conceitos de pintura eletrostatica po

conceitos de pintura eletrostatica po

(Parte 1 de 3)

Conceitos de Pintura Eletrostática Pó

Introdução

A tinta em pó um dos mais modernos e avançados sistemas de revestimentos para peças que necessitam alta proteção e alto nível de acabamento, tanto para fins decorativos quanto para funcionais.

A tinta em pó, na forma de apresentação atual, é o resultado de várias décadas de pesquisa de diversos setores da indústria. Cujo objetivo foi obter um produto confiável e de fácil manipulação, com alto rendimento, baixa agressividade ao meio ambiente e ao ser humano; bem como, um custo bastante atraente considerando-se a realidade de mercado.

Apesar de seu uso requerer instalações específicas, seus efeitos poluidores são desprezíveis, além do que sua armazenagem é bastante simples.

Histórico e Evolução

As tintas em pó termoconvertíveis apareceram nos Estados Unidos no final da década de 1950. Eram produtos relativamente simples, constituídos por mistura seca de resina epoxídica sólida, pigmentos e endurecedores. A aplicação desse tipo de tinta era feita através do processo de imersão da superfície em um leito fluidizado. Devido à heterogeneidade deste tipo de tinta, ocorria uma separação de seus componentes durante a aplicação, a qual levava a uma inconstância do revestimento. Devido a essa inconstância as tintas em pó da época eram consideradas inadequadas para efeitos decorativos (acabamento péssimo), sendo apenas utilizadas como isolantes elétricos ou para revestimentos anticorrosivos, pois a espessura obtida era acima de 200 micra.

No início da década de 1960 a Shell efetuou importantes desenvolvimentos que constituíram a base sólida para que os revestimentos em pó atingissem o nível de qualidade que atualmente conhecemos. A continuidade dos desenvolvimentos da Shell resultaram, em 1964, na introdução da método de extrusão, que ainda hoje é responsável pela totalidade da produção das tintas em pó.

A aplicação de tintas em pó por pistola eletrostática foi introduzida em 1962/1963 pela Ransburg (EUA) e Sames/Gema (Europa). O contínuo aperfeiçoamento desse tipo de equipamento resultou nos modelos hoje disponíveis no mercado, que se destacam pela: leveza, facilidade de operação e manuseio (não há a necessidade de mão de obra especializada); dem como pela possibilidade de automação.

Até meados da década de 1970 os sistemas epoxídicos eram os predominantes e responsáveis por mais de 90 % do total de tinta em pó. Nesta época surgiram outros sistemas:

Híbrido (epóxi-poliéster) Poliéster Acrílico Poliuretano, etc

Simultaneamente tiveram início os desenvolvimentos que tinham por objetivo os específicos, os quais demandavam tecnologias específicas (revestimento em pó para oleodutos, revestimentos do tipo sanitário para aplicação no interior de tambores para acondicionamento de sucos cítricos, etc.).

Os equipamentos e métodos de aplicação também evoluíram de forma vertiginosa. A aplicação por pistola manual deu lugar à aplicação com pistola automatizada em instalações que permitem o reaproveitamento do pó não aderido à peça (overspray), fazendo com que não haja perda de material. Tualmente, mesmo as aplicações por pistola manual proporcionam um aproveitamento de ca. 98% da tinta, se levarmos em consideração o reaproveitamento do pó não aderido.

Na figura a seguir pode ser vista a participação dos diversos tipos de tecnologia no mercado europeu do ano de 1991:

No gráfico abaixo podemos observar o crescente aumento da produção mundial de tintas em pó desde 1970:

Sendo que, das 271'0 ton em 1989 a grande maioria foi produzida na Europa (150'0 ton) como pode ser visto abaixo. Este fato é explicável, visto que a maioria dos países europeus (Europa ocidental) possui legislação rigorosa no que diz respeito aà emissão de solventes na atmosfera. Como as tintas em pó são isentas de solventes , as mesmas tendem a crescer cada vez mais, como já foi visto no gráfico anterior.

Perspectivas futuras

As tintas híbridas e as à base de poliéster continuarão a crescer e dividirão o mercado; Desenvolvimento de tintas com temperatura de cura menor, a fim de reduzir os custos com energia; Desenvolvimento de tintas de alta reatividade para obter-se curas extremamente rápidas; Desenvolvimento de formulações que permitirão a obtenção de camadas mais finas (menores que 30 micra); No mercado das tintas industriais as tintas em pó cresceram em relação à liquida, devido às exigências ambientais;

O mercado mundial deverá manter o crescimento de 10 a 12% ao ano até 1995. Sendo que na América do Sul, o que inclui o Brasil, esse crescimento deverá ser mais acentuado.

