Pigmentos de Óxido de Ferro em Revestimentos em Pó: O que o Extrusor e o Forno Fazem com Eles

Em resumo: O óxido de ferro resiste melhor a uma linha de revestimento em pó do que a maioria dos pigmentos orgânicos, mas a própria linha ainda determina sua cor final. Três fatores importam mais do que a qualidade do pigmento adquirido: o quão bem o pigmento é disperso no extrusor, se seu ciclo de cura ocorre acima da temperatura em que o pigmento amarelo começa a sofrer alteração e se seu alvo de brilho deixa alguma margem para a carga de pigmento. Corrija esses três fatores e o pigmento deixará de ser uma variável. Este artigo descreve o processo etapa por etapa e termina com os itens que valem a pena incluir em uma ordem de compra.

O revestimento em pó é uma tinta seca, aplicada na forma de pó e fundida em uma película. Isso parece uma pequena diferença em comparação com a tinta líquida. No chão da fábrica, porém, isso muda quase tudo sobre o comportamento de um pigmento, pois o pigmento agora precisa resistir ao derretimento, à compressão, à moagem e à cocção, em vez de simplesmente ser misturado a um líquido e deixado secar.

O óxido de ferro é uma escolha comum aqui por boas razões. É opaco, é barato por unidade de poder de cobertura e mantém sua cor sob calor que destruiria muitos pigmentos orgânicos. O que ele não fará é salvar uma extrusão defeituosa ou um forno que ultrapasse a temperatura programada.

Onde o pigmento realmente vai

Uma linha de revestimento em pó tem cinco etapas, e o pigmento passa por todas elas.

Opré-mistura é uma mistura seca de resina, agente de cura, carga, pigmento e aditivos, homogeneizada em um misturador de alta velocidade. Nada ainda se funde. Esta etapa tem apenas de garantir a distribuição uniforme do pigmento na massa em pó, e é surpreendentemente fácil cometer erros aqui, pois um pigmento molhado pela resina dispersará posteriormente, enquanto um pigmento que permanecer seco e aglomerado não o fará.

Em seguida, vem a extrusora , um parafuso aquecido que derrete a mistura e a transforma numa pasta viscosa. É nesse ponto que o pigmento é efetivamente fragmentado e umedecido. O material sai na forma de uma fita quente, é resfriado numa esteira ou num rolo refrigerado e, em seguida, segue para um moinho que o tritura até obter o tamanho de partícula desejado.

A aplicação é eletrostática. O pó é carregado, pulverizado sobre uma peça aterrada e mantido nela pela carga até que a peça entre no forno. No interior do forno, o pó derrete, escoa e a resina sofre reticulação, formando uma película rígida. Essa última etapa é a curar .

Cada uma dessas etapas pode alterar a cor final obtida. Apenas as duas primeiras estão sob seu controle direto no dia a dia.

O extrusor é onde se conquista ou se perde a dispersão

Se um cliente reclamar de pontos, listras ou queda de brilho, a resposta quase sempre está no extrusor, não no saco de pigmento.

Um extrusor precisa executar duas tarefas simultaneamente. Ele precisa dispersar o pigmento na massa fundida e fazê-lo sem degradar a resina ou acelerar a reação de cura antes mesmo de o material atingir a peça. Ambas as tarefas são limitadas pelas mesmas variáveis: temperatura do cilindro, velocidade do parafuso, taxa de alimentação e tempo de residência. Aumentar a pressão no parafuso para melhorar a dispersão reduz o tempo de residência; diminuí-la para conceder mais tempo ao pigmento aumenta o risco de pré-cura da resina.

O óxido de ferro é abrasivo. Trata-se de um pó mineral duro, e, em altas concentrações, desgasta parafusos e cilindros mais rapidamente do que um pigmento orgânico. Uma fábrica que processa grandes volumes de óxido de ferro deve inspecionar os parafusos em intervalos mais curtos do que os sugeridos pelo cronograma do fabricante original. O desgaste altera o perfil de cisalhamento, e um perfil de cisalhamento modificado afeta a dispersão, o que se manifesta meses depois como um lote que já não corresponde ao padrão de referência retido.

