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TRATAMENTOS DE SUPERFCIES

PINTURA EM PEAS DE PLSTICO

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Curso de formao em plsticos, seus processos de transformao e tcnicas de acabamento.

ndice 1. Introduo 2. A Tinta

2.1. Os aglutinantes. 2.2. A secagem.

3. Gamas de Pintura 4. Propriedades da tinta

4.1 Preparao da mistura: propriedades fsicas. 4.2 Caractersticas de aplicao da tinta. 4.3 Realizao do servio: propriedades mecnicas e qumicas. 4.4 Provas do controle de qualidade.

5. Tcnicas de preparado dos suportes

5.1 Limpeza das peas. 5.1.1 Desengordurar com solventes. 5.1.2 Desengordurar alcalina 5.1.3 Desengordurar cida.

5.2 Tratamentos de superfcie de aderncia Plstico / Tinta. 5.2.1 Flamejado. Tratamento com chama. 5.2.2 Tratamento por radiao UVA. 5.2.3 Tratamento por plasma.

5.3 Preparao das protees 6. Tcnicas de aplicao da tinta.

6.1 A tinta com pistola. 6.1.1. Pistolas pneumticas. 6.1.2. Outras tcnicas com pistola.

6.2 Outras tcnicas de aplicao. 7. Pintura de diferentes tipos de plsticos.

7.1. Pintura de espumas de poliuretano (PUR) 7.1.1. Pintura de espumas de poliuretano dentro do molde IMC. 7.1.2. Pintura de espumas de poliuretano fora do molde.

7.2. Pintura de polister termo-endurecido (SMC) (BMC) 7.3. Pintura de PC/PBT PC/ABS (bayblend) 7.4. Pintura de Poliamida. (PA) 7.5. Pintura de Acrilonitrilo Butadieno Estireno (ABS) 7.6. Pintura de polipropileno.

8. Pintura de diferentes tipos de plstico.

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1. Introduo

A decorao de materiais plsticos por meio de tintas na atualidade constitui uma operao vital no acabamento de numerosas peas de plstico. Entende-se por pintura todo revestimento de peas modeladas em plstico por questes de aspeto e funcionalidade. De forma geral, pode-se dizer que as tintas permitem decorar, proteger contra rachaduras e envelhecimento e tambm permitem melhorar as caractersticas da superfcie protegida. A pintura das peas de material plstico permite segundo os casos: Obter um aspeto e brilho de superfcie, similar ao metal.

Harmonizar e homogeneizar a cor e o brilho de diferentes peas modeladas,

como peas modeladas a partir de diferentes materiais e que formam parte de um conjunto comum, como o painel de controle de um carro.

Harmonizar a cor das peas plsticas com a cor das peas da

carroceria de lata, como no caso dos pra-choques.

Ocultar falhas de modelagem em peas injetadas com forma complexa.

Melhorar o envelhecimento das peas de material plstico quando esto expostas ao exterior, protegendo-as da luz e dos agentes externos.

Aumentar a resistncia aos riscos das peas com uma pelcula de tinta resistente.

Obter diferentes qualidades de superfcie ao tato e aspectos particulares.

Os materiais que costumam ser submetidos a tratamentos de pintura podem ser termoplsticos e tambm os termo-endurecveis em todas as suas variedades. Podem pintar-se desde polipropilenos, polimetacrilatos, poliamidas at compostos de polister e fibra de vidro ou poliuretanos. Cada um deles, mediante tcnicas diferentes, devido a diversas dificuldades que tm alguns desses polmeros de serem pintados.

2.- A Tinta

Uma tinta uma mistura mais ou menos complexa de diferentes compostos em cuja formulao encontram-se: Aglutinantes: resina, polmeros em dissoluo que conferem tinta a maior

parte de suas caractersticas.

Corantes ou pigmentos; em forma de p so envolvidos pela resina (lquida) e so os encarregados de proporcionar a cor da pea.

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Cargas: em forma de p tambm so recobertas pela resina, encarregando-se de melhorar as propriedades fsicas, condicionando tambm o aspecto final.

Solventes: so os encarregados de regular a viscosidade do produto ao mtodo

de aplicao.

Aditivos: Conferem propriedades ausentes na resina, e em muitos casos so compatveis com os componentes da tinta. Conferem propriedades umectantes entre o pigmento e o produto.

Ceras: melhoram o tato e orientam as partculas metlicas como o alumnio.

Silicones: em alguns casos, melhoram as propriedades de superfcie como o

tato e a ausncia de aspereza.

Uma frmula, que contenha estes compostos, forma uma suspenso dos pigmentos e cargas (p) na resina, com a qual so insolveis, estando por sua vez em soluo com um solvente. Esta mistura, aps a sua aplicao e endurecimento, forma uma pelcula de tinta fosca que pode ser apagada, sem brilho ou brilhante.

2.1. Os aglutinantes (ou resinas) Os aglutinantes so resinas termoplsticas ou termo-endurecveis. As diferentes caractersticas das tintas, propriedades e mbitos de aplicabilidade distinguem-se pela natureza dos aglutinantes utilizados na sua preparao. Estes aglutinantes podem ser: Acrlicos, polisteres saturados, vinlicos, celulsicos, acrilatos, aminoplastos, epxidos poliuretanos, etc. A escolha do aglutinante pode vir a ser influenciada por: O tipo de suporte plstico: termoplstico ou termo-endurecvel sobre o qual ser

aplicada a tinta. A lista de condies que iro influenciar a escolha do tipo de revestimento de

superfcie dependendo das caractersticas desejadas para a pea, como resistncia a riscos, aspecto esttico ou resistncia aos raios ultravioletas. Alm do mais, o preo de custo tambm pode influenciar na escolha do aglutinante.

A diferena mais importante entre os aglutinantes o tipo de camada de tinta que forma sobre o suporte plstico. Isto vem diferenciado pelo tipo de secagem a qual so submetidos cada um deles e que influencia na formao da pelcula de tinta.