Vantagens da tinta em pó

Amplo espectro de aplicações; Ausência de solventes orgânicos; Mínima agressão ao meio ambiente; Alto grau de automação; Facilidade e rapidez na troca das cores, devido à não necessidade de limpeza com solventes; Baixo consumo de ar nas estufas (economia de energia); Alta eficiência na transferência. Não existe perda do material durante a aplicação, pois o pó do overspray é reaproveitado. Dessa forma o aproveitamento da tinta em pó chega a cerca de 98%; Aplicação em uma única camada em geral não necessita primer); Elevada resistência química e mecânica (impacto, corrosão, radiação U.V., etc.); Possibilidade de obter-se camadas de 30 a 500 micra; Acabamento final atraente e de alto nível; Investimento menor em equipamentos, devido à não necessidade de cabines com cortina d´água, unidades de renovação de ar, controle de poluição e zonas de flash off.

Equipamentos

Leito Fluidizado

O primeiro tipo de aplicação de revestimentos em pó foi feito através do processo de Leito Fluidizado que é descrito a seguir.

O ar, seco e filtrado, é injetado em um recipiente através de uma placa porosa, sobre a qual se encontra o pó (vide esquema abaixo).

Com uma vazão adequada de ar o pó fica em suspensão e se comporta como se fosse um fluído. Nesse momento, o objeto, pré-aquecido a uma temperatura superior à da fusão do pó, é mergulhado no pó fluidizado, que em contato com a superfície aquecida funde e adere. Nesse processo é comum que se confira uma certa vibração ao objeto, a fim de garantir uma maior uniformidade do revestimento.

A necessidade de se colocar o objeto em uma estufa apropriada para completar a cura, vai depender da capacidade térmica desse.

O processo de Leito Fluidizado é adequado à aplicação de revestimentos termoplásticos, onde é comum a aplicação prévia de um primer líquido, cuja finalidade consiste em melhorar a aderência do revestimento.

Leito Fluidizado Eletrostático

O processo descrito a seguir, conhecido por leito Fluidizado Eletrostático é uma melhoria do processo anterior, e mais adequado à aplicação das tintas em pó termoconvertíveis

Nesse processo a partícula do pó tem que possuir um tamanho inferior à do processo anterior. A grande inovação implementada nesse processo constituiu na instalação de eletrodos na placa porosa (vide esquema abaixo), os quais são conectados à uma fonte de alta tensão. O pó em contato com os eletrodos é carregado eletrostaticamente, e atraído pelo objeto que se encontra suspenso no leito fluidizado e devidamente aterrado.

A grande vantagem do processo descrito está na possibilidade de se pintar superfícies de forma geométrica mais complexa do que no processo anterior; bem como, obter melhor controle da camada depositada e, consequentemente, uma uniformidade superior do revestimento.

Esse processo necessita que o objeto seja colocado em uma estufa apropriada, a fim de se obter uma cura adequada da tinta, pois o mesmo não é aquecido antes de ser imerso no leito.

Pulverização Eletrostática

Como os processos de Leito Fluidizado e Leito Fluidizado Eletrostático eram restritivos ao tamanho dos objetos, além de serem dispendiosos, foi necessário o desenvolvimento de um processo mais adequado para a aplicação da tinta em pó em larga produção de objetos complexos. A partir da pistola de pulverização eletrostática para a aplicação de tintas líquidas (desenvolvida na década de 1960) foi desenvolvida a pistola para a aplicação eletrostática de tintas em pó. Esse tipo de aplicação foi responsável pelo rápido desenvolvimento das tintas termoconvertíveis.

O princípio básico da pulverização eletrostática se baseia no fato de que cargas opostas se atraem, portanto a maioria dos materiais condutivos são apropriados para serem revestidos por esse tipo de processo.

O processo consiste no pó seco que é colocado em um recipiente, onde é fluidizado e transportado para a pistola através de ar comprimido (vide esquema abaixo).

Na pistola o pó é carregado eletrostaticamente e transferido através do fluxo de ar e se moveaté o objeto a ser pintado (que está aterrado) seguindo as linhas do campo elétrico formado entre o objeto e a ponta da pistola.

O processo de carregamento eletrostático do pó, necessário para esse tipo de aplicação, pode ser feito de duas maneiras principais, a saber:

Carregamento por ionização (efeito Corona)

O ar que carrega o pó é ionizado na ponta da pistola devido aos eletrodos dessa que são matidos a umpotêncial de ca. 100 KV. Esse ar ionizado transfere uma carga elétrica ao pó, o qual é atraído pelo objeto.

Carregamento por atrito

Na pistola TRIBO o carregamento se dá pelo atrito do pó com o corpo da pistola. Nesse caso não se forma o campo elétrico entre a pistola e o objeto, pois o ar que transporta o pó não é ionizado. Uma vantagem desse processo, em relação ao de carregamento por ionização, está no fato de se poder aplicar o pó em cavidades sem o problema do efeito da gaiola de Faraday. Porém esse tipo de carregamento exige uma pistola de grandes dimensões o que dificulta o manuseio e diminui a produtividade.

Comparação entre os diferentes métodos de pintura

Pist. Eletrostática Leito

Fluidizado Leite Fluid. Eletrostático

Custo relativo da instalação Alto Baixo Alto

Pré-aquecimento do objeto Não Sim Não

Recuperação do over-spray Sim Não Não

Espessura após a cura Baixa Alta Média

(Parte 1 de 3)

Comentários