A verificação prática é uma amostra em película (uma fina película espalhada sobre um painel para comparação visual) contra um padrão de referência, feito a partir da tinta em pó finalizada, em vez de a partir da pré-mistura. Se a aplicação com espátula revelar partículas sob um microscópio de baixa potência, o extrusor não cumpriu sua função e nenhuma inspeção de pigmento conseguirá explicar esse problema.

A temperatura de cura reduz suas opções de cor

A maioria dos sistemas de tinta em pó para aplicações arquitetônicas é curada a aproximadamente 180 °C a 200 °C, mantida por dez a vinte minutos, dependendo da química envolvida. Essa faixa de temperatura é adequada para o vermelho óxido de ferro (Fe2O3) e para o preto óxido de ferro (Fe3O4). Ambos são estáveis muito além da temperatura de cura.

O óxido de ferro amarelo (α-FeOOH, um óxido de ferro hidratado) é um caso diferente. Ele retém água em sua estrutura cristalina, e o calor remove essa água. Acima de aproximadamente 180 °C, a mudança torna-se significativa e irreversível. O pigmento desloca-se para o laranja-vermelho, e esse deslocamento é permanente. Um revestimento em pó amarelo que parecia correto no laboratório pode sair do forno de produção perceptivelmente mais quente do que o painel aprovado, e a diferença será atribuída ao lote do pigmento, quando, na verdade, o problema era todo o perfil do forno.

Há duas soluções honestas. Uma é especificar um grau de amarelo estável ao calor, o que custa mais e deve vir acompanhado, pelo fornecedor, de uma temperatura e tempo específicos — e não de uma afirmação vaga sobre resistência ao calor. A outra é reduzir a temperatura de cura e aumentar o tempo, o que só funciona se o sistema de resina o permitir.

Essa também é a razão pela qual tons vermelhos e marrons dominam o trabalho arquitetônico com tintas em pó. Eles não são mais populares porque os arquitetos os preferem. São mais populares porque o forno é implacável e essas cores não se importam.

Brilho e DOI: o custo de carregar mais pigmento

A opacidade em uma tinta em pó provém do teor de pigmento. Se um cliente deseja uma cor sólida sobre um substrato brilhante, o teor de pigmento deve ser suficientemente alto para ocultar o que está por baixo.

Um teor elevado tem um custo além da fatura do pigmento. Cada percentual extra de pigmento desloca resina, e é a resina que forma a película contínua que confere brilho e DOI (distinção de imagem, ou seja, quão nítida é uma reflexão, e não quão intensa ela é). Ao aumentar o teor de pigmento, a película pode começar a parecer fosca, mesmo quando o medidor de brilho ainda indica 30 unidades.

Existe um segundo efeito que surpreende as pessoas. As partículas de óxido de ferro são duras e relativamente grosseiras em comparação com um pigmento orgânico. Em altas cargas e má dispersão, elas sobressaem na película curada e dispersam a luz, o que reduz o brilho visual sem alterar a cor medida. O painel passa no controle de cor, mas falha na avaliação visual.

Se um trabalho exige tanto alta cobertura quanto alto DOI (distinctness of image), a resposta honesta é, normalmente, uma camada de cor mais fina sobre uma demão de fundo, em vez de uma única camada mais espessa. Essa decisão pertence ao projeto do revestimento, não à especificação do pigmento.

O que o óxido de ferro oferece ao ar livre — e o que ele não oferece

O óxido de ferro possui excelente resistência à luz. Ele não desbota da maneira como muitos pigmentos orgânicos o fazem, razão pela qual é empregado em trabalhos arquitetônicos externos com garantia de vários anos.

O que ele não faz é proteger o ligante. A radiação ultravioleta ataca a resina, e, à medida que esta se degrada, a superfície desenvolve eflorescência (uma camada pulverulenta que se forma à medida que o aglutinante degrada). O esbranquiçamento faz com que um revestimento pareça mais claro e menos brilhante, embora o pigmento subjacente permaneça inalterado. Em uma cor clara, o efeito é sutil. Em um marrom-escuro ou bronze, ele é percebido como uma superfície desbotada e empoeirada e é relatado como falha de cor.