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2.2.- A secagem A secagem da camada de tinta a passagem do estado lquido para o slido pelo aumento da viscosidade progressiva at o estado duro. O sistema de secagem depende do tipo de aglutinante. A secagem pode ser de tipo fsico, qumico ou misto. A seqncia de pintura estar condicionada pelo tipo de secagem.

Secagem fsica: A pelcula de tinta formada pela evaporao do solvente, originando o aumento da viscosidade da pelcula de tinta. Os aglutinantes que costumam receber este tratamento so os de tipo termoplstico, tintas celulsicas, acrlicas, ou polisteres saturados.

Secagem qumica: A pelcula de tinta formada pelo aumento da viscosidade

causada pela ao de determinados agentes que provocam a polimerizao do aglutinante, ou seja, o endurecimento da capa de tinta. Os aglutinantes, neste caso, so os de tipo termo-endurecveis como poliuretanos e epxidos. Os agentes que atuam neste processo so:

Oxignio do ar: Provocando-se a polimerizao da resina por oxidao. Calor: A polimerizao dada pela reao qumica acelerada pelo calor. Agentes qumicos: Neste caso trata-se de tintas bicomponentes, que

misturadas reagem quimicamente, sendo a reao acelerada pelo calor. Estes agentes qumicos so, na realidade, os catalisadores.

Podem ser percebidas diferentes fases na secagem da tinta aplicada sobre uma pea de plstico: Ponto de gelidificao ou viscosidade: o tempo que uma tinta necessita, aps da sua

aplicao, para passar do estado lquido para o pastoso momento no qual j no pinga mais.

Fora do p: o tempo que demora a pelcula de tinta em no reter o p na sua

superfcie. Seco de manipulao: o tempo que demora a pelcula de tinta antes de ser

manipulada com precauo. Secagem completa: o tempo que demora a pelcula de tinta em fazer possvel a

manipulao sem necessidade de precaues especiais, endurecimento progressivo e completo.

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3. Gamas de Pintura Os diferentes revestimentos ou camadas que se adicionam sobre o polmero formam o que acostuma-se chamar gama de Pintura. Estas camadas podem ser classificadas em diferentes categorias: . Camadas de superfcie ou de colocao de massa: destinadas a ocultar as irregularidades da superfcie das peas, aplicadas geralmente sobre polmeros termo-endurecveis. . Camadas de imprimao: garantem a aderncia da tinta ao polmero ou permitem pintar este com processos adaptados chapa ou lmina (impresso construtora). Geralmente so a base de poliolefinas, podendo evitar-se o flamejado em algumas classes de polipropileno. . Aprestos: so o suporte perfeito para uma camada de acabamento e em alguns casos melhoram a aderncia. No geral, a sua funo proteger o material polimrico de agresses externas de tipo mecnico ou qumico. Tambm melhoram o poder de cobertura da camada de acabamento. Existem aprestos formados por polisteres saturados. . Acabamentos: fala-se de lacas ou esmaltes, bases metalizantes ou vernizes. Estes componentes do o aspeto e a cor final da pea, oferecendo tambm proteo frente a agentes externos.

- As bases metalizantes podem ser fabricadas base de polister saturado e micropartculas de alumnio; s vezes, tambm adicionam-se outros compostos como a mica.

- As lacas ou esmaltes podem ser de tipo acrlico com secagem fsica, epoxi,

bicomponentes de endurecimento por policondensao (reticulao) ou tambm bicomponentes poliuretanos com secagem qumica.

- Os vernizes podem ser do tipo acrilatos polimerizveis por ultravioletas ou

bicomponentes poliuretanos (polioles + acrilato + isocianato) de secagem qumica.

Alguns exemplos de gamas de pintura e composio das diferentes camadas no setor automotivo seriam dadas por:

- Revestimentos interiores: laca acrlica. - Pra-choques de polipropileno: imprimao de poliolefinas base metlica de

polister insaturado

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laca de polister insaturado verniz em bicomponente PUR - Spoiler de ABS: primer em bicomponente PUR

laca em bicomponente PUR base de polister monocomponente verniz em bicomponente.

- Calota de PA: base em bicomponente PUR verniz em bicomponente PUR

Portes traseiros de BMC: primer condutor em polister saturado Estes exemplos so meramente ilustrativos, j que a frmula usada na elaborao de uma tinta muito complexa, podendo conter mais de quinze componentes e a aplicao sucessiva de cada uma das camadas varia de uns processos produtivos a outros, dependo das instalaes.

4. Propriedades da Tinta

Uma tinta caracteriza-se por um conjunto de propriedades de grande importncia, como so as propriedades fsicas no momento da preparao da mistura, as suas caractersticas na hora de ser aplicada, e as propriedades de tipo mecnico e qumico toda vez que a pea est em servio.

4.1. Preparao da mistura: propriedades fsicas

A preparao da mistura est determinada por trs fases fundamentalmente: o empastamento, a pr-mistura e a mistura propriamente dita.

- Empastamento: mistura por chacoalho dos diferentes componentes que se deseja moer, geralmente resina, pigmentos, cargas e aditivos. Os aditivos que so incorporados neste processo so os responsveis por igualar a tenso superficial entre a resina e o pigmento, para assim conseguir uma pasta homognea. - Pr-mistura: nesta fase, so esperadas duas funes importantes, dispersar o pigmento no slido-base e obter o tamanho de partcula adequado. Este processo realiza-se em um moinho onde so introduzidos os agentes dispersivos, que geralmente so bolas de vidro ou ao, cujo tamanho ser definido pelo tipo de resina, pigmento utilizado e tipo de carga. O tamanho de partcula obtido ser dado pela velocidade do moinho, pelo tipo de bola utilizado, e pelo tempo de moenda.

- Mistura: o passo seguinte moenda. A pasta ou material obtido introduzida no reator onde realiza-se a mistura, alm do mais, introduzem-se neste novos elementos que constituiro a tinta definitiva.

