1. Cuadro
-Definición: Pintura es un término general para las operaciones realizadas para formar una película de recubrimiento utilizando pintura con el fin de cubrir la superficie de un objeto para su protección y estética, etc.
-Finalidad: La finalidad de la pintura no es sólo la estética, sino también la protección y, en consecuencia, la mejora de la calidad del producto.
1) Protección: La mayoría de los materiales que componen los automóviles son placas de acero, y cuando un vehículo se fabrica con una placa de acero como revestimiento, esta reacciona con la humedad o el oxígeno del aire y genera óxido. El principal objetivo de la pintura es proteger el objeto previniendo dicha oxidación.
2) Estética: La forma de un coche presenta diversos tipos de superficies y líneas, como superficies tridimensionales, planas, curvas, líneas rectas y curvas. Al pintar un objeto con una forma tan compleja, se muestra una sensación de color que se adapta a la forma del coche y, al mismo tiempo, mejora su estética.
3) Mejora de la comercialización: Actualmente, existen diversos tipos de automóviles en el mercado, pero entre ellos, al comparar vehículos con una forma uniforme y la misma función, por ejemplo, el de pintura bitono tiene mejor aspecto. El valor aumenta. De esta manera, uno de los objetivos es mejorar el valor del producto mediante la pintura. Además, la durabilidad del exterior de los automóviles es fundamental debido a los rápidos cambios ambientales recientes. Por ejemplo, la demanda de pinturas funcionales que eviten el daño a la película de recubrimiento causado por la lluvia ácida y el deterioro del brillo inicial causado por los cepillos de lavado automático está aumentando, lo que mejora la comercialización.Dependiendo de los requisitos de calidad del recubrimiento, se utilizan tanto la pintura automática como la pintura manual.
2. Composición de la pintura:Composición de la pintura La pintura es un líquido viscoso en el que los tres componentes: pigmento, resina y disolvente están mezclados uniformemente (dispersos).
Pigmento: Un polvo coloreado que no se disuelve en disolventes ni agua. Se diferencia de los tintes en que se dispersan en partículas sin ser solubles en agua ni disolventes. El tamaño de partícula varía desde varios micrómetros hasta varias decenas de micrómetros. Además, existen diversas formas, como circular, en forma de barra, en forma de aguja y en forma de escamas. Es un polvo que proporciona color (poder colorante) y poder cubriente (la capacidad de cubrir y ocultar la superficie de un objeto al ser opaco) a la película de recubrimiento. Existen dos tipos: inorgánicos y orgánicos. Los pigmentos, de pulido y extensores se utilizan para mejorar la sensación de la superficie. Las pinturas incoloras y transparentes, llamadas transparentes, se obtienen cuando se excluyen los pigmentos de sus componentes.
Se utiliza para dar más brillo a la película de recubrimiento.
1) Función del pigmento
* Pigmentos de color: imparten color, poder cubriente.
Pigmentos inorgánicos: Se trata principalmente de pigmentos naturales como el blanco, el amarillo y el marrón rojizo. Son compuestos metálicos como el zinc, el titanio, el plomo, el hierro, el cobre, etc. En general, presentan excelentes propiedades de opacidad y resistencia a la intemperie y al calor, pero en cuanto a la intensidad del color, no son tan buenos como los pigmentos orgánicos. Como pintura para automóviles, no se utiliza un pigmento inorgánico por sí solo. Además, para prevenir la contaminación ambiental, actualmente no se utilizan pigmentos que contengan metales pesados nocivos como el cadmio y el cromo.
Pigmento orgánico: Se fabrica mediante síntesis orgánica mediante una reacción química periódica y es una sustancia compuesta por un compuesto metálico o presente en la naturaleza. Generalmente, su poder cubriente no es muy bueno, pero al obtener un color claro, se utiliza ampliamente para la pintura vívida de colores sólidos, metálicos y mica, como pintura para el exterior de automóviles.
