Por Lawrence (Larry) Van Iseghem es presidente y director ejecutivo de Van Technologies, Inc.
A lo largo de nuestra actividad comercial con clientes industriales a nivel internacional, hemos abordado una increíble cantidad de preguntas y hemos brindado muchas soluciones asociadas con los recubrimientos curables por UV. Las siguientes son algunas de las preguntas más frecuentes y las respuestas que las acompañan pueden proporcionar información útil.
1. ¿Qué son los recubrimientos curables por UV?
En la industria del acabado de la madera, existen tres tipos principales de recubrimientos curables por UV.
Los recubrimientos curables por UV 100 % activos (a veces denominados 100 % sólidos) son composiciones químicas líquidas que no contienen disolventes ni agua. Tras la aplicación, el recubrimiento se expone inmediatamente a la energía ultravioleta sin necesidad de secarse ni evaporarse antes del curado. La composición de recubrimiento aplicada reacciona para formar una capa superficial sólida mediante el proceso reactivo descrito y apropiadamente denominado fotopolimerización. Dado que no es necesaria la evaporación antes del curado, el proceso de aplicación y curado es notablemente eficiente y rentable.
Los recubrimientos curables por UV híbridos a base de agua o de solvente obviamente contienen agua o solvente para reducir el contenido activo (o sólido). Esta reducción en el contenido de sólidos permite una mayor facilidad para controlar el espesor de la película húmeda aplicada y/o para controlar la viscosidad del recubrimiento. En uso, estos recubrimientos UV se aplican a superficies de madera mediante una variedad de métodos y deben secarse completamente antes del curado UV.
Los recubrimientos en polvo curables por UV también son composiciones 100 % sólidas y normalmente se aplican a sustratos conductores mediante atracción electrostática. Una vez aplicado, el sustrato se calienta para fundir el polvo, que fluye para formar una película superficial. Luego, el sustrato recubierto puede exponerse inmediatamente a energía UV para facilitar el curado. La película superficial resultante ya no es deformable ni sensible al calor.
Hay variantes de estos recubrimientos curables por UV disponibles que contienen un mecanismo de curado secundario (activado por calor, reactivo a la humedad, etc.) que puede proporcionar curado en regiones de la superficie que no están expuestas a la energía UV. Estos recubrimientos comúnmente se denominan recubrimientos de curado dual.
Independientemente del tipo de recubrimiento curable por UV utilizado, el acabado o capa superficial final proporciona propiedades excepcionales de calidad, durabilidad y resistencia.
2. ¿Qué tan bien se adhieren los recubrimientos curables por UV a diferentes especies de madera, incluidas las maderas aceitosas?
Los recubrimientos curables por UV exhiben una excelente adhesión a la mayoría de las especies de madera. Es importante asegurarse de que existan condiciones de curado suficientes para proporcionar un curado completo y la correspondiente adhesión al sustrato.
Hay ciertas especies que naturalmente son muy aceitosas y pueden requerir la aplicación de una imprimación o “capa adherente” que promueva la adhesión. Van Technologies ha realizado una considerable investigación y desarrollo sobre la adhesión de recubrimientos curables por UV a estas especies de madera. Los desarrollos recientes incluyen un sellador único curable por UV que evita que los aceites, la savia y la brea interfieran con la adhesión de la capa final curable por UV.
Alternativamente, el aceite presente en la superficie de la madera se puede eliminar justo antes de la aplicación del recubrimiento limpiando con acetona u otro disolvente adecuado. Primero se humedece un paño absorbente y sin pelusa con el solvente y luego se pasa sobre la superficie de la madera. Se deja secar la superficie y luego se puede aplicar el recubrimiento curable por UV. La eliminación del aceite de la superficie y otros contaminantes promueve la adhesión posterior del revestimiento aplicado a la superficie de la madera.
3. ¿Qué tipo de tintes son compatibles con los recubrimientos UV?
Cualquiera de los tintes descritos aquí se puede sellar y recubrir eficazmente con sistemas de polvo 100% curables por UV, curables por UV con reducción de solventes, curables por UV a base de agua o curables por UV. Por lo tanto, existe una serie de combinaciones viables que hacen que la mayoría de los tintes del mercado sean adecuados para cualquier recubrimiento curable con UV. Sin embargo, existen ciertas consideraciones que son importantes para garantizar que exista compatibilidad para un acabado superficial de madera de calidad.
