Las partículas de polvo

Tamaño de partícula

Uno de los principales requisitos físicos de un recubrimiento en polvo es que el tamaño y la distribución de partículas deben ser adecuados para la aplicación considerada.

Dado que la mayoría de los recubrimientos en polvo termocurables se aplican por pulverización electrostática, el recubrimiento en polvo debe ser susceptible de aceptar una carga eléctrica. Esto debe ser suficiente para que las partículas de polvo se vean electrostáticamente atraídas a la superficie que está siendo recubierta. La carga electrostática debe ser adecuada para cubrir los bordes y para el “envolvimiento”, pero el polvo depositado electrostáticamente no debe ser tan aislante como para inhibir la acumulación de película.

La fluidez del polvo es también de particular importancia, ya que debe satisfacer diferentes requisitos de transporte, por ejemplo, desde el fabricante al cliente, desde el recipiente de almacenamiento a la tolva. El bloqueo, que se produce cuando el polvo “fluye en frío” formando una masa sólida o parcialmente solidificada, debe evitarse a toda costa.

La fluidez del polvo depende de la forma y el tamaño de las partículas, así como de la composición del material y las condiciones ambientales de almacenamiento del polvo.

En determinadas condiciones adversas como elevada temperatura ambiente, algunos materiales polimerizados tienen tendencia a deformarse, lo que hace que se bloqueen.

La tendencia de un recubrimiento en polvo a fluir libremente depende en gran medida de la distribución del tamaño de partícula. En la actualidad, la mayoría de recubrimientos en polvo termocurables son aplicados por pulverización electrostática y la mayoría de los recubrimientos en polvo comerciales tienen un tamaño de partícula de 2-100μ, con el pico de distribución en 30-40μ. Estos recubrimientos en polvo tienen características de flujo razonables. Los recubrimientos en polvo con un amplio espectro de tamaños de partícula son menos satisfactorios en cuanto a la recuperación de polvo que aquellos con una distribución estrecha. Cuanto más amplio sea el rango de tamaño de partículas más probable es que la distribución del tamaño de partículas del polvo recuperado varíe en relación con el polvo virgen.

Espesor de la película

La relación del tamaño de las partículas de polvo y el espesor final de la película curada es importante. Actualmente, todos los polvos termocurables se componen de partículas de forma irregular, de múltiples caras, de diferentes tamaños y distribuciones de tamaño de partícula. El Gráfico 1 ilustra una distribución de tamaño de partícula típica de un recubrimiento en polvo epoxi pigmentado comercial.

La Figura 1 ilustra la relación entre el tamaño de partícula del polvo y el espesor de película. Se puede observar que sería extremadamente difícil obtener una película de recubrimiento en polvo de 50μ con partículas mayores de 50-75μ, a menos que el polímero tuviera un flujo excepcionalmente bueno.

Idealmente, para la formulación de películas lisas y no porosas, el recubrimiento en polvo debe ser aplicado tan densamente como sea posible en la superficie antes de la fusión y reticulación, de modo que se reduzca al mínimo la contracción, la formación de huecos, agujeros y piel de naranja.

Generalmente es más fácil obtener una película lisa con un rango estrecho de distribución del tamaño de partícula, especialmente a bajos cortes de tamaño de partícula, por ejemplo. 10-20μ, de lo que lo es para una distribución más amplia o de mayor tamaño de partícula. Sin embargo, los recubrimientos en polvo con tamaños de partícula inferiores deben estar especialmente formulados para poder ser aplicados utilizando el equipo de pulverización existente.

Debido a estos factores, el índice de flujo en fusión y la velocidad de curado del recubrimiento en polvo son propiedades críticas para obtener una superficie lisa y mantener una cobertura de bordes adecuada.

Por lo tanto, es evidente que el tamaño de partícula, la forma y la distribución de tamaños de las partículas del polvo influyen en la calidad y aspecto del recubrimiento en polvo resultante. Los tamaños de partícula más pequeños aceptan una carga mayor en relación con su peso que las partículas más grandes. La fuerza de atracción entre la partícula cargada y la pieza de trabajo a recubrir es por lo tanto mayor, lo que normalmente conduce a una mejor deposición y envolvimiento con tamaños de partícula más pequeños.

Sin embargo, debido al efecto jaula de Faraday, las partículas más pequeñas son menos aptas para penetrar en las aberturas y las zonas con recesos.

El espesor del recubrimiento puede aumentarse mediante el precalentamiento de la pieza de trabajo como se muestra en la Tabla 1. La Tabla 2 resume la diferencia básica entre polvo fino (10-40μ) y polvo grueso (50-100μ).