Acabado de materiales ligeros<\/h1><\/div>European Coatings Journal diciembre 2019
\n<\/strong>Autores Michael F. Knoblauch y Kevin Otto, Keyland Polymer Material Sciences, LLC.<\/p>\nEl pretratamiento con plasma y los recubrimientos en polvo curables con UV ofrecen nuevas oportunidades a la industria de los recubrimientos. <\/em><\/p>\nEl consumo de energ\u00eda es la mano derecha del peso. En igualdad de condiciones, el peso del veh\u00edculo determina la cantidad de energ\u00eda que se gasta en conducir de un punto A a un punto B. Cuanto m\u00e1s ligero es el veh\u00edculo, menos energ\u00eda consume: mayor velocidad y autonom\u00eda son ventajas secundarias de aligerar aviones, trenes y autom\u00f3viles. Camiones, autobuses, bicicletas e incluso patinetes se benefician del aligeramiento. La demanda de veh\u00edculos el\u00e9ctricos, motores m\u00e1s eficientes y menos contaminantes est\u00e1 cambiando estructuralmente la industria del transporte.<\/p>\n
La sustituci\u00f3n de materiales ligeros por otros m\u00e1s pesados puede suponer un ahorro de peso considerable. Pero, cuando se eval\u00faan materiales alternativos, es importante tener en cuenta el coste, el rendimiento estructural, el desgaste y otros factores. La fibra de carbono es 5,5 veces m\u00e1s ligera que el acero y entre 10 y 20 veces m\u00e1s cara. El polipropileno es 8 veces m\u00e1s ligero que el acero y un 40 % m\u00e1s barato.<\/p>\n
Reducir el peso aumenta la eficiencia<\/strong>
\nUn estudio del Centro de Investigaci\u00f3n del Autom\u00f3vil (CAR) evalu\u00f3 las ventajas de aligerar el techo de un coche. Se desarrollaron varias composiciones de materiales ligeros que permitieron reducir el peso entre un 22 % y un 40 % con respecto a la norma de referencia [1]. Los fabricantes de autom\u00f3viles est\u00e1n sustituyendo los materiales ligeros para cumplir las normas de consumo medio de combustible (CAFE) de los veh\u00edculos con motor de combusti\u00f3n interna. Una reducci\u00f3n del 10 % del peso en orden de marcha aumenta la eficiencia del combustible entre un 6 % y un 8 % [2].<\/p>\n![\"\"](\"https:\/\/www.kpuvpowder.com\/wp-content\/uploads\/2023\/03\/Figure-1.png\")
<\/p>\n
Se calcula que para 2040 los componentes de pl\u00e1stico y materiales compuestos en autom\u00f3viles y camiones aumentar\u00e1n del 6 % al 15 %, excluyendo la cadena cinem\u00e1tica, el chasis y los interiores [3]. En 2050, los veh\u00edculos el\u00e9ctricos (VE) representar\u00e1n alrededor del 50 % de todos los autom\u00f3viles [4]. Aumentar su autonom\u00eda exigir\u00e1 a los ingenieros maximizar la gesti\u00f3n del peso e introducir cambios significativos en los materiales y dise\u00f1os. Muchos de estos cambios incorporar\u00e1n materiales ligeros, concretamente fibra de carbono, pl\u00e1sticos y compuestos.<\/p>\n
Se necesitan nuevos materiales y procesos de acabado<\/strong>
\nEl creciente uso de materiales ligeros tiene importantes implicaciones para la industria de pinturas y revestimientos. A medida que los fabricantes han ido incorporando materiales ligeros a sus sistemas de producci\u00f3n y a sus productos, han introducido cambios sustanciales en los procesos y la fabricaci\u00f3n. Los materiales ligeros son fundamentalmente diferentes de los materiales a los que sustituyen. Adem\u00e1s de pesar menos, tienen caracter\u00edsticas superficiales y propiedades f\u00edsicas y t\u00e9rmicas diferentes. Tienen requisitos \u00fanicos de manipulaci\u00f3n, procesamiento y acabado y, a diferencia de los metales, muchos de ellos son sensibles al calor. Como los tiempos y temperaturas de curado excesivos pueden deformar un material, comprometiendo su integridad, se necesitan nuevos materiales y procesos de recubrimiento para el acabado de materiales ligeros: recubrimientos en polvo en lugar de recubrimientos l\u00edquidos, recubrimientos l\u00edquidos al agua en lugar de recubrimientos l\u00edquidos al disolvente y curado UV en lugar de curado t\u00e9rmico. Inherente a estos cambios de materiales y procesos es la necesidad de nuevos tipos de revestimientos, procesos de aplicaci\u00f3n y tecnolog\u00edas de curado. Este art\u00edculo describe las ventajas y oportunidades de mercado que ofrece el uso de recubrimientos en polvo curables por UV en el acabado de materiales ligeros.