Tintes a base de agua y tintes a base de agua curables con luz UV:Al aplicar selladores/acabados en polvo 100% curables con UV, curables con UV reducido con solvente o curables con UV sobre tintes a base de agua, es esencial que el tinte esté completamente seco para evitar defectos en la uniformidad del recubrimiento, como piel de naranja, ojos de pez y formación de cráteres. , charcos y charcos. Tales defectos se producen debido a la baja tensión superficial de los revestimientos aplicados en relación con la alta tensión superficial del agua residual del tinte aplicado.
Sin embargo, la aplicación de un recubrimiento curable por UV a base de agua generalmente es más indulgente. El tinte aplicado puede presentar humedad sin efectos adversos cuando se utilizan ciertos selladores/capas superiores curables por UV a base de agua. La humedad o el agua residual de la aplicación del tinte se difundirán fácilmente a través del sellador/capa final UV a base de agua aplicado durante el proceso de secado. Sin embargo, se recomienda encarecidamente probar cualquier combinación de tinte y sellador/capa final en una muestra de prueba representativa antes de comprometerse con la superficie real que se va a terminar.
Tintes a base de aceite y a base de solventes:Aunque puede existir un sistema que se pueda aplicar a tintes a base de aceite o solventes insuficientemente secos, generalmente es necesario, y muy recomendable, secar completamente estos tintes antes de aplicar cualquier sellador/capa final. Las manchas de secado lento de este tipo pueden requerir de 24 a 48 horas (o más) para lograr un secado completo. Nuevamente, se recomienda probar el sistema en una superficie de madera representativa.
Manchas 100% curables con UV:En general, los recubrimientos 100% curables por UV exhiben una alta resistencia química y al agua cuando están completamente curados. Esta resistencia dificulta que los recubrimientos aplicados posteriormente se adhieran bien a menos que la superficie subyacente curada por UV esté adecuadamente desgastada para permitir la unión mecánica. Aunque se ofrecen tintes 100% curables por UV que han sido diseñados para ser receptivos a recubrimientos aplicados posteriormente, la mayoría de los tintes 100% curables por UV deben desgastarse o curarse parcialmente (lo que se denomina etapa “B” o curado por golpes) para promover la adhesión entre capas. La estadificación “B” da como resultado sitios reactivos residuales en la capa de tinte que reaccionarán conjuntamente con el recubrimiento curable por UV aplicado a medida que se somete a condiciones de curado completas. La etapa “B” también permite una abrasión suave para eliminar o cortar cualquier aumento de grano que pueda ocurrir debido a la aplicación del tinte. La aplicación suave de un sellado o una capa superior dará como resultado una excelente adhesión entre capas.
Otra preocupación con los tintes 100% curables con luz ultravioleta se refiere a los colores más oscuros. Los tintes muy pigmentados (y los recubrimientos pigmentados en general) funcionan mejor cuando se utilizan lámparas UV que entregan energía más cercana al espectro de luz visible. Las lámparas UV convencionales dopadas con galio en combinación con lámparas de mercurio estándar son una excelente opción. Las lámparas LED UV que emiten 395 nm y/o 405 nm funcionan mejor con sistemas pigmentados en comparación con las matrices de 365 nm y 385 nm. Además, los sistemas de lámparas UV que ofrecen mayor potencia UV (mW/cm2) y densidad de energía (mJ/cm2) promueven un mejor curado a través del tinte aplicado o la capa de recubrimiento pigmentado.
Por último, al igual que con los otros sistemas de tinte mencionados anteriormente, se recomienda realizar pruebas antes de trabajar con la superficie real que se va a teñir y terminar. ¡Asegúrese antes de curar!
4. ¿Cuál es la densidad máxima/mínima de película para recubrimientos 100% UV?
Los recubrimientos en polvo curables por UV técnicamente son recubrimientos 100% curables por UV y su espesor aplicado está limitado por las fuerzas electrostáticas de atracción que unen el polvo a la superficie que se está acabando. Lo mejor es consultar al fabricante de recubrimientos en polvo UV.