* Pigmento antioxidante: prevención de la oxidación.
* Pigmento extensor: se puede obtener una película de recubrimiento dura, evitando la descomposición de la película de recubrimiento y mejorando la durabilidad.
Resina: Líquido transparente que une el pigmento con el pigmento y proporciona brillo, dureza y adherencia a la película de recubrimiento. También se le llama aglutinante. Las propiedades de secado y la durabilidad de la película de recubrimiento dependen en gran medida de las propiedades de la resina.
1) Resina natural: Se extrae o secreta principalmente de las plantas y se utiliza para pinturas como barnices a base de aceite, barnices y lacas.
2) Resina sintética: Es un término genérico para las resinas sintetizadas mediante reacciones químicas a partir de diversas materias primas químicas. Es un compuesto orgánico con un peso molecular muy elevado en comparación con las resinas naturales. Además, las resinas sintéticas se dividen en resinas termoplásticas (se ablandan y funden al calentarse) y resinas termoendurecibles (se endurecen por reacción química al aplicar calor y no se ablandan ni funden ni siquiera al calentarse de nuevo tras enfriarse).
Disolvente: Es un líquido transparente que funde la resina, facilitando la mezcla entre el pigmento y la resina. Tras pintar, se evapora como un diluyente y no permanece en la película de recubrimiento.
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1. Descripción general y definición de pinturasDesde la perspectiva de brindar propiedades antioxidantes y estética, las pinturas automotrices han contribuido a mejorar la comercialización de los automóviles mediante la aplicación de las tecnologías más avanzadas. En los siguientes artículos de calidad, las pinturas y los sistemas de recubrimiento están diseñados para lograr estas cualidades de forma más económica.
Las pinturas suelen ser fluidas y tienen la propiedad de recubrir la superficie del objeto a recubrir, formando una película continua (película de recubrimiento) mediante procesos de secado y curado. Según las propiedades físicas y químicas de la película de recubrimiento así formada, se confieren propiedades antioxidantes y plasticidad al objeto a recubrir.
2. Proceso de pintura automotrizPara obtener la calidad de recubrimiento deseada para el vehículo de la manera más económica, se definen el proceso y las especificaciones de recubrimiento, y se asigna cada calidad importante a la película de recubrimiento obtenida en cada proceso. Además, dado que las características de la película de recubrimiento dependen de la trabajabilidad del proceso, la pintura utilizada en cada proceso se diseña para maximizar la función principal asignada, considerando las condiciones del proceso.La aplicación está estrictamente controlada en el taller de pintura.
El proceso descrito anteriormente es un sistema de recubrimiento de 3 o 4 capas, comúnmente empleado para el recubrimiento de paneles exteriores de automóviles. La película de recubrimiento formada en cada proceso presenta las funciones que se describirán más adelante y establece la calidad del recubrimiento de automóviles como un sistema integral. En camiones y vehículos ligeros, existen casos en los que se emplea un sistema de recubrimiento de dos capas, en el que se omite un paso intermedio. Asimismo, en automóviles de alta gama, es posible lograr una mejor calidad aplicando la capa intermedia o de acabado dos veces.
Además, recientemente, se ha estudiado y aplicado un proceso para reducir el coste del recubrimiento mediante la integración de los procesos de recubrimiento intermedio y superior.
Proceso de tratamiento de superficies: Mejora la prevención de la oxidación al suprimir la reacción de corrosión del metal y fortalecer la adhesión entre la capa base (película de electrodeposición) y el material (sustrato). Actualmente, el fosfato de zinc es el componente principal de la película, y el método de tratamiento por inmersión es el más común, lo que permite tratar adecuadamente piezas con estructuras complejas. En particular, para la electrodeposición catiónica, se incorporan al recubrimiento metales como Fe, Ni y Mn, además del Zn, para mejorar aún más la resistencia a la corrosión.
