono in modo significativo sulla qualità del rivestimento. Se le condizioni di polimerizzazione non soddisfano i requisiti di processo, possono influire negativamente sulla resistenza agli agenti atmosferici, sull‘adesione, sulla stabilità chimica e sulla resistenza agli urti del rivestimento. Le condizioni di polimerizzazione variano a seconda del rivestimento e devono essere rigorosamente controllate in base ai requisiti di processo del fornitore. Generalmente, le condizioni di polimerizzazione per i rivestimenti in polvere sono di 200 °C per 10 minuti, mentre le vernici al fluorocarbonio richiedono una temperatura di polimerizzazione più elevata, in genere 230 °C per 10 minuti.

Conclusione

Sia la verniciatura elettrostatica a polvere che la spruzzatura elettrostatica a liquido sono metodi di trattamento superficiale altamente efficaci che offrono una protezione fondamentale e un aspetto estetico gradevole ai profili in lega di alluminio. Controllando meticolosamente ogni fase, dallo sgrassaggio preparatorio e dalla conversione chimica, passando per l‘essiccazione a temperatura controllata, fino alla spruzzatura finale accuratamente calibrata e alla polimerizzazione ad alta temperatura, i produttori possono garantire la durabilità, l‘adesione e la qualità a lungo termine del prodotto finale. La scelta tra la spruzzatura a polvere e quella a liquido dipende dai requisiti prestazionali specifici, come la necessità di una maggiore resistenza agli agenti atmosferici offerta dai sistemi fluorocarbonici multistrato, ma l‘impegno fondamentale per il controllo del processo rimane fondamentale per ottenere una finitura superiore.

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