<\/p>\n![\"\"](\"https:\/\/www.kpuvpowder.com\/wp-content\/uploads\/2023\/03\/Figure-2.png\")
<\/p>\n
Escala del mercado de materiales ligeros
\n<\/strong>El mercado mundial de compuestos de carbono en 2018 fue de unas 85.000 toneladas m\u00e9tricas, con un crecimiento anual del 15 al 20 % [5]. Esto equivale a 35 millones de m2 de material de 1,6 mm de grosor. Seg\u00fan una estimaci\u00f3n, el volumen de revestimiento necesario para el acabado de una cara de esta cantidad de material es de 2.000 toneladas m\u00e9tricas de revestimiento en polvo aplicado con un espesor de 50 micras, o 5 millones de litros de revestimiento l\u00edquido con un espesor de pel\u00edcula seca (DFT) de 50 micras. En el futuro, la industria del autom\u00f3vil ser\u00e1 el mayor usuario de
\nfibra de carbono [6]. Los dem\u00e1s mercados de fibra de carbono seguir\u00e1n creciendo, pero no igualar\u00e1n al del autom\u00f3vil. En total y dentro de mercados espec\u00edficos, el uso de compuestos ligeros es una gran oportunidad para que la industria de los revestimientos cree nuevas propuestas de valor e introduzca nuevos revestimientos y procesos de revestimiento eficientes desde el punto de vista energ\u00e9tico y respetuosos con el medio ambiente.<\/p>\nEl acabado de materiales ligeros plantea retos \u00fanicos y exige nuevos recubrimientos, pretratamientos y sistemas de aplicaci\u00f3n y curado. La introducci\u00f3n y el mayor uso de materiales ligeros se est\u00e1n produciendo al mismo tiempo que los requisitos normativos destinados a sustituir los revestimientos l\u00edquidos a base de disolventes. Los recubrimientos l\u00edquidos y en polvo a base de agua son los segmentos de mayor crecimiento en la industria de recubrimientos, con CAGRs del 5,2 % y 4,3 % para el per\u00edodo 2013 – 2021 [7].<\/p>\n
Procesos de acabado<\/strong>
\nLa figura 3 ilustra los pasos que se suelen seguir para revestir acero y otros metales. Estos revestimientos tienen fines tanto funcionales como decorativos. Los primeros son la protecci\u00f3n anticorrosi\u00f3n del sustrato met\u00e1lico junto con la protecci\u00f3n contra marcas y ara\u00f1azos, mientras que los segundos son el color, el brillo y la textura. El pretratamiento de superficies prepara el acero o el metal en bruto para la aplicaci\u00f3n del revestimiento. Los pretratamientos incluyen el revestimiento electrol\u00edtico y varios tipos de fosfatos u otros materiales de pretratamiento espec\u00edficos para el sustrato y\/o el uso del producto. El pretratamiento es un paso fundamental. Muchos fallos aparentes del revestimiento son el resultado de un pretratamiento deficiente o inadecuado que da lugar a la corrosi\u00f3n del sustrato en la cara interna del revestimiento. La consecuencia es un producto da\u00f1ado de vida \u00fatil y funcionalidad reducidas.<\/p>\n![\"\"](\"https:\/\/www.kpuvpowder.com\/wp-content\/uploads\/2023\/03\/Figure-3.png\")