Recubrimiento por electrodeposición (imprimación de electrodeposición catiónica): La capa base cumple principalmente la función de prevención de la oxidación. Además de sus excelentes propiedades antioxidantes, la pintura de electrodeposición catiónica a base de resina epoxi ofrece las siguientes ventajas en la capa base para automóviles: 1. No se produce elución de la película tratada con fosfato de zinc durante el recubrimiento por electrodeposición; 2. Inhibe la reacción de corrosión gracias a la basicidad de la estructura de la resina; 3. Excelentes propiedades antioxidantes gracias a la adherencia gracias a la alta resistencia a los álcalis de la resina epoxi.
1) Ventajas de la electrodeposición catiónica
* Incluso las formas complejas se pueden recubrir con un espesor de película uniforme.
* Excelente penetración interna en piezas y uniones complejas.
* Pintura automática
* Fácil mantenimiento y gestión de la línea.
* Buena trabajabilidad de la pintura.
* Se puede aplicar el sistema de lavado con agua de circuito cerrado UF (menor pérdida de pintura y menor contaminación de las aguas residuales)
* Bajo contenido de disolventes y baja contaminación del aire.
*Es una pintura a base de agua y existe poco riesgo de incendio.
2) Pintura de electrodeposición catiónica: En general, se trata de una resina poliamínica que se obtiene añadiendo aminas primarias y cuaternarias a una resina epoxi. Se neutraliza con ácido acético para hacerla soluble en agua. Además, el método de curado de la película de recubrimiento es una reacción de reticulación de uretano que utiliza isocianato bloqueado como agente de curado.
3) Mejora de la función de la pintura de electrodeposición: se utiliza en todo el mundo como capa base para automóviles, pero la investigación y el desarrollo continúan mejorando no solo la calidad anticorrosiva de todo el automóvil sino también la calidad del enlucido.
* Función de prevención de oxidación/capa protectora
Go. Excelente propiedad de recubrimiento, resistencia a la penetración de juntas y resistencia al astillado.
Aptitud antioxidante de la chapa de acero (resistencia al agua y al giro).
hacer. Endurecimiento a baja temperatura (mejora la resistencia a la oxidación de piezas unidas con caucho, etc.)
* Función cosmética/decorativo
Propiedades del recubrimiento de la rugosidad de la placa de acero (contribuye a mejorar la suavidad y el brillo, etc.).
Resistencia al amarilleamiento (inhibición del amarilleamiento de la capa superior blanca)
Capa intermedia: Esta capa desempeña una función auxiliar para maximizar la prevención de la oxidación de la capa base (electrodeposición) y la capacidad de enlucido de la capa superior, mejorando así la calidad de la pintura en todo el sistema. Además, el proceso de recubrimiento intermedio contribuye a reducir los defectos de recubrimiento, ya que cubre parcialmente los defectos inevitables de la capa base (rayones, adherencia de polvo, etc.) en la línea de pintado.
La pintura intermedia utiliza resina de poliéster sin aceite como resina básica y se cura mediante calor mediante la adición de resina de melamina y, recientemente, uretano (Bl). Recientemente, para mejorar la resistencia al desconchado, a veces se aplica una imprimación antidesconchado húmedo sobre húmedo durante el preproceso intermedio.
1) Durabilidad de la capa intermedia
* Resistencia al agua: baja absorción y suprime la aparición de ampollas.
* Resistencia al astillado: absorbe la energía del impacto cuando se arroja la piedra y reduce el daño a la película de revestimiento que produce el sonido y suprime la aparición de corrosión por costras.
* Resistencia a la intemperie: Menor deterioro debido a los rayos UV y suprime el desprendimiento de la capa superior por exposición al aire libre.
2) Función de enlucido de la capa intermedia
* Propiedad de recubrimiento base: Contribuye a suavizar el exterior terminado al cubrir la rugosidad de la superficie del recubrimiento de electrodeposición.
