1.Introdução
A pintura eletrostática a pó é uma das tecnologias mais econômicas e menos nocivas ambientalmente quando o assunto em questão é o revestimento de superfícies que precisem de alta proteção e alto nível de acabamento, tanto para fins decorativos quanto para funcionais. Desde o início dos anos 60, os revestimentos em pó estão disponíveis no mercado e sua produção e processamento livres de problemas tem feito da pintura a pó uma técnica bem estabelecida e bastante conhecida. Algumas características notáveis dos revestimentos a pó:
São pouco agressivos ao meio ambiente; Trabalham com baixo consumo de energia; Seu manuseio e processamento é seguro e; São altamente econômicos.
2. O princípio básico
A pintura eletrostática a pó baseia-se no princípio de que partículas com cargas opostas atraem umas às outras. Essa é a razão para que a maioria dos materiais condutores e termicamente estáveis sejam adequados para serem revestidos por esse tipo de processo. 3. O Processo
A aplicação da pintura eletrostática a pó se dá, em geral, de duas maneiras: por Leito Fluidizado Eletrostático e por Pulverização Eletrostática. Para entender estes dois processos, é necessário compreender de onde eles surgiram e porque houve a necessidade de haver melhorias nas aplicações dos processos dos revestimentos a pó para abranger uma gama maior de produtos e de campos de aplicação. 3.1. Leito Fluidizado
O primeiro tipo de aplicação de revestimentos em pó foi feito por meio do processo de Leito Fluidizado. Neste processo, o ar (seco e filtrado), é injetado em um recipiente através de uma placa porosa, onde se encontra o pó:
Figura 1 – Representação esquemática do processo de leito fluidizado
Com uma vazão adequada de ar, o pó fica em suspensão e passa a se comportar de maneira muito semelhante a um fluido. Nesse momento, o objeto, pré-aquecido a uma temperatura superior à da fusão do pó, é mergulhado no pó fluidizado, que em contato com a superfície aquecida, funde-se e adere a superfície do material. Nesse processo é comum que se confira uma certa vibração ao objeto, com o objetivo de se garantir uma maior uniformidade do revestimento. A necessidade de se colocar o objeto em uma estufa apropriada para completar a cura, vai depender da capacidade térmica do material do qual o objeto for constituído.
O processo de Leito Fluidizado é adequado à aplicação de revestimentos termoplásticos, onde é comum a aplicação prévia de um primer líquido, cuja finalidade consiste em melhorar a aderência do revestimento. 3.2. Leito Fluidizado Eletrostático
O processo de Leito Fluidizado Eletrostático é uma melhoria do processo anterior, e mais adequado à aplicação das tintas em pó termoconvertíveis. Nesse processo a partícula do pó tem que possuir um tamanho inferior à do processo de leito fluidizado. A grande inovação implementada nesse processo constituiu na instalação de eletrodos na placa porosa, estes são conectados à uma fonte de alta tensão. O pó em contato com os eletrodos é carregado eletrostaticamente, e atraído pelo objeto que se encontra suspenso no leito fluidizado e devidamente aterrado.
Figura 2 – Representação esquemática do processo de leito fluidizado eletrostático
A grande vantagem do processo descrito está na possibilidade de se pintar superfícies de forma geométrica mais complexa do que no processo anterior. É possível também se obter melhor controle da camada depositada e, consequentemente, uma revestimento mais uniforme em toda sua extensão. Neste processo o objeto não é aquecido antes de ser imerso no leito fluidizado. Desta forma, para que ocorra a cura adequada da tinta, o objeto deve ser colocado em uma estufa apropriada depois da imersão. 3.3. Pulverização Eletrostática
Uma vez que os processos de Leito Fluidizado e Leito Fluidizado Eletrostático apresentavam grandes restrições em relação aos tamanho dos objetos a serem revestidos, além de serem dispendiosos, se fez necessário o desenvolvimento de um processo mais adequado e viável para a aplicação da tinta em pó em larga escala na produção de objetos complexos. A partir da pistola de pulverização eletrostática para a aplicação de tintas líquidas, surgida na década de 1960, foi desenvolvida uma pistola para a aplicação eletrostática de tintas em pó. Esse tipo de aplicação foi responsável pelo rápido desenvolvimento das tintas termoconvertíveis. O processo de pulverização eletrostática, consiste basicamente na pulverização, ou seja, no espalhamento do pó sobre a superfície do objeto a ser revestido. O pó seco é colocado num recipiente, onde é fluidizado e transportado para a pistola por meio de ar comprimido.
