1. Cuadro
-Definición: La pintura es un término general para las operaciones realizadas para formar una película de recubrimiento utilizando pintura con el propósito de cubrir la superficie de un objeto para protección y estética, etc.
-Propósito: El propósito de la pintura no es solo estético, sino también de protección y, en consecuencia, de mejora de la calidad del producto.
1) Protección: La mayoría de los materiales principales 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 se oxida. El principal objetivo de la pintura es proteger el objeto evitando dicha oxidación.
2) Estética: La forma de un automóvil presenta diversos tipos de superficies y líneas, como superficies tridimensionales, planas, curvas, rectas y curvas. Al pintar un objeto de forma tan compleja, se logra una paleta de colores que armoniza con la forma del automóvil 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 unificada y la misma función, por ejemplo, el que tiene pintura bicolor luce mejor. El valor aumenta a medida que aumenta. De esta manera, también es uno de los objetivos tratar de mejorar el valor del producto mediante la pintura. Además, la durabilidad del exterior de los automóviles es necesaria debido a los recientes y rápidos cambios ambientales. Por ejemplo, está aumentando la demanda de pinturas funcionales que previenen el daño a la película de recubrimiento causado por la lluvia ácida y el deterioro del brillo inicial causado por los cepillos de los lavados automáticos de autos, mejorando así la comercialización.En función de los requisitos de calidad del recubrimiento, se utilizan tanto la pintura automática como la manual.
2. Composición de la pinturaComposición de la pintura: La pintura es un líquido viscoso en el que los tres componentes de pigmento, resina y disolvente están mezclados (dispersos) de manera uniforme.
- Pigmento: Un polvo coloreado que no se disuelve en solventes ni en agua. La diferencia con los tintes es que se dispersan como partículas sin ser solubles en agua ni solventes. El tamaño de partícula varía desde varios micrómetros hasta varias decenas de micrómetros. Además, existen diversas formas, como una forma circular, una forma de varilla, una forma de aguja y una forma de escama. Es un polvo que da 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, y hay dos tipos: inorgánicos y orgánicos. Los pigmentos, pulidores y extensores se utilizan para mejorar la sensación de la tierra. Las pinturas incoloras y transparentes llamadas claras entre las pinturas, cuando se excluyen los pigmentos de los componentes que constituyen las pinturas,
Se utiliza para dar más brillo a la película de recubrimiento.
1) Función del pigmento
* Pigmentos de color: aportan color y 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, poseen una excelente resistencia a la intemperie y al calor, así como buenas propiedades cubrientes, pero en cuanto a la viveza del color, no son tan buenos como los pigmentos orgánicos. Como pintura para automóviles, no se utilizan pigmentos inorgánicos por sí solos. Además, desde el punto de vista de la prevención de 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 por reacción química periódica y es una sustancia compuesta de metales, tal como se encuentra en la naturaleza. En general, su poder cubriente no es muy bueno, pero dado que se obtiene un color nítido, se utiliza ampliamente para pintar con colores sólidos, metálicos y mica, así como en la pintura exterior de automóviles.
* Pigmento antioxidante: prevención de la oxidación
* Pigmento extensor: Permite obtener una película de recubrimiento dura, evitando la descomposición de la misma y mejorando su durabilidad.
- Resina: Un líquido transparente que une los pigmentos y les confiere brillo, dureza y adherencia a la película de recubrimiento. También se le conoce como 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 al óleo, barnices y lacas.
2) Resina sintética: Es un término genérico para aquellas resinas sintetizadas mediante reacciones químicas a partir de diversas materias primas químicas. Se trata de un compuesto orgánico con un peso molecular muy elevado en comparación con las resinas naturales. Además, las resinas sintéticas se dividen en resinas termoplásticas (que se ablandan y funden al calentarse) y resinas termoendurecibles (que se endurecen mediante reacción química al aplicar calor y no se ablandan ni funden al calentarse de nuevo tras enfriarse).
- Disolvente: Es un líquido transparente que disuelve la resina para que el pigmento y la resina se mezclen fácilmente. Tras la aplicación, se evapora como un diluyente y no deja residuos en la película de recubrimiento.
Cpintura de arte
1. Introducción y definición de pinturasDesde la perspectiva de brindar protección contra la corrosión y mejorar la estética, las pinturas para automóviles han contribuido a mejorar la comercialización de los vehículos mediante la aplicación de las últimas tecnologías. En los siguientes aspectos de calidad, las pinturas y los sistemas de recubrimiento están diseñados para lograr estas cualidades de la manera más económica.
Las pinturas suelen ser fluidas y tienen la propiedad de recubrir la superficie del objeto, formando una película continua (película de recubrimiento) durante los procesos de secado y curado. Según las propiedades físicas y químicas de la película de recubrimiento formada, se le confiere al objeto protección contra la corrosión y una buena plastificación.
2. Proceso de pintura automotrizPara obtener la calidad de recubrimiento deseada en el vehículo de la manera más económica, se definen el proceso y las especificaciones de recubrimiento, y se asigna una característica importante a la película de recubrimiento obtenida en cada proceso. Además, dado que las características de la película de recubrimiento dependen de la viabilidad del proceso, la pintura utilizada se diseña para maximizar su función principal, considerando las condiciones del proceso.La aplicación se controla rigurosamente en el taller de pintura.
