En resumen: El óxido de hierro resiste mejor una línea de recubrimientos en polvo que la mayoría de los pigmentos orgánicos, pero la línea sigue determinando su color final. Tres factores importan más que la calidad del pigmento que adquiere: la eficacia con que se dispersa el pigmento en la extrusora, si su programa de curado se sitúa por encima del punto en que el pigmento amarillo comienza a cambiar de tono y si su objetivo de brillo deja margen para la carga de pigmento. Corrija esos tres factores y el pigmento dejará de ser una variable. Este artículo describe el proceso etapa por etapa y concluye con los elementos que vale la pena incluir en una orden de compra.
El recubrimiento en polvo es una pintura seca, aplicada en forma de polvo y fundida para formar una película. Eso parece una pequeña diferencia respecto a la pintura líquida. Sin embargo, en la planta industrial cambia casi todo el comportamiento de un pigmento, porque ahora este debe resistir procesos de fusión, compresión, molienda y horneado, en lugar de simplemente mezclarse en un líquido y dejarse secar.
El óxido de hierro es una opción habitual aquí por buenas razones: es opaco, económico por unidad de poder ocultante y conserva su color tras exposición al calor que destruiría muchos pigmentos orgánicos. Lo que no hará, sin embargo, es corregir un mal ciclo de extrusión ni compensar un horno cuya temperatura supere el valor programado.
Una línea de recubrimiento en polvo consta de cinco etapas, y el pigmento atraviesa todas ellas.
El premezcla es una mezcla seca de resina, agente curante, cargas, pigmentos y aditivos, mezclados juntos en un mezclador de alta velocidad. Aún no se funde nada. En esta etapa solo se debe lograr una distribución uniforme del pigmento en el polvo, y sorprendentemente es muy fácil cometer errores, porque un pigmento humedecido por la resina se dispersará posteriormente, mientras que un pigmento que permanece seco y aglomerado no lo hará.
A continuación viene la extrusor , un tornillo calentado que funde la mezcla y la transforma en una pasta viscosa. Aquí es donde el pigmento se descompone realmente y se humedece. El material sale en forma de una cinta caliente, se enfría sobre una banda transportadora o un rodillo refrigerado y luego pasa a una molienda que lo reduce a polvo con el tamaño de partícula deseado.
La aplicación es electrostática. El polvo se carga eléctricamente, se pulveriza sobre una pieza conectada a tierra y se mantiene adherido gracias a dicha carga hasta que la pieza entra en el horno. Dentro del horno, el polvo se funde, se nivela y la resina se reticula formando una película dura. Esa última etapa es la curar .
Cada una de esas etapas puede modificar el color final que obtenga. Solo las dos primeras están bajo su control directo en la práctica diaria.
Si un cliente se queja de partículas, rayas o una pérdida de brillo, la respuesta casi siempre radica en el extrusor, no en la bolsa de pigmento.
Un extrusor debe cumplir dos funciones simultáneamente: dispersar el pigmento en la masa fundida y hacerlo sin degradar la resina ni adelantar la reacción de curado antes de que el material llegue a la pieza. Ambas funciones están limitadas por las mismas variables: temperatura del cilindro, velocidad del tornillo, caudal de alimentación y tiempo de residencia. Si aumenta la presión sobre el tornillo para mejorar la dispersión, reduce el tiempo de residencia; si lo frena para otorgar más tiempo al pigmento, corre el riesgo de provocar una curación prematura de la resina.
El óxido de hierro es abrasivo. Es un polvo mineral duro y, a altas concentraciones, desgasta los tornillos y los cilindros más rápidamente que un pigmento orgánico. Una planta que procesa grandes cantidades de óxido de hierro debe inspeccionar los tornillos con mayor frecuencia que la indicada en el programa recomendado por el fabricante del equipo original (OEM). El desgaste modifica el perfil de cizallamiento, y un perfil de cizallamiento modificado afecta la dispersión, lo cual se manifiesta meses después como un lote que ya no coincide con el estándar conservado.
La verificación práctica es una prueba de extensión (una película delgada extendida sobre un panel para comparación visual) frente a un estándar conservado, realizada con el polvo terminado y no con la mezcla previa. Si la prueba de extensión revela partículas bajo un microscopio de baja potencia, el extrusor no cumplió su función y ninguna inspección de pigmentos podrá explicarlo.