* Resistencia a disolventes: Al suprimir la hinchazón y disolución de la capa intermedia con respecto al disolvente de la capa superior, se obtiene una calidad de apariencia de alto contraste.
* Ajuste de color: La capa intermedia suele ser gris, pero recientemente es posible aplicar una capa superior con bajas propiedades de ocultación coloreándola (sellador de color).
3) Pintura intermedia
*Calidad requerida para la capa intermedia: resistencia al astillado, propiedad de ocultación de la base, adhesión a la película de electrodeposición, suavidad, sin pérdida de luz, adhesión a la capa superior, resistencia al deterioro por la luz.
Capa de acabado: Su función principal es proporcionar propiedades cosméticas, proteger y mantener el acabado. Existen características de calidad como el color, la suavidad de la superficie, el brillo y la calidad de imagen (capacidad de iluminar claramente la imagen de un objeto en la película de recubrimiento). Además, la capa de acabado debe proteger y mantener la estética de estos automóviles durante un largo periodo de tiempo.
Capa de acabado: Su función principal es proporcionar propiedades cosméticas, proteger y mantener el acabado. Existen características de calidad como el color, la suavidad de la superficie, el brillo y la calidad de imagen (capacidad de iluminar claramente la imagen de un objeto en la película de recubrimiento). Además, la capa de acabado debe proteger y mantener la estética de estos automóviles durante un largo periodo de tiempo.
1) Capa superior: Los colores se clasifican según la base de pigmento aplicada a la pintura, y se dividen en gran medida en color mica, color metálico y color sólido dependiendo de si se utilizan pigmentos en escamas, como escamas de polvo de aluminio.
* Calidad de apariencia: suavidad, brillo, viveza, sensación de tierra.
* Durabilidad: mantenimiento y protección del brillo, cambio de color, decoloración.
* Adhesión: Adhesión de repintado, adhesión de 2 tonos, adhesión con medio
* Resistencia a los disolventes
* Resistencia química
* Calidad funcional: resistencia al lavado de automóviles, resistencia a la lluvia ácida, resistencia al astillado.
2) Pintura ecológica
* Alto contenido de sólidos: Esta pintura de alto contenido de sólidos cumple con las normativas de COV (compuestos orgánicos volátiles) y reduce la cantidad de disolventes orgánicos. Se caracteriza por una excelente sensación al tacto y el uso de resina de bajo peso molecular.
* Pintura a base de agua: Esta pintura minimiza la cantidad de disolvente orgánico y utiliza agua pura como diluyente. Como característica, el proceso de pintura requiere un sistema de precalentamiento (IR_Preheat) que pueda evaporar el agua, por lo que es necesario remodelar el sistema. Además, el pulverizador también requiere un método de electrodos para pintura a base de agua.
3) Pintura funcional
* CCS (Complex Crosslinking System, pintura de tipo reticulación compleja): Es un tipo de resina de uretano (isocianato) o silano en la que se reemplaza una parte de la resina de melamina, que es vulnerable a la lluvia ácida en el sistema de resina acrílica/melamina, y se mejora la resistencia a los ácidos y la resistencia al rayado.
* NCS (Nuevo Sistema de Reticulación, Nuevo Tipo de Pintura de Reticulación): Pintura sin melamina, fabricada mediante curado ácido-epoxi sobre resina acrílica. Ofrece excelente resistencia a los ácidos, a los rayones y a las manchas.
- Trabajabilidad de la capa superior: Para obtener una buena reproducibilidad de la capa superior deseada, es fundamental que la pintura tenga una buena trabajabilidad (atomización, fluidez, porosidad, suavidad, etc.). Para ello, es importante ajustar el comportamiento de la viscosidad durante el proceso de formación de la multipelícula, desde el pintado hasta el horneado y el endurecimiento. Las condiciones ambientales de la cabina de pintura, como la temperatura, la humedad y la velocidad del viento, también son factores importantes.