<\/a>El pretratamiento para la protecci\u00f3n anticorrosi\u00f3n es innecesario cuando se recubren materiales ligeros no met\u00e1licos. La figura 4 ilustra las fases del proceso de pretratamiento y acabado de un material ligero con un recubrimiento en polvo curable por UV. El pretratamiento con plasma sustituye a la electrocapa l\u00edquida y al pretratamiento con fosfato, y se presenta en dos formas: atmosf\u00e9rico y al vac\u00edo. La forma atmosf\u00e9rica se realiza en un entorno abierto y es un proceso de l\u00ednea de visi\u00f3n en el que s\u00f3lo se trata la superficie expuesta al plasma. El pretratamiento con plasma al vac\u00edo, por el contrario, es un proceso de c\u00e1mara, y todas las superficies se tratan simult\u00e1neamente y por igual. Constituy\u00f3 la base de los resultados descritos en este art\u00edculo. Los materiales ligeros no suelen ser conductores, por lo que se utiliza una imprimaci\u00f3n conductora para preparar la superficie para un polvo curable UV aplicado electrost\u00e1ticamente. Las imprimaciones conductoras son de base acuosa y no contienen disolventes.![\"\"](\"https:\/\/www.kpuvpowder.com\/wp-content\/uploads\/2023\/03\/Figure-4.png\")
<\/a><\/p>\nPretratamiento del plasma<\/strong>
\nA menudo se hace referencia al plasma como el cuarto estado de la materia, siendo los otros el s\u00f3lido, el l\u00edquido y el gaseoso. La energ\u00eda t\u00e9rmica, su adici\u00f3n o su eliminaci\u00f3n, es el insumo interviniente que cambia la naturaleza de la materia. Un plasma es un gas que tiene la capacidad de conducir la electricidad. Es la energ\u00eda el\u00e9ctrica, actuando en combinaci\u00f3n con el gas plasma, la que cambia y modifica la superficie del sustrato tratado e influye en la adherencia de un revestimiento al sustrato. La interacci\u00f3n entre el plasma y la superficie es de naturaleza tanto f\u00edsica como qu\u00edmica. Normalmente, las superficies de baja energ\u00eda (la mayor\u00eda de los pl\u00e1sticos y materiales compuestos) son hidr\u00f3fobas y tienen un bajo grado de humectabilidad. La mojabilidad se refiere a la interacci\u00f3n entre un fluido y una fase s\u00f3lida y es una medida de la tendencia de un material a extenderse y fluir sobre una superficie s\u00f3lida. El tratamiento con plasma convierte una superficie de baja energ\u00eda en una de alta energ\u00eda y la hace m\u00e1s hidr\u00f3fila y humectable. La adherencia de un revestimiento tiene una correlaci\u00f3n directa con la humectabilidad: cuanto m\u00e1s humectable es una superficie, mejor es la adherencia. El objetivo del tratamiento con plasma es limpiar y grabar f\u00edsicamente la superficie de un material y proporcionar puntos de uni\u00f3n qu\u00edmicamente activos a los que puedan anclarse los revestimientos. El resultado es una superficie hidr\u00f3fila y humectable que favorece el flujo y la adhesi\u00f3n del revestimiento [8].<\/p>\nEl plasma aumenta la energ\u00eda superficial<\/strong>
\nUna vez colocadas las piezas dentro de la c\u00e1mara de tratamiento, se evacua el aire para producir un vac\u00edo, se inyecta el gas seleccionado en la unidad y se suministra energ\u00eda de radiofrecuencia a trav\u00e9s de los electrodos para generar el plasma por igual en todas las superficies del producto. La prueba dina sirve para medir la energ\u00eda superficial del material tratado. ![\"\"](\"https:\/\/www.kpuvpowder.com\/wp-content\/uploads\/2023\/03\/Figure-5.png\")
<\/a>La figura 5 ilustra el cambio en la energ\u00eda superficial y la modificaci\u00f3n de la superficie derivada del tratamiento con plasma. Cuanto mayor es el valor dina, mayor es la energ\u00eda superficial del sustrato. La figura 6 muestra el cambio en la energ\u00eda superficial, medida en dinas, tras la aplicaci\u00f3n de plasma a cuatro sustratos: polipropileno (PP), poliolefina termopl\u00e1stica (TPO) y dos materiales de fibra de carbono. La energ\u00eda superficial aument\u00f3 en todos los casos, preparando la superficie para la aplicaci\u00f3n del recubrimiento en polvo curable con UV.