Já na pistola, o pó é carregado eletrostaticamente e transferido através do fluxo de ar até o objeto aterrado a ser pintado, seguindo as linhas do campo elétrico formado entre o objeto e a ponta da pistola.
Figura 3 – Representação esquemática do processo de pulverização eletrostática
3.3.1. Carregamento eletrostático
O carregamento eletrostático do pó pode ser feito de duas maneiras principais. No carregamento por ionização, o ar que carrega o pó é ionizado na ponta da pistola devido aos eletrodos dessa, que são mantidos a um potencial de ca. 100 KV. Esse ar ionizado transfere uma carga elétrica ao pó, o qual é atraído pelo objeto aterrado. Já no carregamento por atrito, a aplicação de tinta em pó é dada através de uma pistola Tribo.
Figura 4 – Exemplo de uma pistola Tribo
Neste método, a tinta em pó é eletrizada positivamente enquanto é atritada ao longo de um tubo de Teflon que existe dentro do cano da pistola, sendo depois enviada para a peça aterrada. Nesse caso não se forma o campo elétrico entre a pistola e o objeto, pois o ar que transporta o pó não é ionizado. 3.3.2. Equipamento e instalações
De maneira sucinta, pode-se dizer que os equipamentos para aplicação eletrostática de tinta em pó devem cumprir três funções básicas: Pulverizar convenientemente o pó; Conferir à tinta uma carga elétrica e; Criar um campo elétrico entre a pistola e o objeto.
Desta forma, o equipamento básico é composto por: Uma fonte geradora de alta tensão com unidade de comando (pneumático e elétrico); Uma bomba de sucção do pó; Um reservatório para fluidização do pó; Uma pistola de pulverização/ionização e; Cabos e mangueiras de interligação. Estes equipamentos e os demais envolvidos no processo, podem estar dispostos nos galpões das empresas separadamente ou então em instalações completas, que abrangem o processo de revestimento em pó por pulverização eletrostática em sua totalidade. Nestas estações, os objetos a serem revestidos são transportados por meio de carretilhas por toda a extensão da instalação, passando por todos os processos necessários, desde a lavagem inicialmente, até a cura em estufas ao fim do processo.
Figura 5 – Representação esquemática de uma estação de pintura eletrostática a pó por pulverização Vale salientar que a estação em questão (Euro 90 da empresa italiana Euroimpianti), é apenas exemplo de uma instalação de grande porte, podendo assim ocorrerem variações em demais plantas de estações de revestimento em pó contínuo.
4. Tipos de tinta
Sistemas convencionais de tintas em pó termoendurecíveis. 4.1. Epóxi
Essas tintas em pó são baseadas em resinas epoxídicas, curadas em sua maioria com endurecedores amínicos. Os revestimentos em pó exibem excelentes propriedades anticorrosivas, aderência e resistência química e mecânica. São indicados principalmente para a proteção de substratos que não sejam expostos ao intemperismo, mas sim a ambientes altamente agressivos. Ex.: Peças industriais, tubulações marítimas e terrestres, vergalhões de construção civil, etc. 4.2. Híbrido (Epóxi-poliéster)
As tintas em pó híbridas são misturas de resinas epoxídicas e poliésteres, com a cura ocorrendo através da reação entre elas. Os revestimentos em pó híbridos apresentam
excelentes propriedades mecânicas e resistência química, notadamente resistência ao reforneio. A presença do polímero epoxídico limita sua utilização a substratos quem não serão expostos ao intemperismo, mas é, sem dúvida, o sistema de revestimento mais amplamente utilizado no mercado brasileiro. Ex.: Revestimento de eletrodomésticos, autopeças, móveis de aço, painéis elétricos, etc. 4.3. Poliésteres
Esses tipos de tinta são baseados em resinas poliéster e curadas especificamente com o endurecedor TGIC (Triglicidil-IsoCianurato) ou similares. Os revestimentos em pó poliéster destacam-se dos demais pelas excelentes propriedades mecânicas, resistência ao amarelecimento (i.é, estabilidade de cor) durante a cura e resistência ao intemperismo. São indicadas principalmente oara a proteção dos substratos expostos à luz solar. Ex.: Componentes automotivos, implementos agrícolas, esquadrias de alumínio, telhados industriais, móveis de jardim, etc. 4.4. Poliuretanos
As tintas em pó poliuretânicas são baseadas em resinas poliésteres, entre outras, curadas com adutos de isocianatos bloqueados. Os revestimentos em pó poliuretânicos apresentam características semelhantes às dos poliésteres, porém com alastramento superior e possibilidade de atingir camadas inferiores a 40 micra na aplicação de cores escuras. Ex.: Cabines telefônicas, grades e esquadrias, máquinas, móveis de jardim, etc. 5. Campos de aplicação
A pintura eletrostática a pó possui amplo espectro de aplicações, estas que vão desde o revestimento de simples acessórios domésticos até a utilização constante na indústria automotiva e civil.