1) Viscosidad de la resina: peso molecular, compatibilidad (parámetro de solubilidad: valor SP)
2) Pigmento: absorción de aceite, concentración de pigmento (PWC), tamaño de partícula dispersa
3) Aditivos: agente viscoso, agente nivelador, antiespumante, inhibidor de separación de colores, etc.
4) Velocidad de curado: concentración de grupos funcionales en la resina base, reactividad del agente reticulante.
Además, el espesor de la película de recubrimiento influye considerablemente en el aspecto final de la capa superior. Recientemente, un agente viscoso estructural, como el microgel, permite lograr propiedades tanto de fluidez como de nivelación, y el recubrimiento de película gruesa mejora el aspecto final.
- Resistencia a la intemperie del recubrimiento superior: Aunque los automóviles están expuestos a diversos ambientes, el recubrimiento superior recibe la acción de la luz, el agua, el oxígeno, el calor, etc. Como resultado, se producen una serie de fenómenos desfavorables que perjudican la estética.
1) Fenómenos ópticos
* Degradación del brillo: La suavidad de la superficie de la película de recubrimiento se ve afectada y aumenta la reflexión difusa de la luz. La composición de la resina es importante, pero también influye el pigmento.
* Decoloración: El tono de color del recubrimiento inicial cambia según el envejecimiento del pigmento o la resina de la película. Para aplicaciones automotrices, se debe seleccionar el pigmento más resistente a la intemperie.
2) fenómenos mecánicos
* Grietas: Las grietas se producen en la capa superficial de la película de recubrimiento o en toda su superficie debido a cambios en sus propiedades físicas debido a la fotooxidación o hidrólisis (disminución de la elongación, la adhesión, etc.) y la tensión interna. En particular, tienden a ocurrir en películas de recubrimiento transparentes metálicas. Además de ajustar las propiedades físicas de la película de recubrimiento mediante la composición de la resina acrílica y el ajuste de las propiedades físicas de la película de recubrimiento, la aplicación de un absorbente de luz ultravioleta y un antioxidante resulta eficaz.
*Desprendimiento: La película de recubrimiento se desprende parcialmente debido a una disminución de la adherencia de la película de recubrimiento o una disminución de las propiedades reológicas y la acción de fuerzas externas como salpicaduras o vibración de piedras.
3) fenómeno químico
* Contaminación por manchas: Si el hollín, los restos de insectos o la lluvia ácida se adhieren a la superficie de la película de recubrimiento, la pieza se mancha y se decolora. Es necesario aplicar un pigmento y una resina resistentes a los arañazos y a los álcalis. Una de las razones por las que se aplica la capa transparente al color metálico es para proteger el polvo de aluminio.
Retos futuros de la capa de acabado: La estética y el diseño cobran cada vez mayor importancia para mejorar las propiedades comerciales de los automóviles. Al tiempo que se responde a la diversificación de la demanda y a los cambios en materiales como los plásticos, es necesario atender las demandas sociales, como el deterioro del entorno de exposición de los automóviles y la reducción de la contaminación atmosférica. En estas circunstancias, se están considerando diversas capas de acabado para el próximo automóvil.
Analicemos con más detalle los procesos típicos de pintura automotriz y veamos dónde la transferencia de calor y masa son aplicaciones importantes. El proceso general de pintura para automóviles es el siguiente.
① Pretratamiento
② Electrodeposición (capa base)
③ Pintura selladora
④ Recubrimiento inferior
5 pintura de cera
⑥ Imprimación antiastillas
⑦ Imprimación
⑧ Capa superior
⑨ Eliminación de defectos y pulido
El proceso de fabricación de automóviles dura aproximadamente 20 horas, de las cuales 10 horas (la mitad) del proceso mencionado anteriormente. Entre ellos, los procesos más significativos e importantes son el pretratamiento, el recubrimiento por electrodeposición (capa base), la imprimación y el recubrimiento de acabado. Centrémonos en estos procesos.
Hora de publicación: 08-nov-2022