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As propriedades fsicas de uma tinta so os parmetros importantes no desenvolvimento da mesma e so determinados no momento de realizar a mistura dos diferentes componentes. A seguir, enumeram-se as mais importantes:

- Densidade: relao da massa de um determinado volume com a massa do

mesmo volume de gua. - Viscosidade: velocidade de fluxo de um volume determinado atravs de um

orifcio calibrado. Com o aumento da temperatura, diminui a viscosidade.

- Finura: a finura da triturao dos pigmentos condiciona o brilho, o poder de recobrir e o poder de colorao.

- Resistncia sedimentao: aptido das partculas slidas para ficar em

suspenso no verniz.

- Poder de recobrir: condiciona a cor fosca da tinta. Pode-se medir aplicando a tinta sobre um papel preto e branco e, no momento em que no aparecerem contrastes, teremos obtido a espessura da cobertura.

- Extrato seco, em peso: porcentagem em peso de materiais no volteis.

- Aspeto: O fator mais importante o tamanho de partcula, sendo tambm

importantes a limpeza e a transparncia em vernizes incolores.

- Tato: o aspecto tctil depende tambm do tamanho da partcula, porm, h tambm outros fatores de relevante importncia como a incorporao de certos aditivos cuja nica funo conferir o timo tato na finalizao da pintura.

- Brilho: depende da resina ou famlia de resinas que se utilizem e tambm do

ndice de absoro de leo das cargas e pigmentos.

- Cor: analisada mediante medidores de cor (colorimetrias) em relao ao padro de cores. A utilizao dos diversos pigmentos e as suas combinaes dar a obteno das cores apropriadas. Um parmetro tambm de vital importncia na cor da tinta o tamanho da partcula. Para obter um controle simples da cor da tinta importante fixar um dos parmetros. Usualmente, fixa-se o tamanho de partcula, de forma tal que possa obter o aspeto adequado e tambm procuram-se as combinaes entre a gama de pigmentos.

4.2. Caractersticas de aplicao da tinta. No momento de aplicar a tinta sobre a pea de plstico, esta deve ter uma srie de caractersticas bem definidas, igualmente bem definidos devem estar os parmetros do processo de aplicao. - Taxa de Diluio: o ndice de diluente necessrio para obter a viscosidade de aplicao de um produto. Normalmente mede-se com CF4 a 20 C (Copo Ford 4, indicando o nmero do dimetro de sada, sendo o copo de 100 cm3)

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- Secagem por oxidao: aps a evaporao dos solventes, o oxignio dissolve-se atravs da pelcula de tinta, permitindo o endurecimento da mesma. Se a camada for fina, o resultado, neste caso, ser bom, j que camadas grosas secaro mal, podendo provocar defeitos superficiais como rugas, fendas ou escamas. - Secagem por estufa: o tempo de exposio estufa depender da composio da camada de tinta aplicada. Antes da estufa, deve permitir-se um tempo para a evaporao dos solventes. Depois da exposio estufa e resfriamento, a camada de tinta est perfeitamente seca e dura. - Espessura da camada seca: as propriedades da camada de tinta dependem sempre da espessura da mesma. A comparao entre dois produtos to somente pode fazer-se com uma espessura idntica, por isso, importante o controle da espessura da camada. - Perodo de segunda camada: tempo no qual pode-se aplicar um acabamento sobre um apresto ou sobre uma segunda camada sem perigo de diluio da primeira. 4.3.- Realizao do servio: propriedades mecnicas e qumicas Para garantir a qualidade e durabilidade da tinta aplicada, necessrio que esta tenha determinadas caractersticas de tipo qumico e mecnico principalmente que permitam que a pea possua alguns mnimos parmetros frente s agresses externas. Entre os parmetros mais importantes a serem controlados, encontram-se: dureza da camada de tinta, aderncia, resistncia s batidas (deformao brutal), resistncia ao embutido (deformao lenta), dobra (fendas no sentido das dobras), resistncia a riscos, resistncia intemprie e resistncia aos agentes qumicos. 4.4 Provas de controle de qualidade Dentro dos laboratrios de qualidade, efetua-se uma srie de provas que permitem garantir e melhorar a qualidade das peas plsticas pintadas, mediante a anlise de todos os parmetros e propriedades, caractersticas fsicas, mecnicas ou qumicas que foram mencionadas anteriormente. - Controle da aderncia da camada de tinta. O controle da camada de tinta obtm-se com o teste de aderncia. Risca-se a pea pintada com um pente normalizado e aplica-se uma fita sobre a superfcie riscada. Aps de ter sido retirado o adesivo, obtm-se a qualidade da aderncia, calculando a porcentagem de superfcie descolada. Este teste tambm recebe o nome de descascado.