<\/p>\nLos principales tipos de sistemas para el curado de revestimientos utilizan el secado al aire ambiente, el calor y la luz ultravioleta. El curado por UV es muy diferente del secado al aire y del curado por calor. El grado de curado se refleja en el n\u00famero de cadenas de olig\u00f3meros reticulados o dobles enlaces totalmente reaccionados que quedan en la matriz del revestimiento tras la exposici\u00f3n al sistema de curado. La luz ultravioleta se utiliza desde hace m\u00e1s de 30 a\u00f1os para curar tintas y revestimientos, con l\u00e1mparas UV de alta potencia que proporcionan la energ\u00eda ultravioleta. Las l\u00e1mparas UV de arco y UV de media presi\u00f3n dominan el mercado. En los \u00faltimos cinco a\u00f1os, los fabricantes de l\u00e1mparas han introducido l\u00e1mparas LED UV. Estas l\u00e1mparas tienen un alto rendimiento energ\u00e9tico, consumen menos de la mitad de energ\u00eda que las l\u00e1mparas UV de arco o UV de media presi\u00f3n, tienen una vida \u00fatil m\u00e1s larga y unos costes de funcionamiento generales sustancialmente m\u00e1s bajos.![\"\"](\"https:\/\/www.kpuvpowder.com\/wp-content\/uploads\/2023\/03\/Figure-6.png\")
<\/a><\/p>\nLos l\u00edquidos y recubrimientos en polvo curables por UV son materiales fotopolimerizables que contienen un fotoiniciador qu\u00edmico que responde instant\u00e1neamente a la energ\u00eda de la luz UV iniciando la reacci\u00f3n que conduce a la reticulaci\u00f3n o curado. El curado de un recubrimiento en polvo curable por UV requiere una etapa de fusi\u00f3n separada antes de la etapa de curado. La fusi\u00f3n suele durar de uno a dos minutos. El curado UV es casi instant\u00e1neo. A la hora de considerar los recubrimientos curables UV, es necesario encontrar un equilibrio entre los par\u00e1metros de funcionamiento del sistema de recubrimiento, la velocidad del proceso y el material de recubrimiento, por un lado, y la gama espectral de la bombilla UV y la potencia energ\u00e9tica del sistema de l\u00e1mparas, por otro. Si la potencia espectral de la l\u00e1mpara UV no coincide con las longitudes de onda de absorci\u00f3n del fotoiniciador o si el sistema de l\u00e1mparas tiene poca potencia, es posible que la laca no se cure completamente.<\/p>\n
European Coatings Journal diciembre 2019 El pretratamiento con plasma y los recubrimientos en polvo curables con UV ofrecen nuevas oportunidades a la industria de los recubrimientos. <\/em><\/p>\n El consumo de energ\u00eda es la mano derecha del peso. En igualdad de condiciones, el peso del veh\u00edculo determina la cantidad de energ\u00eda que se gasta en conducir de un punto A a un punto B. Cuanto m\u00e1s ligero es el veh\u00edculo, menos energ\u00eda consume: mayor velocidad y autonom\u00eda son ventajas secundarias de aligerar aviones, trenes y autom\u00f3viles. Camiones, autobuses, bicicletas e incluso patinetes se benefician del aligeramiento. La demanda de veh\u00edculos el\u00e9ctricos, motores m\u00e1s eficientes y menos contaminantes est\u00e1 cambiando estructuralmente la industria del transporte.<\/p>\n La sustituci\u00f3n de materiales ligeros por otros m\u00e1s pesados puede suponer un ahorro de peso considerable. Pero, cuando se eval\u00faan materiales alternativos, es importante tener en cuenta el coste, el rendimiento estructural, el desgaste y otros factores. La fibra de carbono es 5,5 veces m\u00e1s ligera que el acero y entre 10 y 20 veces m\u00e1s cara. El polipropileno es 8 veces m\u00e1s ligero que el acero y un 40 % m\u00e1s barato.<\/p>\n Reducir el peso aumenta la eficiencia<\/strong> Se calcula que para 2040 los componentes de pl\u00e1stico y materiales compuestos en autom\u00f3viles y camiones aumentar\u00e1n del 6 % al 15 %, excluyendo la cadena cinem\u00e1tica, el chasis y los interiores [3]. En 2050, los veh\u00edculos el\u00e9ctricos (VE) representar\u00e1n alrededor del 50 % de todos los autom\u00f3viles [4]. Aumentar su autonom\u00eda exigir\u00e1 a los ingenieros maximizar la gesti\u00f3n del peso e introducir cambios significativos en los materiales y dise\u00f1os. Muchos de estos cambios incorporar\u00e1n materiales ligeros, concretamente fibra de carbono, pl\u00e1sticos y compuestos.