Os revestimentos arquitetônicos em alumínio normalmente são qualificados com base em uma especificação de desempenho publicada, e não com base na ficha técnica do fornecedor. AAMA 2604 e AAMA 2605 são as duas especificações mais relevantes nesse mercado, e ambas estabelecem ensaios e requisitos de desempenho para revestimentos orgânicos em extrusões e painéis de alumínio. Se seu cliente citar uma dessas especificações, a escolha do pigmento deve ser feita com base nos ensaios de intempéries previstos na especificação, e não com base em uma declaração genérica de resistência aos raios UV.

O que incluir na ordem de compra

A maioria das disputas sobre pigmentos em revestimentos em pó decorre de uma ordem de compra que especificou apenas uma cor e nada mais. Estes são os itens que valem a pena registrar por escrito.

Duas dessas questões merecem ser separadas. A correspondência de cor da embalagem entregue e a estabilidade de cor durante a passagem no seu forno são afirmações distintas. Um fornecedor pode estar perfeitamente dentro da tolerância na primeira, mas ainda assim falhar na segunda, pois o forno está realizando algo que nunca foi abordado na ficha técnica do pigmento.

Onde as fábricas cometem erros

Três erros surgem repetidamente, e nenhum deles está relacionado à qualidade do pigmento.

O primeiro é aprovar uma cor a partir de um painel laboratorial pulverizado e, em seguida, iniciar a produção em uma linha diferente com um forno distinto. O forno laboratorial e o forno de produção não possuem o mesmo perfil térmico, e um amarelo que passou no laboratório pode falhar na linha de produção.

O segundo é tentar resolver um problema de cor mudando o fornecedor de pigmentos. Se o padrão retido nunca foi selado, não há nada com o que comparar; assim, o novo fornecedor é avaliado com base na memória, e a discussão recomeça.

O terceiro é aceitar um certificado de análise como prova de dispersão. O certificado descreve o pó que saiu da fábrica de pigmentos. Ele não diz nada sobre o que seu extrusor fez com ele.

Nada disso exige equipamento novo. É necessário um padrão selado, um limite escrito de ΔE, um ensaio de cura que utilize o forno real e uma verificação de aplicação (drawdown) em cada lote. Uma fábrica que realize essas quatro ações raramente tem uma controvérsia sobre cor que dure mais de um dia.

SOBRE O FORNECEDOR

A Hebei Tianhuibao Technology Co., Ltd. fabrica pigmentos de óxido de ferro há 26 anos, com capacidade anual de produção de 50.000 toneladas, e fornece clientes em mais de 150 países e regiões. A linha abrange os Série Vermelha de Óxido de Ferro (incluindo as classes 110, 130 e 190, além de versões nano, ultrafinas, de fácil dispersão e resistentes a ácidos e álcalis), os Série Amarela de Óxido de Ferro (classes 313 e 920), os pRETO e séries castanhas, com correspondência de cor direta da fábrica, ajuste do tamanho de partícula e personalização de embalagem por meio de Serviços personalizados . As certificações obtidas incluem REACH, RoHS, CE e ISO. Itens em estoque são enviados em 3–5 dias úteis; itens personalizados, em 7–15 dias úteis. A ordem mínima é de 1 tonelada (1.000 kg). Dados de cor, incluindo ΔE em comparação com um padrão retido, estão disponíveis mediante solicitação, e as orientações sobre temperatura de cura são fornecidas por grau, e não como uma declaração genérica.

Se você estiver qualificando um pigmento para uma linha de revestimento em pó, envie o cronograma de cura, o sistema de resina, o alvo de brilho e a cor que precisa atingir. Informaremos qual grau se encaixa nessa faixa e qual não se encaixa, e enviaremos uma amostra comparada ao seu padrão retido.

Contato: [email protected] / +86-13400211655.