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- Espessura da camada de tinta. O meio para obter este valor o micrmetro, tambm podem obter-se valores de espessuras da camada de tinta mediante microscpios eletrnicos. - Dureza da superfcie: Um mtodo tradicional o pndulo de Persoz, tambm o uso de um porta lpis com pontas de diferentes durezas em escala, podendo dar um excelente valor da dureza superficial da camada de tinta. - Colorimetria ou Medio da cor. A espectrocolorimetria permite um preciso controle das cores da camada de tinta mediante a comparao de desvio dos padres de cor entregues pelo fabricante de automveis. - Escamado. As resistncias das tintas tambm medem-se por provas de gravilhonagem e granalhagem ( granulao ). Estas provas caracterizam a aptido do par suporte tinta para resistir ao impacto de projteis de pequena dimenso. - Envelhecimento climtico. Estuda-se a evoluo das diferentes propriedades da camada de tinta como a cor, o brilho, o aspecto e a aderncia depois de submeter a pea a variaes de tipo climtico: variao de temperaturas e grau de umidade. Para isto, as peas so colocadas em recintos climticos programveis que simularo condies adversas. - Provas de manchas: Permitem avaliar o comportamento da tinta frente aos agentes qumicos. A mancha consiste em manchar a pea com um algodo molhado no agente qumico e depois avaliar a evoluo da dureza da superfcie. 5. Tcnicas de preparado dos suportes necessrio, na maior parte dos materiais a serem pintados, efetuar uma preparao prvia destes materiais ou suportes antes de realizar o processo de pintura. Concretamente falando, algumas classes de materiais plsticos so muito difceis de pintar, j que a aderncia entre plstico & tinta muito baixa. Para minimizar este problema, necessrio que os suportes a serem pintados, sejam submetidos a um ou vrios tratamentos de superfcie, cujo objetivo ser permitir a aderncia da tinta sem alterar as prestaes do material plstico. Os tratamentos que se utilizam de forma geral e dependendo dos tipos de materiais ou instalaes so : - Tratamentos de desengordurar: utilizados para conseguir uma perfeita limpeza da pea a ser pintada. Entretanto, necessrio que a pea, antes do tratamento, esteja limpa superficialmente, j que em algumas ocasies ou zonas da pea o tratamento no completamente eficaz, ficando restos de sujeira ou p , que danificam ostensivamente o aspecto final da pea. Tambm importante considerar que o desengordurar no eliminar elementos que estejam aderidos pea, como acontece em alguns casos quando a pea lixada e depois flamejada, as pequenas farpas provenientes do

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lixamento ficam soldadas pea e as mesmas no sero removidas, produzindo ao final do processo peas pintadas imperfeitas. - Tratamento de superfcie para permitir a aderncia plstico / tinta. - Preparao das protees: evita que certas partes da pea no sejam pintadas durante a operao de pintura. Nem todas as peas necessitam destas protees. 5. 1. Limpeza das peas Como regra geral, as peas de plstico obtidas por injeo contem agentes de fluxo e desenforme. Ao mesmo tempo, podem estar sujas de p, graxa, suor, fazendo-se necessria uma limpeza das mesmas. As operaes de limpeza das peas podem ser efetuadas por meio de trs tipos diferentes de tratamento, que so mencionados a seguir. Um problema generalizado a atrao de partculas de p, devido s caractersticas eletro-estticas dos materiais plsticos. O p um elemento muito prejudicial para os processos de pintura e pequenas quantidades destas partculas de p podem produzir imperfeies, que diminuem a qualidade da pea, dando lugar a impurezas. Portanto, importante prestar especial ateno limpeza da pea, mesmo entre os mais escondidos cantos, onde os tratamentos de desengordurar tm dificuldade de chegar. Portanto, de vital importncia efetuar uma limpeza minuciosa de tipo manual das peas a serem pintadas antes de passar para os tratamentos fsicos ou qumicos. 5. 1. 1.- Desengordurar com solventes A aplicao de solventes sobre a pea para sua limpeza um sistema pouco utilizado, que pode ser realizado mediante dois mtodos diferentes: - Com pano: esta operao pode ser mais penalizante do que eficaz se realizada de forma incompleta , podendo-se estender em toda a pea uma poluio que em princpio era local. - Com solvente em fase vapor: tratamento rigoroso e eficaz a uns 48 C, que apresenta o inconveniente do uso de produtos volteis.

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5.1. 2. Desengraxe alcalino Este mtodo o mais usado. feito por asperso de gua alcalina e combina um efeito mecnico de arraste com efeito qumico no agressivo perante os suportes. Normalmente um desengordurar do tipo alcalino supe uma srie de fases que se realizam dentro da instalao de pintura: Uma fase de desengordurar a 60 70 C. Duas fases de clareamento em gua industrial a frio. Um clareamento em gua desionizada reciclada. Um sopro. Colocao na estufa de 80 a 100 C entre 5 a 10 minutos. 5.1. 3. Desengraxe cido utilizado em novos materiais quando o desengordurar alcalino no eficaz devido aos agentes de desenforme utilizados, o mtodo de operao o mais similar ao de um desengordurar do tipo alcalino. Aqui os agentes qumicos utilizados sero de tipo cido. O emprego deste mtodo, embora mais eficaz que o alcalino, no generalizado, pois os cidos empregados so capazes de atacar determinados materiais e o processo em si delicado j que o cido se consome em reao e a salinidade do banho no estvel. 5.2. Tratamentos de superfcie de aderncia plstico/tinta A aderncia da camada de tinta sobre o suporte plstico ser muito influenciada pelo tipo de material de que se trate. O peso molecular e a tenso superficial do polmero tratado so fatores de importncia na qualidade da aderncia da tinta. Um aumento da tenso superficial, ou energia de superfcie, aumentar a umectabilidade da tinta sobre o polmero, isto far que aumente a fora de aderncia entre o polmero e a tinta, o que no implica que um polmero com alta tenso superficial tenha boa aderncia, porm, significa que, aumentando a tenso superficial, aumenta a aderncia. Por outro lado, a existncia de grupos funcionais na superfcie a ser pintada faz com que aumente a fora de aderncia, porque os enlaces formados entre o suporte e a tinta sero de tipo co-valente, contando com o oxignio como ponto de unio, muito mais fortes que os enlaces devido s foras de Van der Waals de fcil eliminao que ocorreriam de outra maneira, realmente este o ponto diretamente mais importante para se obter uma boa aderncia. O polipropileno um material que apresenta graves problemas de aderncia e sobre o qual no se pode pintar diretamente depois do desengordurar se se deseja obter a aderncia adequada. O polipropileno um polmero que no possui grupos funcionais.