<\/p>\n Se necesitan nuevos materiales y procesos de acabado<\/strong> Escala del mercado de materiales ligeros El acabado de materiales ligeros plantea retos \u00fanicos y exige nuevos recubrimientos, pretratamientos y sistemas de aplicaci\u00f3n y curado. La introducci\u00f3n y el mayor uso de materiales ligeros se est\u00e1n produciendo al mismo tiempo que los requisitos normativos destinados a sustituir los revestimientos l\u00edquidos a base de disolventes. Los recubrimientos l\u00edquidos y en polvo a base de agua son los segmentos de mayor crecimiento en la industria de recubrimientos, con CAGRs del 5,2 % y 4,3 % para el per\u00edodo 2013 – 2021 [7].<\/p>\n Procesos de acabado<\/strong> Pretratamiento del plasma<\/strong> El plasma aumenta la energ\u00eda superficial<\/strong> Los principales tipos de sistemas para el curado de revestimientos utilizan el secado al aire ambiente, el calor y la luz ultravioleta. El curado por UV es muy diferente del secado al aire y del curado por calor. El grado de curado se refleja en el n\u00famero de cadenas de olig\u00f3meros reticulados o dobles enlaces totalmente reaccionados que quedan en la matriz del revestimiento tras la exposici\u00f3n al sistema de curado. La luz ultravioleta se utiliza desde hace m\u00e1s de 30 a\u00f1os para curar tintas y revestimientos, con l\u00e1mparas UV de alta potencia que proporcionan la energ\u00eda ultravioleta. Las l\u00e1mparas UV de arco y UV de media presi\u00f3n dominan el mercado. En los \u00faltimos cinco a\u00f1os, los fabricantes de l\u00e1mparas han introducido l\u00e1mparas LED UV. Estas l\u00e1mparas tienen un alto rendimiento energ\u00e9tico, consumen menos de la mitad de energ\u00eda que las l\u00e1mparas UV de arco o UV de media presi\u00f3n, tienen una vida \u00fatil m\u00e1s larga y unos costes de funcionamiento generales sustancialmente m\u00e1s bajos. Los l\u00edquidos y recubrimientos en polvo curables por UV son materiales fotopolimerizables que contienen un fotoiniciador qu\u00edmico que responde instant\u00e1neamente a la energ\u00eda de la luz UV iniciando la reacci\u00f3n que conduce a la reticulaci\u00f3n o curado. El curado de un recubrimiento en polvo curable por UV requiere una etapa de fusi\u00f3n separada antes de la etapa de curado. La fusi\u00f3n suele durar de uno a dos minutos. El curado UV es casi instant\u00e1neo. A la hora de considerar los recubrimientos curables UV, es necesario encontrar un equilibrio entre los par\u00e1metros de funcionamiento del sistema de recubrimiento, la velocidad del proceso y el material de recubrimiento, por un lado, y la gama espectral de la bombilla UV y la potencia energ\u00e9tica del sistema de l\u00e1mparas, por otro. Si la potencia espectral de la l\u00e1mpara UV no coincide con las longitudes de onda de absorci\u00f3n del fotoiniciador o si el sistema de l\u00e1mparas tiene poca potencia, es posible que la laca no se cure completamente.<\/p>\n
\n<\/strong>Autores Michael F. Knoblauch y Kevin Otto, Keyland Polymer Material Sciences, LLC.<\/p>\n
\nUn estudio del Centro de Investigaci\u00f3n del Autom\u00f3vil (CAR) evalu\u00f3 las ventajas de aligerar el techo de un coche. Se desarrollaron varias composiciones de materiales ligeros que permitieron reducir el peso entre un 22 % y un 40 % con respecto a la norma de referencia [1]. Los fabricantes de autom\u00f3viles est\u00e1n sustituyendo los materiales ligeros para cumplir las normas de consumo medio de combustible (CAFE) de los veh\u00edculos con motor de combusti\u00f3n interna. Una reducci\u00f3n del 10 % del peso en orden de marcha aumenta la eficiencia del combustible entre un 6 % y un 8 % [2].<\/p>\n<\/p>\n