Con respecto a los recubrimientos líquidos 100% curables por UV, el espesor de la película húmeda aplicada dará como resultado aproximadamente el mismo espesor de la película seca después del curado por UV. Es inevitable cierta contracción, pero normalmente tiene consecuencias mínimas. Sin embargo, existen aplicaciones altamente técnicas que especifican tolerancias de espesor de película muy ajustadas o estrechas. En estas circunstancias, se puede realizar una medición directa de la película curada para correlacionar el espesor de la película húmeda con el seco.
El espesor final curado que se puede lograr dependerá de la química del recubrimiento curable por UV y de cómo se formula. Hay sistemas disponibles que están diseñados para proporcionar depósitos de películas muy delgadas entre 0,2 mil y 0,5 mil (5 µ – 15 µ) y otros que pueden proporcionar un espesor superior a 0,5 pulgadas (12 mm). Normalmente, los recubrimientos curados con UV que tienen una alta densidad de reticulación, como algunas formulaciones de acrilato de uretano, no son capaces de lograr un espesor de película alto en una sola capa aplicada. El grado de contracción tras el curado provocará graves grietas en el revestimiento aplicado de forma espesa. Aún se puede lograr un alto espesor de construcción o acabado utilizando recubrimientos curables por UV de alta densidad de reticulación aplicando múltiples capas delgadas y lijando y/o etapa “B” entre cada capa para promover la adhesión entre capas.
El mecanismo de curado reactivo de la mayoría de los recubrimientos curables por UV se denomina "iniciado por radicales libres". Este mecanismo de curado reactivo es susceptible al oxígeno en el aire, lo que ralentiza o inhibe la velocidad de curado. Esta desaceleración a menudo se denomina inhibición de oxígeno y es más importante cuando se intenta lograr espesores de película muy finos. En películas delgadas, el área superficial con respecto al volumen total del recubrimiento aplicado es relativamente alta en comparación con los espesores de películas gruesas. Por lo tanto, los espesores de película delgada son mucho más susceptibles a la inhibición del oxígeno y curan muy lentamente. A menudo, la superficie del acabado permanece insuficientemente curada y presenta una sensación aceitosa/grasosa. Para contrarrestar la inhibición del oxígeno, se pueden pasar gases inertes como nitrógeno y dióxido de carbono sobre la superficie durante el curado para eliminar la concentración de oxígeno, permitiendo así un curado completo y rápido.
5. ¿Qué tan transparente es una capa UV transparente?
Los recubrimientos 100% curables por UV pueden exhibir una claridad excelente y rivalizarán con los mejores recubrimientos transparentes de la industria. Además, cuando se aplican sobre madera, resaltan la máxima belleza y profundidad de la imagen. De particular interés son varios sistemas de acrilato de uretano alifático que son notablemente claros e incoloros cuando se aplican a una amplia variedad de superficies, incluida la madera. Además, los recubrimientos de acrilato de poliuretano alifático son muy estables y resisten la decoloración con el tiempo. Es importante señalar que los recubrimientos de bajo brillo dispersan la luz mucho más que los recubrimientos brillantes y, por lo tanto, tendrán menor claridad. Sin embargo, en comparación con otras químicas de recubrimiento, los recubrimientos 100% curables por UV son iguales, si no superiores.
Los recubrimientos a base de agua curables por UV disponibles en este momento se pueden formular para brindar una claridad excepcional, calidez a la madera y una respuesta que rivaliza con los mejores sistemas de acabado convencionales. La claridad, el brillo, la respuesta de la madera y otras propiedades funcionales de los recubrimientos curables por UV disponibles en el mercado hoy en día son excelentes cuando provienen de fabricantes de calidad.
6. ¿Existen recubrimientos curables por UV coloreados o pigmentados?