La mayoría de los sistemas de polvo arquitectónicos se curan a una temperatura aproximada de 180 °C a 200 °C, manteniéndose durante diez a veinte minutos, según la química involucrada. Esa ventana térmica resulta cómoda para el óxido de hierro rojo (Fe2O3) y el óxido de hierro negro (Fe3O4), ambos estables mucho más allá de la temperatura de curado.
El óxido de hierro amarillo (α-FeOOH, un óxido de hierro hidratado) constituye un caso distinto. Contiene agua en su estructura cristalina, y el calor elimina dicha agua. Por encima de aproximadamente 180 °C, dicho cambio se vuelve significativo y no es reversible. El pigmento se desplaza hacia un tono rojo-anaranjado, y dicho desplazamiento es permanente. Un recubrimiento en polvo amarillo que lucía correcto en el laboratorio puede salir del horno de producción con un tono notablemente más cálido que el del panel aprobado, y la diferencia se atribuirá erróneamente al lote del pigmento, cuando en realidad la causa radicaba en el perfil de temperatura del horno.
Existen dos formas honestas de resolverlo. Una consiste en especificar un tono amarillo termoestable, que resulta más costoso y debe incluir una temperatura y un tiempo específicos indicados por el proveedor, en lugar de una afirmación vaga sobre resistencia al calor. La otra consiste en reducir la temperatura de curado y prolongar el tiempo, lo cual solo funciona si el sistema de resina lo permite.
Esta es también la razón por la que los rojos y los marrones predominan en los trabajos arquitectónicos con polvo. No son más populares porque a los arquitectos les gusten más; lo son porque el horno no perdona, y esos colores no se ven afectados.
La opacidad en un recubrimiento en polvo proviene de la carga de pigmento. Si un cliente desea un color sólido sobre un sustrato brillante, la carga debe ser suficientemente alta para ocultar lo que hay debajo.
Una carga elevada tiene un costo que va más allá de la factura del pigmento. Cada punto porcentual adicional de pigmento desplaza resina, y es precisamente la resina la que forma la película continua que otorga brillo y DOI (nitidez de la imagen, es decir, qué tan nítido parece un reflejo, en lugar de qué tan brillante es). Al aumentar la carga, la película puede empezar a verse apagada, incluso cuando el glosímetro aún indica 30 unidades.
Existe un segundo efecto que sorprende a muchas personas. Las partículas de óxido de hierro son duras y relativamente gruesas comparadas con un pigmento orgánico. A alta carga y mala dispersión, sobresalen de la película curada y dispersan la luz, lo que empaña el aspecto sin alterar el color medido. El panel aprueba la verificación del color, pero no la inspección visual.
Si un trabajo requiere tanto alto poder ocultante como alta DOI, la respuesta honesta suele ser una capa de color más delgada sobre una imprimación, en lugar de una sola capa más gruesa. Esa decisión corresponde al diseño del recubrimiento, no a la especificación del pigmento.
El óxido de hierro posee excelente resistencia a la luz. No se decolora como muchos pigmentos orgánicos, y por eso aparece en trabajos arquitectónicos exteriores donde la garantía abarca varios años.
Lo que no hace es proteger el aglutinante. La luz ultravioleta ataca la resina, y a medida que esta se degrada, la superficie desarrolla chalking (una capa pulverulenta que se forma cuando el aglutinante se degrada). La eflorescencia hace que un recubrimiento parezca más claro y menos brillante, aunque el pigmento subyacente no cambie. En un color claro, el efecto es sutil. En un marrón oscuro o bronce, se percibe como una superficie desteñida y polvorienta, y se reporta como fallo de color.
Los recubrimientos arquitectónicos para aluminio suelen calificarse según una especificación publicada de desempeño, en lugar de hacerlo según la hoja técnica del proveedor. AAMA 2604 y AAMA 2605 son las dos especificaciones más relevantes en ese mercado, y ambas establecen los ensayos y los requisitos de desempeño para recubrimientos orgánicos sobre extrusiones y paneles de aluminio. Si su cliente cita alguna de ellas, la elección del pigmento debe basarse en los ensayos de resistencia a la intemperie contemplados en la especificación, y no en una afirmación general de resistencia a los rayos UV.
