Recubrimientos en polvo metálicos

los recubrimientos en polvo metálicos, que combinan aspectos decorativos y funcionales de pigmentos metálicos como perlas y polvos de aluminio plateado, son una tecnología clave de acabado superficial en construcción y muebles.

¿qué son los recubrimientos en polvo metálicos?

los recubrimientos en polvo metálicos, basados en polvos y que utilizan metales (p. ej., aluminio, zinc, cobre) como pigmentos principales, se detallan a continuación:

composición

• resina: componente principal de formación de película. opciones incluyen epoxi, poliéster y resinas híbridas epoxi/poliéster.
• agente de curado: activa el reticulado con resinas al calentar para formar la película. se usan típicamente agentes basados en aminas.
• pigmento: polvos metálicos como aluminio, zinc, cobre y acero inoxidable aportan brillo metálico y decoración especial.
• relleno: mejora propiedades como dureza y resistencia al desgaste. ejemplos: sulfato de bario, carbonato de calcio y talco.
• aditivo: mejora procesamiento y rendimiento de la película, incluyendo niveladores, desgasificadores y aceleradores de curado.

características

• respetuoso con el medio ambiente
• decorativo
• protector
• duradero
• fácil de aplicar

tipos de recubrimientos en polvo metálicos

por tipo de pigmento metálico

• tipo plateado aluminio: polvo de aluminio, o "plata en polvo", incluye variantes flotantes y no flotantes.
• tipo dorado cobre: polvo de cobre dorado tiene color vibrante pero baja resistencia a la intemperie, por lo que rara vez se usa en exteriores para perfiles de aluminio.
• tipo zinc: recubrimientos de zinc son resistentes a la corrosión y usados comúnmente en protección de acero.

por apariencia de película

• tipo liso: superficie uniforme, con opciones de alto brillo a mate.
• tipo texturizado: incluye texturas como martillado, arena, piel de naranja, craquelado, arrugado, terciopelo, etc.

por funcionalidad

• tipo decorativo: mejora la apariencia con colores y texturas diversas.
• tipo protector: protege sustratos metálicos con resistencia a la intemperie y corrosión.

por sustancia formadora de película

• recubrimientos termoplásticos: incluyen poliolefinas, polivinilideno fluoruro, poliamida, cloruro de polivinilo y poliéster termoplástico.
• recubrimientos termoendurecibles: ejemplos son epoxi, epoxi/poliéster y poliéster.

selección de pigmentos metálicos y diseño de formulación

comparación de propiedades de pigmentos metálicos comunes

pigmentos nacarados

• estructura: mica recubierta con óxidos metálicos como tio₂ y fe₂o₃, creando colores iridiscentes por interferencia lumínica.
• impacto del tamaño de partícula: partículas gruesas (>50μm) aumentan brillo pero reducen cobertura; partículas finas (<20μm) ofrecen alta cobertura y brillo suave.
• límites de adición: exceso de pigmento nacarado grueso causa rugosidad, por lo que la adición debe ser ≤1.5%.

polvos de plata aluminio

• tipo flotante: procesado con ácido esteárico, migra a la superficie, ofrece efecto metálico intenso pero baja resistencia a la corrosión. con partículas <10μm, la adición debe ser ≤1%.
• tipo no flotante: recubierto con sílice o acrílico, se distribuye uniformemente, ofreciendo excelente resistencia a la intemperie. adición permitida: 5% - 20%.

polvo dorado cobre

hecho de aleaciones cobre-zinc, su tono dorado proviene de una capa superficial protectora. sin embargo, tiene baja resistencia a la intemperie y se usa principalmente en interiores.

claves del diseño de formulación

• mezcla: combinar pigmentos nacarados y plata aluminio equilibra decoración y resistencia, pero la adición total debe ser ≤1.5%.
• optimización de polvo base: resinas con alta temperatura de transición vítrea (tg) (como sistemas poliéster/tgic) aumentan rangos de temperatura de unión (50-60℃ para polvos lisos, 65-70℃ para polvos texturizados).
• control de costos: usar menos tipos de pigmentos metálicos y mínima cantidad necesaria para cobertura.