Sí, los recubrimientos coloreados o pigmentados están disponibles en todo tipo de recubrimientos curables por UV, pero hay factores a considerar para obtener resultados óptimos. El primer factor y el más importante es el hecho de que ciertos colores interfieren con la capacidad de la energía UV para transmitirse o penetrar en el recubrimiento curable por UV aplicado. El espectro electromagnético se ilustra en la Imagen 1 y se puede ver que el espectro de luz visible es inmediatamente adyacente al espectro UV. El espectro es un continuo sin líneas claras (longitudes de onda) de demarcación. Por lo tanto, una región se mezcla gradualmente con una región adyacente. Teniendo en cuenta la región de la luz visible, hay algunas afirmaciones científicas de que se extiende desde 400 nm a 780 nm, mientras que otras afirmaciones afirman que se extiende desde 350 nm a 800 nm. Para esta discusión, sólo importa que reconozcamos que ciertos colores pueden bloquear efectivamente la transmisión de ciertas longitudes de onda de UV o radiación.
Dado que la atención se centra en la longitud de onda o región de radiación UV, exploremos esa región con mayor detalle. La imagen 2 muestra la relación entre la longitud de onda de la luz visible y el color correspondiente que es efectivo para bloquearla. También es importante saber que los colorantes normalmente abarcan una variedad de longitudes de onda, de modo que un colorante rojo puede abarcar una gama considerable, de modo que puede absorberse parcialmente en la región UVA. Por lo tanto, los colores de mayor preocupación abarcarán la gama amarillo – naranja – rojo y estos colores pueden interferir con el curado efectivo.
Los colorantes no solo interfieren con el curado UV, sino que también son una consideración cuando se utilizan recubrimientos pigmentados blancos, como imprimaciones curables UV y pinturas de acabado. Considere el espectro de absorbancia del pigmento blanco dióxido de titanio (TiO2), como se muestra en la Imagen 3. El TiO2 exhibe una absorbancia muy fuerte en toda la región UV y, aún así, los recubrimientos blancos curables por UV se curan de manera efectiva. ¿Cómo? La respuesta reside en una formulación cuidadosa por parte del desarrollador y fabricante del recubrimiento junto con el uso de lámparas UV adecuadas para el curado. Las lámparas UV convencionales y comunes que se utilizan emiten energía como se ilustra en la Imagen 4.
Cada lámpara ilustrada se basa en mercurio, pero al dopar el mercurio con otro elemento metálico, la emisión puede desplazarse a otras regiones de longitud de onda. En el caso de los recubrimientos blancos curables por UV a base de TiO2, la energía suministrada por una lámpara de mercurio estándar se bloqueará eficazmente. Algunas de las longitudes de onda más altas suministradas pueden proporcionar curado, pero el tiempo necesario para un curado completo puede no ser práctico. Sin embargo, al dopar una lámpara de mercurio con galio, se obtiene una gran cantidad de energía que es útil en una región que el TiO2 no bloquea eficazmente. Usando una combinación de ambos tipos de lámparas, se puede lograr tanto el curado total (usando galio dopado) como el curado superficial (usando mercurio estándar) (Imagen 5).
Por último, los recubrimientos coloreados o pigmentados curables por UV deben formularse utilizando los fotoiniciadores óptimos para que la energía UV (el rango de longitud de onda de la luz visible que emiten las lámparas) se utilice adecuadamente para un curado eficaz.
¿Otras preguntas?
Con respecto a cualquier pregunta que surja, no dude en preguntar al proveedor actual o futuro de recubrimientos, equipos y sistemas de control de procesos de la empresa. Hay buenas respuestas disponibles para ayudar a tomar decisiones efectivas, seguras y rentables. tu
Lawrence (Larry) Van Iseghem es presidente y director ejecutivo de Van Technologies, Inc. Van Technologies tiene más de 30 años de experiencia en recubrimientos curables por UV, comenzó como una empresa de investigación y desarrollo pero se transformó rápidamente en un fabricante de Application Specific Advanced Coatings™ para recubrimientos industriales. instalaciones a nivel mundial. Los recubrimientos curables por UV siempre han sido un enfoque principal, junto con otras tecnologías de recubrimiento "verdes", con énfasis en un rendimiento igual o superior a las tecnologías convencionales. Van Technologies fabrica la marca GreenLight Coatings™ de recubrimientos industriales de acuerdo con un sistema de gestión de calidad certificado ISO-9001:2015. Para más información, visitewww.greenlightcoatings.com.
Hora de publicación: 22-jul-2023