El proceso descrito anteriormente es un sistema de recubrimiento de 3 o 4 capas, comúnmente utilizado 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 determina la calidad del recubrimiento en automóviles como un sistema de recubrimiento integral. En camiones y vehículos ligeros, existen casos en los que se emplea un sistema de recubrimiento de dos capas, omitiendo una etapa intermedia. Asimismo, en automóviles de alta gama, es posible lograr una mejor calidad aplicando la capa intermedia o final dos veces.
Asimismo, 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 superficial: 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 inmersión es el más utilizado, lo que permite tratar eficazmente piezas con estructuras complejas. En particular, para la electrodeposición catiónica, se incorporan metales como Fe, Ni y Mn, además de Zn, al recubrimiento para mejorar aún más la resistencia a la corrosión.
- Recubrimiento por electrodeposición (imprimación por electrodeposición catiónica): El recubrimiento inferior cumple principalmente la función de prevención de la corrosión. Además de excelentes propiedades anticorrosivas, la pintura por electrodeposición catiónica a base de resina epoxi presenta las siguientes ventajas en el recubrimiento inferior de automóviles: ① No se produce elución de la película tratada con fosfato de zinc durante el recubrimiento por electrodeposición. ② Efecto inhibidor de la reacción de corrosión debido a la basicidad de la estructura de la resina. ③ Excelente propiedad anticorrosiva gracias al efecto de mantenimiento de la adherencia debido a la alta resistencia a los álcalis de la resina epoxi.
1) Ventajas de la electrodeposición catiónica
* Incluso las formas complejas pueden recubrirse con un espesor de película uniforme.
* Excelente penetración interna en piezas y juntas complejas.
* Pintura automática
* Fácil mantenimiento y gestión de la línea.
* Buena facilidad para pintar.
* Se puede aplicar el sistema de lavado de agua de circuito cerrado UF (menor pérdida de pintura y menor contaminación de las aguas residuales).
* Bajo contenido de disolventes y baja contaminación atmosférica.
* Es una pintura a base de agua, por lo que el riesgo de incendio es mínimo.
2) Pintura de electrodeposición catiónica: En general, se trata de una resina poliamino obtenida mediante la adición de aminas primarias a cuaternarias a una resina epoxi. Se neutraliza con ácido (ácido acético) para hacerla soluble en agua. Además, el método de curado de la película de recubrimiento es una reacción de reticulación de uretano utilizando isocianato bloqueado como agente de curado.
3) Mejora de la función de la pintura electrodepositada: Se utiliza en todo el mundo como imprimación 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 la oxidación/capa protectora
ir. Absolutamente propiedad de recubrimiento, resistencia a la penetración de juntas, resistencia al astillado
Usted. Aptitud de la chapa de acero antioxidante (adherencia resistente al agua, resistencia al giro).
Sí. Endurecimiento a baja temperatura (mayor resistencia a la corrosión de las piezas con revestimiento de caucho, etc.).
* Función cosmética/decorativo
ir. Propiedades de 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: La capa intermedia cumple una función auxiliar para maximizar la protección contra la corrosión 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 aplicación de la capa intermedia contribuye a reducir los defectos de la pintura, ya que cubre, en cierta medida, los defectos inevitables de la capa base (arañazos, adherencia de polvo, etc.) durante el proceso de pintura.
La pintura intermedia es un tipo que utiliza resina de poliéster sin aceite como resina base y la cura térmicamente mediante la adición de resina de melamina y, más recientemente, uretano (Bl). Últimamente, para mejorar la resistencia al desconchado, a veces se aplica una imprimación de desconchado con la técnica húmedo sobre húmedo durante el pre-proceso.
1) Durabilidad de la capa intermedia
* Resistencia al agua: baja absorción y previene la aparición de ampollas.
* Resistencia al astillamiento: Absorbe la energía del impacto cuando se lanza la piedra y reduce el daño a la película de recubrimiento que produce ruido y suprime la aparición de corrosión por astillamiento.
* Resistencia a la intemperie: Menor deterioro debido a los rayos UV y evita que la capa superior se desprenda por la exposición al aire libre.
2) Función de enlucido de la capa intermedia
* Propiedad de imprimación: Contribuye a alisar el exterior acabado cubriendo la rugosidad superficial del recubrimiento de electrodeposición.
* Resistencia a los 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 baja capacidad cubriente coloreándola (sellador de color).
3) Pintura intermedia
*Calidad requerida para la capa intermedia: resistencia al desconchado, capacidad de cobertura de la base, adherencia a la película de electrodeposición, suavidad, ausencia de pérdida de luz, adherencia a la capa superior, resistencia al deterioro por la luz.
- Capa de acabado: La función principal de la capa de acabado es proporcionar propiedades cosméticas, así como proteger y mantener el acabado. Existen aspectos de calidad como el color, la suavidad de la superficie, el brillo y la calidad de la imagen (capacidad de iluminar claramente la imagen de un objeto en la película de recubrimiento). Además, se requiere que la capa de acabado proteja y mantenga la estética de los automóviles durante un largo período de tiempo.