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Polmero Tenso superficial (dinas / cm2) PP (polipropileno 29 PE (polietileno) 31 PS (poliestireno) 38 ABS (Acrilo Butadieno estireno) 39 PVC rgido (cloreto de polivinila) 41 PET (polietileno tereftalato) 41 PA 66 (poliamida 66) 46 PC (policarbonato) 47 PES (polieter sulfonado) 50 Os tratamentos superficiais que permitem melhorar a aderncia da tinta sobre o suporte plstico buscam o aumento da tenso superficial e sobre tudo o aparecimento de grupos funcionais, grupos reativos na superfcie do polmero que permitam a criao de enlaces qumicos mais fortes. Variando de composio do material ou as condies de elaborao tambm se melhorar a qualidade da aderncia. O polipropileno, pela grande importncia e peso que est adquirindo na indstria automotiva, o material mais pesquisado e sobre o qual se tem desenhado complexos sistemas, em alguns casos, de tratamentos prvios que melhorem a aderncia da tinta ao suporte. Principalmente, h trs processos que podem ser utilizados em suportes de polipropileno:

- Tratamento com chama ou flamejado. - Tratamento por radiao UVA. - Tratamento por plasma.

5.2.1.- Flamejado. Tratamento com chama a soluo mais comum e mais antiga, o mtodo consiste em varrer com uma chama a superfcie a ser pintada.. O tratamento com chama ineficaz se os parmetros no forem cuidadosamente fixados, podendo chegar a danificar a superfcie plstica. O sucesso do processo est em obter a concentrao de radicais suficientes na superfcie do polmero para que conduza a uma boa aderncia. Atravs da aplicao da chama, consegue-se uma combusto das camadas de superfcie da pea e uma posterior reao de oxidao dos radicais das novas camadas expostas na superfcie. Os parmetros mais importantes no processo de flamejado so:

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- A riqueza da chama, relao de gs e presso de ar. O gs utilizado

geralmente uma mistura de propano ar sendo a relao estequiomtrica 1: 1 a mais adequada, posto que a concentrao de radicais [OH] na combusto maior e tambm porque so os responsveis pela oxidao da superfcie. realmente o parmetro mais importante de cujo correto ajuste depender o grau de aderncia obtido.

- A velocidade de varredura: fixa o tempo de exposio chama e o nmero de

passagens. O tempo de exposio o parmetro que indica o nmero de radicais [OH] recebidos pela superfcie plstica. O tempo de exposio por cada passagem depende da velocidade de passagem da pea e do dimetro do queimador. O tempo total ser dado pelo total de passagens. Deste tempo total depender o grau de reao de radicais alcanado e, portanto, a quantidade e o tipo de radicais na superfcie da pea, que daro uma maior ou menor aderncia.

O aumento destes radicais na superfcie do suporte plstico faz aumentar a polaridade e, portanto, a sua capacidade para ser pintado corretamente. O mecanismo de formao destes radicais produzido por cises ou rompimentos da cadeia, seco ou srie, onde o hidrognio tercirio separa-se da cadeia, sendo ocupada sua vaga pelo oxignio. Portanto, este processo, de fato, um mecanismo de oxidao. - A distncia da chama pea. Na medida em que a distncia que separa o queimador da superfcie da amostra aumenta, a concentrao em radicais [ OH ] diminui, tendo isto incidncia direta na eficcia do tratamento. - A temperatura alcanada pela superfcie da pea durante seu contato com a chama a origem da diminuio da polaridade superficial e, portanto, da fora de aderncia possvel. Para um mesmo tempo de exposio, consegue-se maior polaridade realizando vrias passagens do queimador, posto que a superfcie plstica ter recebido a mesma concentrao de [ OH ], mas a temperatura conseguida por ela ter sido menor. Em geral, o processo de flamejado um processo difcil, j que a exposio chama deve ser em toda a superfcie da pea equivalente para conseguir uma aderncia na superfcie toda de caractersticas anlogas. A utilizao de um robot permite garantir um flamejado de qualidade. Para peas complexas e para garantir a aderncia nas superfcies de difcil aceso, completa-se o tratamento com a aplicao de imprimaes de aderncia que, nestes casos, so complementos do flamejado, sendo esta operao tambm de tipo complexo.

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5.2.2 - Tratamento por radiao UVA O tratamento de imprimao por ultravioletas (UVA) tem a vantagem de poder realizar-se de forma continuada. Sobre a pea tratada to somente modificada a composio do material plstico na camada superficial at um mximo de 0,0002 mm, no sendo as camadas inferiores modificadas. O tratamento, geralmente, realiza-se em trs fases: Aplicao de uma imprimao transparente muito fina sobre a superfcie da pea. Sendo este um produto com contedos em slidos muito baixo (3 5 %), a aplicao realiza-se por mdio de pulverizao aerogrfica ou por imerso, at chegar a uma espessura de pelcula de 3 a 5 mm. Na realidade, o que est sendo aplicado pea uma soluo fotoativante, composta por um ativador e um solvente que pode ser do tipo acetona ou xilol. Evaporao do excesso de solvente e difuso do ativador na massa do suporte plstico. Depois de haver-se evaporado o excesso de solvente, obtida uma rede fechada entre o ativador e a fase plstica. Irradiao UVA sobre a pea. Esta irradiao realiza-se por meio de lmpadas de radiao ultravioleta de uma potncia de entre 80 100 W/cm2, situadas de forma tal que a radiao alcance de forma efetiva toda a superfcie da pea. O tempo de exposio pode variar em funo do nmero de lmpadas e da velocidade da corrente, mas oscila entre 1 e 1.5 minutos. A radiao provoca uma reao fotoqumica entre o fotoativador e o polmero, chamada em alguns casos reao de reticulao, ficando a superfcie quimicamente ativada. Depois desta reticulao, o suporte plstico est preparado para receber a camada de tinta, chegando-se a obter muitos bons resultados com respeito aderncia. A escolha do solvente importante, sendo o xilol um dos mais efetivos, tal como demostra o grfico experimental 5.2. Outros parmetros importantes na eficcia do processo so o nmero e o ngulo de radiao das lmpadas, posto que a radiao para obter uma boa qualidade no tratamento deve chegar por igual toda superfcie. A longitude de onda mais comumente usada, dentro do espectro ultravioleta, 200 400 mm.