La mayoría de las disputas sobre pigmentos en recubrimientos en polvo provienen de una orden de compra que especificaba un color y nada más. Estos son los elementos que vale la pena anotar.
| Elemento | Por qué es importante | Cómo verificarlo |
|---|---|---|
| Comparar el color con un patrón conservado, no con un nombre | «Bronce» no significa nada entre dos empresas | Panel sellado y fechado retenido por ambas partes; medir en condiciones fijas según ASTM D2244 |
| límite de ΔE y fórmula utilizada | δE es un solo número que oculta tres direcciones, y distintas fórmulas arrojan distintos valores para el mismo par | Nombrado en la especificación y acordado antes del primer lote |
| Fuerza de tintura respecto al patrón | Un lote más débil aumenta la carga, lo que reduce el brillo | Comparación mediante extensión contra el patrón conservado |
| Estabilidad térmica, con una temperatura y un tiempo indicados | El número que determina si el amarillo es incluso una opción | Valor del proveedor para la calificación específica, confirmado mediante una prueba de curado |
| Contenido de humedad | El pigmento húmedo se premezcla mal y puede causar agujeros en la película curada | Certificado de análisis por lote |
| Residuo en el tamiz / tamaño de partícula | Las partículas gruesas aparecen como motas y provocan un acabado opaco | Certificado de análisis, además de una verificación mediante extensión |
| Rastreabilidad de Lote | Permite reproducir un pedido repetido o hace visible el cambio | Número de lote en la bolsa y en el certificado |
Dos de estos aspectos merecen ser tratados por separado. La coincidencia de color entre la bolsa entregada y la estabilidad del color durante el paso por su horno son afirmaciones distintas. Un proveedor puede cumplir perfectamente con las tolerancias en la primera, pero aun así fallar en la segunda, porque el horno está realizando un proceso que nunca fue contemplado en la ficha técnica del pigmento.
Tres errores se repiten una y otra vez, y ninguno de ellos guarda relación con la calidad del pigmento.
El primero consiste en aprobar un color a partir de un panel de laboratorio rociado y luego ejecutar la producción en una línea distinta, con un horno diferente. El horno de laboratorio y el horno de producción no tienen el mismo perfil térmico, y un amarillo que pasó la prueba en el laboratorio puede fallar en la línea.
El segundo error consiste en intentar resolver un problema de color cambiando de proveedor de pigmentos. Si la muestra patrón retenida nunca fue sellada, no existe ningún referente válido para comparar, por lo que al nuevo proveedor se le evalúa en función de una memoria subjetiva y la discusión vuelve a comenzar.
El tercero consiste en aceptar un certificado de análisis como prueba de la dispersión. El certificado describe el polvo que salió de la planta de pigmentos. No dice nada sobre lo que su extrusora hizo con él.
Nada de esto requiere equipos nuevos. Requiere un estándar sellado, un límite escrito de ΔE, una prueba de curado que utilice el horno real y una verificación mediante extensión (drawdown) en cada lote. Una planta que realice estas cuatro acciones rara vez tiene una discrepancia de color que dure más de un día.
Hebei Tianhuibao Technology Co., Ltd. fabrica pigmentos de óxido de hierro desde hace 26 años, con una capacidad de producción anual de 50 000 toneladas y clientes en más de 150 países y regiones. Su gama abarca los Serie de Óxido de Hierro Rojo (incluidos los grados 110, 130 y 190, además de versiones nano, ultrafinas, de fácil dispersión y resistentes a ácidos y álcalis), los Serie de óxido de hierro amarillo (grados 313 y 920), los negro y series marrones, con igualación de color directa desde fábrica, ajuste del tamaño de partícula y personalización del empaque mediante Servicios de aduanas . Las certificaciones obtenidas incluyen REACH, RoHS, CE e ISO. Los artículos en stock se envían en 3 a 5 días hábiles; los artículos personalizados, en 7 a 15 días hábiles. El pedido mínimo es de 1 tonelada (1 000 kg). Los datos de color, incluido el valor de ΔE frente a un estándar conservado, están disponibles bajo solicitud, y las indicaciones sobre la temperatura de curado se proporcionan por grado, no como una afirmación general.
Si está evaluando un pigmento para una línea de recubrimiento en polvo, envíenos el ciclo de curado, el sistema de resina, el nivel de brillo deseado y el color que debe alcanzarse. Le indicaremos qué grado se ajusta a esos parámetros y cuál no, y le enviaremos una muestra comparada con su estándar retenido.
Contacto: [email protected] / +86-13400211655.
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