Figura 5 – Exemplos de aplicações da pintura eletrostática a pó
4.1. No Transporte
Utilizada em amortecedores, bicicletas, extintores, limpadores de para-brisas, molas, parachoques, máquinas agrícolas, retrovisores, rodas, etc. Propriedades necessárias: resistência à abrasão, ao impacto, química, à névoa salina e aos raios U.V. (poliéster). 4.2. Eletrodomésticos, móveis e acessórios
Aplicada em condicionadores de ar, freezers, fogões, lavadoras de louça, máquinas de costura, máquinas de lavar roupas, refrigeradores, secadoras, cadeiras e mesas de jardim, móveis escolares, comerciais e industriais, máquinas de escrever, etc.
Propriedades necessárias: resistência à abrasão, ao impacto, química, às manchas, aos raios U.V. (poliéster) e proteção anticorrosiva. 4.3. Construção civil
Utilizada em estruturas, batentes, painéis, portas, esquadrias, telhas, barras nervuradas, perfis de alumínio, etc. Propriedades necessárias: resistência à abrasão, ao impacto, ás intempéries, aos ácidos e aos álcalis, aos raios U.V. (poliéster) e retenção de cor e brilho. 4.4. Eletricidade
Aplicada em computadores, capacitores, fotocopiadoras, luminárias, motores, painéis elétricos,transformadores, etc. Propriedades necessárias: resistência à abrasão, ao impacto, química, aos poluentes industriais, aos raios U.V. (poliéster) e proteção anticorrosiva. 5. Conclusão
Os processos de revestimentos de superfícies por pintura eletrostática a pó são muito utilizados nos setores fabris atualmente. Produtos dos mais variados segmentos são revestidos por meio dessas técnicas e isso se deve em grande parte pelo fato desses processos não serem tão agressivos com o meio ambiente, sendo que na atualidade o desenvolvimento sustentável não é só uma tendência na indústria, mas sim uma realidade cotidiana. É importante conhecer as variações destes processos para que seja possível a melhor escolha ao revestir um objeto específico. É de extrema valia que se saibam as propriedades desejadas para o revestimento e as características particulares do produto a ser revestido para que se possa optar pela melhor e mais viável alternativa. Pulverização Eletrostática
Leito Fluidizado
Leito Fluidizado Eletrostático
Custo relativo da instalação
Alto
Baixo
Alto
Pré-aquecimento do objeto
Não
Sim
Não
Recuperação do over-spray
Sim
Não
Não
Espessura após a cura
Baixa
Alta
Média
Uniformidade após a cura
Boa
Razoável
Boa
Dimensões do objeto a ser pintado
Qualquer
Limitada
Limitada
Tabela 1 – Comparativo entre os processos de pintura a pó
Estes processos, em consonância com a indústria em geral, estão em constante mutação visando a melhoria dos processos, juntamente com a diminuição dos custos operacionais e também melhoras em questões ambientais. Sendo assim, esse é um campo que tem muito o
que crescer e seus pontos positivos tendem a ser amplificados e os negativos minimizados num futuro próximo.