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5.2.3.- Tratamento por plasma Este mtodo consiste em criar uma atmosfera ou plasma de molculas de gs que oxidam a superfcie do polmero. A mistura de gs em geral est composta principalmente por uns 20 % de ar e uns 80 % de oxignio, embora outros gases tambm possam participar no processo, como o hlio, xidos ntricos ou tetra flurometanos. A este gs acrescentada uma quantidade de energia adicional, por meio de um gerador de alta freqncia (categoria ou classe entre 13-27 kHz), que faz com que seja ionizado, carregado eletricamente, dando como resultado o plasma. Na composio do plasma, percebe-se que um gs ionizado, extremamente reativo, que contm eltrons, ons, espcies neutrais e vrios nveis de excitao. J que a maior parte deste gs oxignio (que alm do mais a base do tratamento, uma vez que os radicais de oxignio sero os que atacaro a superfcie plstica), a reao que se produz em maior medida a seguinte:

O2 + e- + alta freqncia O . +O . +e- O tratamento realiza-se situando as peas dentre de uma cmara de vcuo, estabelecendo baixa presso e excitando eletricamente o ambiente para ionizar o gs e formar o plasma. Os radicais oxignio (O.), so os que atacam a superfcie plstica dando lugar aos grupos carbnicos ( [-C-OH], [- C-O ] e [ -C-OOR] ) que sero capazes de interagir com as resinas componentes das tintas, conseguindo-se muitos bons resultados de aderncia. Por exemplo, no caso do polipropileno, mediante tratamento com plasma aumenta-se a energia superficial das 29 dinas / cm2 habituais at 73 dinas / cm2 em alguns poucos segundos, permitindo que possa ser pintado posteriormente de forma direta com uma tinta bicomponente. 5.3.- Preparao das protees Quando as peas so pintadas parcialmente, conveniente realizar uma proteo das peas ocultando as parte que no devam aparecer pintadas. Uma das tcnicas utilizadas o mascaramento ou disfarce, processo prvio aos anteriores. O mascaramento ou disfarce realizado mediante fitas adesivas, que so retiradas depois de pintada a pea. Estas operaes so delicadas e custosas e para elas tenham uma boa realizao, devem ser contempladas no desenho original da pea, j que caso contrrio, poderia resultar altamente complicada a colocao do elemento adesivo. Em alguns casos, esta operao eliminada mediante o desenho da pea original em duas partes separadas que so encaixadas depois da pintura de uma delas.

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6.- Tcnicas de aplicao da tinta A qualidade do revestimento de superfcie e a decorao da pea dependem da tcnica de aplicao utilizada. O mtodo mais empregado a projeo mediante pistola. Outras tcnicas importantes como a eletrosttica esto comeando a adquirir importncia na indstria. 6.1.- A tinta com pistola A tcnica empregada depende do tipo de pistola utilizada e nem sempre as funes desta esto em consonncia com a complexidade que apresenta a pea, sendo necessrio utilizar cada uma delas para a aplicao para as quais foram criadas. Na realidade, a pistola o ponto chave do sistema de acabamento. A pistola encarrega-se de atomizar a tinta ou materiais pulverizveis e de aplic-los sobre o suporte. 6.1.1.- Pistolas Pneumticas Existem principalmente duas classes de pistolas pneumticas, as de suco sob presso e as de alimentao do produto sob presso. Dentro destas, a mistura pode ser externa ou interna, ou de passagem contnua ou descontnua ou interrompida. A pistola pneumtica mistura o ar e a tinta e se encarrega de pulveriz-los contra o suporte. O rendimento obtido por volta de 30 %. Pistola de suco. uma pistola na qual uma corrente de ar comprimido cria um

vcuo no tubo de ar, produzindo uma ao de sifo. A presso atmosfrica sobre o material na caneca (recipiente que contm a tinta ) de suco empurra o material para o tubo de ar da pistola. A tampa da caneca tem orifcios de respirao. Este tipo de pistola utilizado com bandejas ou vasilhas de pouca capacidade, sendo estas incorporadas pistola como demostra a seguinte figura.

Costumam ser utilizadas para tarefas que necessitam de muitas cores e pequenas quantidades de material. Identificam-se facilmente porque o bico ou bocal prolonga-se alm da superfcie do tubo de ar. Pistola de alimentao por presso. Neste tipo de pistola, o bico ou bocal de fludo

est no mesmo nvel da superfcie do tubo de ar e com isso no se cria vcuo algum.

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O fludo empurrado at o tubo de ar pela presso que efetua sobre o material contido na caneca remota, no tanque ou na bomba. Este sistema utilizado quando se empregam grandes quantidades de material, quando o material demasiado pesado para ser sugado de um recipiente ou quando requerida uma rpida aplicao. Pistolas de passagem contnua: Uma pistola pulverizadora de passagem contnua no tem vlvula de ar. O ar passa continuamente atravs da pistola. Costuma usar-se com pequenos compressores de capacidade e presso limitadas os quais no possuem dispositivos para controlar a presso. A passagem do fludo controlada pelo gatilho. Pistola de passagem descontnua ou interrompida. Este tipo de pistola possui uma vlvula pneumtica que fecha o fluxo de ar no momento em que o gatilho segurado, sendo este que controla o fluxo de ar e o lquido. usado em compressores que possuem dispositivos para controlar a presso. Pistola de mistura externa. Este tipo de pistola mistura e atomiza o ar e o fludo fora do tubo de ar. Pode ser utilizado para a aplicao de todo tipo de material e ele conveniente para a pulverizao de tintas de secagem rpida, como as lacas. Em geral, conseguem-se acabamentos de grande qualidade. Pistola de pintura interna. Este tipo de pistola mistura o ar e o lquido dentro do casquilho de ar antes de expuls-los. Costuma-se utiliz-los quando existe ar baixa presso em quantidade pequena ou quando se pulveriza com materiais de secagem lenta. 6.1.2- Outras tcnicas com pistola Pistola airless - Esta pistola conta com um cano de baixa presso e a liberao

da tinta cria a pulverizao. Pistola eletrosttica - A tinta carregada eletricamente antes de ser colocada

regularmente sobre o objeto. Obtm-se um rendimento de 90 %. 6.2.- Outras tcnicas de aplicao Imerso: Consiste em dar um banho na pea a ser pintada e deix-la pingar

antes da secagem. Costuma-se utilizar no tratamento de carrocerias de carros. Eletroforese (cataforese): Esta tcnica utilizada na proteo anti-corroso e

principalmente em corpos ocos pela facilidade de aplicao.