\nEl creciente uso de materiales ligeros tiene importantes implicaciones para la industria de pinturas y revestimientos. A medida que los fabricantes han ido incorporando materiales ligeros a sus sistemas de producci\u00f3n y a sus productos, han introducido cambios sustanciales en los procesos y la fabricaci\u00f3n. Los materiales ligeros son fundamentalmente diferentes de los materiales a los que sustituyen. Adem\u00e1s de pesar menos, tienen caracter\u00edsticas superficiales y propiedades f\u00edsicas y t\u00e9rmicas diferentes. Tienen requisitos \u00fanicos de manipulaci\u00f3n, procesamiento y acabado y, a diferencia de los metales, muchos de ellos son sensibles al calor. Como los tiempos y temperaturas de curado excesivos pueden deformar un material, comprometiendo su integridad, se necesitan nuevos materiales y procesos de recubrimiento para el acabado de materiales ligeros: recubrimientos en polvo en lugar de recubrimientos l\u00edquidos, recubrimientos l\u00edquidos al agua en lugar de recubrimientos l\u00edquidos al disolvente y curado UV en lugar de curado t\u00e9rmico. Inherente a estos cambios de materiales y procesos es la necesidad de nuevos tipos de revestimientos, procesos de aplicaci\u00f3n y tecnolog\u00edas de curado. Este art\u00edculo describe las ventajas y oportunidades de mercado que ofrece el uso de recubrimientos en polvo curables por UV en el acabado de materiales ligeros.<\/p>\n<\/p>\n
\n<\/strong>El mercado mundial de compuestos de carbono en 2018 fue de unas 85.000 toneladas m\u00e9tricas, con un crecimiento anual del 15 al 20 % [5]. Esto equivale a 35 millones de m2 de material de 1,6 mm de grosor. Seg\u00fan una estimaci\u00f3n, el volumen de revestimiento necesario para el acabado de una cara de esta cantidad de material es de 2.000 toneladas m\u00e9tricas de revestimiento en polvo aplicado con un espesor de 50 micras, o 5 millones de litros de revestimiento l\u00edquido con un espesor de pel\u00edcula seca (DFT) de 50 micras. En el futuro, la industria del autom\u00f3vil ser\u00e1 el mayor usuario de
\nfibra de carbono [6]. Los dem\u00e1s mercados de fibra de carbono seguir\u00e1n creciendo, pero no igualar\u00e1n al del autom\u00f3vil. En total y dentro de mercados espec\u00edficos, el uso de compuestos ligeros es una gran oportunidad para que la industria de los revestimientos cree nuevas propuestas de valor e introduzca nuevos revestimientos y procesos de revestimiento eficientes desde el punto de vista energ\u00e9tico y respetuosos con el medio ambiente.<\/p>\n
\nLa figura 3 ilustra los pasos que se suelen seguir para revestir acero y otros metales. Estos revestimientos tienen fines tanto funcionales como decorativos. Los primeros son la protecci\u00f3n anticorrosi\u00f3n del sustrato met\u00e1lico junto con la protecci\u00f3n contra marcas y ara\u00f1azos, mientras que los segundos son el color, el brillo y la textura. El pretratamiento de superficies prepara el acero o el metal en bruto para la aplicaci\u00f3n del revestimiento. Los pretratamientos incluyen el revestimiento electrol\u00edtico y varios tipos de fosfatos u otros materiales de pretratamiento espec\u00edficos para el sustrato y\/o el uso del producto. El pretratamiento es un paso fundamental. Muchos fallos aparentes del revestimiento son el resultado de un pretratamiento deficiente o inadecuado que da lugar a la corrosi\u00f3n del sustrato en la cara interna del revestimiento. La consecuencia es un producto da\u00f1ado de vida \u00fatil y funcionalidad reducidas.