tecnologías clave de procesos de unión

proceso de unión y control de parámetros

los polvos metálicos se combinan de forma estable mediante mezcla en seco más unión, con parámetros clave como sigue:

• temperatura: ajustada según el tipo de polvo base (polvo texturizado arena > polvo de dos componentes > polvo liso).
• frecuencia de operación: frecuencias excesivamente altas pueden dañar la capa de recubrimiento de polvos plateados de aluminio (p. ej., recubiertos con sílice), reduciendo resistencia alcalina.
• tiempo: 30 - 60 minutos. la sobre-unión puede romper partículas nacaradas, disminuyendo efectos de brillo.

ventajas y riesgos del proceso

• ventajas: la unión permite adición de polvo metálico hasta 20% (vs. 7% con mezcla en seco), mejorando estabilidad de pulverización y eficiencia de alimentación.
• riesgos:
  • caída de resistencia alcalina: la unión puede dañar capas de recubrimiento de polvo de aluminio. usar productos con recubrimiento compuesto (p. ej., sílice + resina acrílica).
  • fluctuación de efectos metálicos: inconsistencias en parámetros entre lotes (p. ej., variación de ±5℃) causan diferencias de color. usar equipos automatizados de control de temperatura.

métodos de prueba y control de calidad

pruebas de rendimiento del recubrimiento

1. pruebas de resistencia ácido-alcalina:
   • resistencia alcalina: aplicar solución de naoh al 10% durante 15 minutos. inspección visual sin corrosión (la plata flotante tiene menor resistencia; productos con recubrimiento compuesto son mejores).
   • resistencia ácida: exposición de 15 minutos sin cambios significativos (el aluminio es inherentemente resistente a ácidos).
2. prueba de resistencia a mortero:

   procedimiento: según estándar gb 5237.4 - 2017, tras 24 horas de exposición, el recubrimiento no debe desprenderse.

3. prueba de adhesión: método de corte cruzado (astm d3359) debe alcanzar grado 1, con resistencia al rocío salino ≥1, 000 horas sin ampollas.

pruebas de estabilidad de pulverización

• método manual de tablero: ajustar voltaje (30 - 90kv) y presión de aire (0.05 - 0.20mpa) para verificar consistencia del efecto metálico.
• simulación de línea de producción: evaluar impacto de proporciones de polvo reciclado (polvo nuevo : reciclado = 3 : 1) en efectos metálicos.

análisis de problemas comunes en producción y pulverización

tendencias y direcciones futuras de la industria

innovación en procesos

• tecnología de unión a baja temperatura: desarrollar resinas con tg <50℃ para reducir consumo energético (p. ej., sistemas de curado uv).
• pigmentos metálicos sin unión: polvos plateados pre-recubiertos con resina permiten mezcla en seco directa, simplificando procesos.

mejoras en materiales

• resistencia climática mejorada: recubrimientos de fluorocarbono ofrecen 15 años de resistencia pero requieren agentes flexibilizantes.
• certificación ambiental: cumplir rohs con metales pesados ≤100ppm (p. ej., plomo, cadmio).

estandarización de pruebas

según ys/t 680 - 2023, promover indicadores unificados como envejecimiento climático artificial (≥5 años) y resistencia al desgaste (taber ≤50mg).

conclusión

el control de calidad de recubrimientos metálicos para aluminio requiere optimizar selección de pigmentos, parámetros de unión y estándares de prueba. futuros esfuerzos deben enfocarse en procesos de baja energía (p. ej., unión a temperatura ambiente) y materiales de alto rendimiento (p. ej., polvos de aluminio nano-recubiertos). fortalecer certificaciones iso 9001/14001 es crucial para cumplir demandas ambientales y de durabilidad en sectores como construcción y automotriz.