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Flow Coating. A pea a ser tratada passa por vrios itens de aplicao de tinta .Depois, dentro de um tnel de ar saturado de vapores de solventes, permite-se que a pea pingue e que tambm se estenda a camada de tinta. utilizado em peas que no tm exigncias de aspecto.

Eletrosttica. Instalaes automticas baseadas nesta tcnica de aplicao

comeam a adquirir importncia dentro das tcnicas mais modernas e confiveis. A pea plstica deve receber um flash primeiro tipo condutor como primeira camada, aps ter passado pelas diferentes sees de preparao do suporte. Nas camadas sucessivas, a tinta carregada eletricamente na cabea de atomizao de pistola. A ponta ou cabea de atomizao um dispositivo que gira a grande velocidade (1000 a 40000 RPM) e que atomiza e pulveriza finalmente a tinta ao mesmo tempo que a recarrega. A camada primeira condutora atrai esta tinta por diferena de potencial do campo eltrico criado, no produzindo em momento algum projeo da pintura da pea. Deste modo, obtm-se uma boa qualidade de cobertura, uma boa deposio da tinta sobre a pea, diminuindo os problemas de defeitos superficiais e, portanto, as reoperaes a se realizarem ao final da linha de produo. Tambm melhora-se mediante uso deste sistema a aderncia plstico / tinta, assim como a capacidade de produo das instalaes onde aplicada. Em peas de geometria complicada, um acabamento final de tipo manual poderia ser necessrio para garantir uma qualidade adequada. Consegue-se uma alta eficincia de materiais, sendo alm do mais, cmoda a mudana de cor j que a cabea ou ponta atomizadora praticamente no fica manchada com a cor usada em cada aplicao. Na atualidade, existem poucas instalaes que utilizam esta tcnica, sendo os resultados at agora excelentes. importante destacar que o uso desta tcnica pode ir acompanhado pela robotizao completa das instalaes, permitindo obter um maior proveito desta tcnica, alcanando uma maior qualidade no produto final.

7.- Pintura de diferentes tipos de plsticos Dentro dos materiais plsticos que podem ser pintados, tanto os termoplsticos quanto os termoindurecveis, merece especial ateno concentrar-se nos que possuem um uso mais comum como elemento pintado. So: espumas de poliuretano, polister, fuses de PC/PBT e PC/ABS, poliamidas, ABS e polipropileno, no sendo estes os nicos capazes de serem pintados. 7.1. Pintura de espumas de poliuretano ( PUR ou PU) Para pintar as espumas flexveis de poliuretano, deve recorrer-se a produtos de alta elasticidade. As tintas mais comuns so as baseadas em polisteres ou acrilatos hidroxilados que reagem com os isocianatos componentes do poliuretano, para permitir a formao de pelculas flexveis que se aderem perfeitamente superfcie da espuma. Um dos problemas que normalmente aparecem nas peas fabricadas com este material a existncia de poros dificilmente ocultveis com a pintura. Para resolver este problema, desenvolveu-se o mtodo de pintura no molde IMC (In Mould Coating). Embora o mtodo de pintura fora do molde tambm seja muito utilizado.

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7.1.1.- Pintura de espumas de poliuretano dentro do molde IMC Muito utilizado nos processos RIM (Reaction Injection Moulding) mtodo usado para a modelagem de direes de automveis, por exemplo. Sobre o interior do molde quente (4045C), pulveriza-se o agente desenformante e a continuao aplica-se a camada de tinta. Aps um tempo de espera de 30 60 segundos, introduzem-se no molde os elementos constituintes da reao e efetua-se a espumao. Transcorrido o tempo de reao (dependendo do tamanho da pea), abre-se o molde e retira-se a pea j pintada. No caso de peas exteriores do automvel que tenham que ser pintadas na cor da carroceria, este mtodo utilizado para dar uma camada de imprimao. Com este sistema, so evitados os poros tpicos destas espumas. 7.1. 2 . Pintura de espumas de poliuretano fora do molde O processo aplicado nos elementos de carroceria PUR-RIM consta de uma camada de imprimao e outra de acabamento.

A camada de imprimao deve ter uma boa aderncia e uma boa cobertura no que diz respeito aos defeitos superficiais. Em alguns casos, dependendo dos poros, necessrio dar vrias demos de camadas de tinta, at elimin-los completamente. Alm disso, deve ter uma secagem rpida e um lixamento fcil. Estas camadas de imprimao so secadas em um forno durante 30 40 minutos a uns 90 C. As camadas de acabamento costumam ser sistemas de dois componentes, baseados em resinas de polister altamente elsticas combinadas com isocianatos alifaliticos (slidos luz). As coberturas obtidas so de grande flexibilidade na categoria de 120 % em lacas transparentes e de 100 % em lacas pigmentadas. No sendo necessria tanta elasticidade, pode-se recorrer as combinaes de acrilatos mais duros que encurtaro os tempos de secagem e diminuiro a elasticidade. 7.2.- Pintura de polister termoendurecvel (SMC, BMC) Este material termo endurecivl carateriza-se pela sua rigidez e resistncia temperatura. Em peas da cor da carroceria, aplica-se uma imprimao condutora dentro do molde (IMC) ou fora dele, de forma tal que a pea possa ser pintada conjuntamente com o resto do carro nas instalaes do construtor. Geralmente, necessrio colocar massa na pea nas zonas que possuam poros. No caso da pea possuir uma cor diferente da cor da carroceria, costuma-se utilizar uma tinta de poliuretano de dois componentes que apresente uma boa aderncia ao polister .