<\/p>\n<\/a>El pretratamiento para la protecci\u00f3n anticorrosi\u00f3n es innecesario cuando se recubren materiales ligeros no met\u00e1licos. La figura 4 ilustra las fases del proceso de pretratamiento y acabado de un material ligero con un recubrimiento en polvo curable por UV. El pretratamiento con plasma sustituye a la electrocapa l\u00edquida y al pretratamiento con fosfato, y se presenta en dos formas: atmosf\u00e9rico y al vac\u00edo. La forma atmosf\u00e9rica se realiza en un entorno abierto y es un proceso de l\u00ednea de visi\u00f3n en el que s\u00f3lo se trata la superficie expuesta al plasma. El pretratamiento con plasma al vac\u00edo, por el contrario, es un proceso de c\u00e1mara, y todas las superficies se tratan simult\u00e1neamente y por igual. Constituy\u00f3 la base de los resultados descritos en este art\u00edculo. Los materiales ligeros no suelen ser conductores, por lo que se utiliza una imprimaci\u00f3n conductora para preparar la superficie para un polvo curable UV aplicado electrost\u00e1ticamente. Las imprimaciones conductoras son de base acuosa y no contienen disolventes.<\/a><\/p>\n
\nA menudo se hace referencia al plasma como el cuarto estado de la materia, siendo los otros el s\u00f3lido, el l\u00edquido y el gaseoso. La energ\u00eda t\u00e9rmica, su adici\u00f3n o su eliminaci\u00f3n, es el insumo interviniente que cambia la naturaleza de la materia. Un plasma es un gas que tiene la capacidad de conducir la electricidad. Es la energ\u00eda el\u00e9ctrica, actuando en combinaci\u00f3n con el gas plasma, la que cambia y modifica la superficie del sustrato tratado e influye en la adherencia de un revestimiento al sustrato. La interacci\u00f3n entre el plasma y la superficie es de naturaleza tanto f\u00edsica como qu\u00edmica. Normalmente, las superficies de baja energ\u00eda (la mayor\u00eda de los pl\u00e1sticos y materiales compuestos) son hidr\u00f3fobas y tienen un bajo grado de humectabilidad. La mojabilidad se refiere a la interacci\u00f3n entre un fluido y una fase s\u00f3lida y es una medida de la tendencia de un material a extenderse y fluir sobre una superficie s\u00f3lida. El tratamiento con plasma convierte una superficie de baja energ\u00eda en una de alta energ\u00eda y la hace m\u00e1s hidr\u00f3fila y humectable. La adherencia de un revestimiento tiene una correlaci\u00f3n directa con la humectabilidad: cuanto m\u00e1s humectable es una superficie, mejor es la adherencia. El objetivo del tratamiento con plasma es limpiar y grabar f\u00edsicamente la superficie de un material y proporcionar puntos de uni\u00f3n qu\u00edmicamente activos a los que puedan anclarse los revestimientos. El resultado es una superficie hidr\u00f3fila y humectable que favorece el flujo y la adhesi\u00f3n del revestimiento [8].<\/p>\n
\nUna vez colocadas las piezas dentro de la c\u00e1mara de tratamiento, se evacua el aire para producir un vac\u00edo, se inyecta el gas seleccionado en la unidad y se suministra energ\u00eda de radiofrecuencia a trav\u00e9s de los electrodos para generar el plasma por igual en todas las superficies del producto. La prueba dina sirve para medir la energ\u00eda superficial del material tratado. <\/a>La figura 5 ilustra el cambio en la energ\u00eda superficial y la modificaci\u00f3n de la superficie derivada del tratamiento con plasma. Cuanto mayor es el valor dina, mayor es la energ\u00eda superficial del sustrato. La figura 6 muestra el cambio en la energ\u00eda superficial, medida en dinas, tras la aplicaci\u00f3n de plasma a cuatro sustratos: polipropileno (PP), poliolefina termopl\u00e1stica (TPO) y dos materiales de fibra de carbono. La energ\u00eda superficial aument\u00f3 en todos los casos, preparando la superficie para la aplicaci\u00f3n del recubrimiento en polvo curable con UV.<\/p>\n<\/a><\/p>\n
![\"\"](\"https:\/\/www.kpuvpowder.com\/wp-content\/uploads\/2023\/03\/Figure-7.png\")
<\/a><\/strong>![\"\"](\"https:\/\/www.kpuvpowder.com\/wp-content\/uploads\/2023\/03\/Figure-8.png\")
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