- Capa de acabado: La función principal de la capa de acabado es proporcionar propiedades cosméticas, así como proteger y mantener el acabado. Existen aspectos de calidad como el color, la suavidad de la superficie, el brillo y la calidad de la imagen (capacidad de iluminar claramente la imagen de un objeto en la película de recubrimiento). Además, se requiere que la capa de acabado proteja y mantenga la estética de los automóviles durante un largo período de tiempo.
1) Capa final: Los colores se clasifican según la base de pigmento aplicada a la pintura, y se dividen principalmente en color mica, color metálico y color sólido, dependiendo de si se utilizan pigmentos en escamas, como escamas de polvo de aluminio.
* Calidad de la apariencia: suavidad, brillo, viveza, sensación de textura.
* 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 autos, resistencia a la lluvia ácida, resistencia al astillado
2) Pintura ecológica
* Alto contenido de sólidos: Esta pintura de alto contenido de sólidos cumple con la normativa sobre COV (compuestos orgánicos volátiles) y reduce la cantidad de disolvente orgánico utilizado. Se caracteriza por su excelente tacto y por el uso de resina de bajo peso molecular.
* Pintura a base de agua: Esta pintura minimiza la cantidad de disolvente orgánico y utiliza agua (agua pura) como diluyente. Como característica, requiere un sistema de precalentamiento (IR_Preheat) para evaporar el agua durante el proceso de pintura, por lo que se requiere la remodelación de las instalaciones. Además, el pulverizador requiere un sistema de electrodos para pintura a base de agua.
3) Pintura funcional
* CCS (Sistema de reticulación compleja, 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 a los arañazos.
* NCS (Nuevo Sistema de Reticulación, Pintura de Nuevo Tipo de Reticulación): Pintura sin melamina elaborada mediante curado ácido-epoxi sobre resina acrílica. Posee una excelente resistencia a los ácidos, a los arañazos y a las manchas.
- Aplicabilidad de la capa final: Para obtener una buena reproducibilidad de la capa final deseada de forma económica, es fundamental una buena aplicabilidad de la pintura (atomización, fluidez, porosidad, suavidad, etc.). Para ello, es importante ajustar el comportamiento de la viscosidad durante el proceso de formación de la multicapa, desde la pintura hasta el horneado y el endurecimiento. Las condiciones del entorno de pintura, como la temperatura, la humedad y la velocidad del viento en la cabina de pintura, 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, agente antiespumante, inhibidor de la separación de colores, etc.
4) Velocidad de curado: concentración de grupos funcionales en la resina base, reactividad del agente reticulante.
Además, el grosor de la capa de recubrimiento influye considerablemente en el aspecto final de la capa superior. Recientemente, un agente viscoso estructural, como el microgel, permite lograr tanto fluidez como propiedades de nivelación, y el acabado final mejora gracias a la aplicación de una capa de recubrimiento gruesa.
- Resistencia a la intemperie del recubrimiento superior: Si bien los automóviles están expuestos a diversos entornos, 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 en la superficie. La composición de la resina es importante, pero también influye el efecto del pigmento.
* Decoloración: El tono del recubrimiento inicial cambia según el envejecimiento del pigmento o la resina en la película de recubrimiento. Para aplicaciones automotrices, se debe seleccionar el pigmento más resistente a la intemperie.
2) fenómenos mecánicos
* Grietas: Las grietas aparecen en la capa superficial o en toda la película de recubrimiento debido a cambios en sus propiedades físicas causados por la fotooxidación o la hidrólisis (disminución de la elongación, la adhesión, etc.) y a tensiones internas. En particular, tienden a aparecer en películas de recubrimiento metálicas transparentes. Además de ajustar las propiedades físicas de la película mediante la composición de la resina acrílica, resulta eficaz la aplicación de un absorbente de rayos ultravioleta y un antioxidante.
* Desprendimiento: La película de recubrimiento se desprende parcialmente debido a una disminución de la adhesión de la película de recubrimiento o una disminución de las propiedades reológicas, y a 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 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.
- Futuros desafíos del recubrimiento de acabado: La estética y el diseño son cada vez más importantes para mejorar las propiedades comerciales de los automóviles. Al tiempo que se responde a la diversificación de las demandas y a los cambios en materiales como los plásticos, es necesario responder a las demandas sociales, como el deterioro del entorno de exposición de los automóviles y la reducción de la contaminación atmosférica. En este contexto, se están considerando diversos recubrimientos de acabado para el próximo automóvil.
Analicemos más de cerca 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 con cera
⑥ Imprimación anti-astillado
⑦ Primer
⑧ Capa superior
⑨ Eliminación de defectos y pulido
El proceso de fabricación de automóviles dura aproximadamente 20 horas, de las cuales 10 (la mitad) corresponden a los procesos mencionados anteriormente. Entre ellos, los más importantes son el pretratamiento, el recubrimiento por electrodeposición (capa base), la imprimación y la capa final. Analicemos estos procesos.
Fecha de publicación: 8 de noviembre de 2022