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7.3. Pintura de PC/PBT e PC/ABS ( bayblend ) A aplicao sobre peas fabricadas com PC/PBT determinada pela sensibilidade deste material aos solventes como hidrocarbonetos aromticos, teres e acetonas que podem chegar a produzir rachaduras por acumulao de tenses. Aplica-se normalmente um sistema de tinta flexvel baseado em polister acrilato e isocianato aliftico. Costuma-se recorrer a uma camada de imprimao para cobrir defeitos superficiais e para melhorar o tom como seria no caso em que a pea tivesse um acabamento metalizado semelhante ao da carroceria. O PC/ABS (bayblend) possui caratersticas similares ao anterior, mas com a diferena de que mais fcil de ser atacado pelos solventes e, portanto, faz-se imprescindvel o uso de uma imprimao aderncia que no tenha solventes agressivos, evitando assim o rompimento por tenses. 7.4.- Pintura de poliamida ( PA) Este polmero tem boa resistncia temperatura assim como tambm aos solventes. O problema deste material encontra-se em sua capacidade para absorver a umidade do ambiente. por este motivo que se aconselha a utilizao de uma camada de imprimao aderncia, evitando assim que com o tempo, a camada de tinta, que no comeo tinha uma boa aderncia, chegue a sair ou descascar. Pode-se usar uma imprimao baseada em polister/melamina secada a 140 C, que pode ser condutora no caso da pea ser pintada na cadeia de pintura da carroceria. Para o acabamento, pode usar-se uma tinta de poliuretano de dois componentes semi-rgida, baseada na combinao de acrilatos e isocianato aliftico. 7.5.- Pintura de Acrilonitrilo Butadieno Estireno (ABS) O ABS um polmero estvel dimensionalmente at 80 C. Sendo atacado por determinados solventes, como hidrocarburos aromticos, teres e acetonas, podem produzir rachaduras. aconselhvel efetuar uma imprimao baseada em solventes fracos e polares como lcoois, e glicoles. Como tinta de acabamento, pode usar-se uma de dois componentes semirgidos.

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7.6. Pintura de polipropileno ( PP ) O polipropileno, como foi comentado anteriormente, um polmero com baixa afinidade por sistemas convencionais de pintura e fraca resistncia intemprie. A capacidade de pintura do polipropileno est condicionada pelo tipo. A melhor ou pior capacidade de pintura do polipropileno encontra-se na cristalinidade superficial e na adio de cargas e elastmeros. O grau de cristalinidade pode ser induzido na superfcie do polmero por meio de agentes nucleantes. Comprovado experimentalmente que, aumentando a cristalinidade na superfcie, aumenta a tenso superficial com o qual aumenta a fora de aderncia. A adio de cargas minerais (talco, fibra de vidro, mica) provoca um aumento da cristalinidade superficial e, portanto, aumenta a tenso da superfcie. O uso de misturas de PP com EPDM melhora consideravelmente a fora de aderncia devido a diversas causas: O EPDM devido a seu carter amorfo tem uma mobilidade de corrente muito maior do

que o PP cristalino, fomentando desta forma os fenmenos de difuso entre as duas fases que esto em contato na superfcie.

O EPDM mais sensvel do que o PP aos solventes orgnicos, sendo desta forma

mais facilmente atacado por estes. O EPDM mais permevel aos gases e ao oxignio fator este muito importante no

caso em que a pea possa ser flamejada, processo no qual ser quebrada a barreira de superfcie do polipropileno.

importante que a distribuio do EPDM seja homognea, para que estas propriedades possam cumprir-se de forma constante em toda a superfcie da pea, no produzindo problemas pontuais. Estas propriedades aumentam consideravelmente quando a carga de EPDM superior de 30%. O polipropileno um material que normalmente dever ser tratado antes de ser pintado, como j foi mencionado, por qualquer um dos mtodos de tratamento prvio de superfcie para permitir a aderncia plstico / tinta.

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8. Principio de uma cadeia de pintura de pra-choques de polipropileno Um pra-choque pintado no tom da carroceria, dependendo das verses, pode levar duas camadas de laca, uma base metlica e um verniz de superfcie. Antes de entrar na cadeia de pintura, o pra-choque ser mascarado ou coberto para proteger as superfcies que no devem ser pintadas. Depois, o pra-choque mascarado ser carregado na linha de produo e, mediante o transportador de cadeia, ser submetido a todas as fases do processo. Em primeiro lugar, efetua-se o desengordurar da pea para garantir a completa limpeza da mesma. Depois de um processo de secagem, o pra-choque entra na cabine de flamejado, lembrando que o flamejado a oxidao superficial da pea para permitir a aderncia entre a tinta e o plstico. A cabine de flamejado pode contar com um carrossel de flamejado ou com diferentes postos para flamejado robotizado. Depois do flamejado, a pea entra nas cabines de pintura propriamente ditas. Na primeira cabine, a pea receber uma camada de imprimao, um flash primeiro (segundo os casos), que garantir a aderncia. Depois, a pea passar por uma zona de evaporao de solventes (SAS) para limitar os solventes liberados pela camada de tinta e evitar que se formem bolhas ou escamas. Depois, a pea receber a camada de cor ou base metlica na segunda cabine e, finalmente, um verniz transparente na terceira cabine para dar o brilho final ao produto. Depois de cada uma das cabines de pintura, h uma zona de SAS. Dali, a pea passar para o forno de secagem onde ser permitida a secagem completa da tinta. Finalmente, as peas so descarregadas da corrente e so controladas uma a uma enquanto realizado o desmascaramento se for necessrio.

Adaptado por Professor Daniel F Rossi Abril de 2008