En la fabricación de equipos nuevos (OEM), el aspecto del revestimiento es cada vez más importante. Por lo tanto, uno de los objetivos principales de la industria de revestimientos es optimizar el rendimiento de los revestimientos según los requisitos finales de los usuarios, lo que también incluye un aspecto superficial satisfactorio. El estado de la superficie afecta el efecto visual a través de factores como el color, el brillo, la neblina y la estructura de la superficie. El brillo y la claridad de la imagen se utilizan a menudo para controlar la apariencia del revestimiento. Sin embargo, incluso si se utiliza la película de revestimiento con alto brillo, la fluctuación de su superficie también afecta la apariencia de toda la película de revestimiento. Al mismo tiempo, se cree que la medición del brillo no puede controlar el efecto visual de la fluctuación. Este efecto también se llama "piel de naranja".
La piel de naranja o microonda es una estructura corrugada con un tamaño entre 0,1 mm y 10 mm. En la superficie de revestimiento de alto brillo, la gente puede ver áreas onduladas, claras y oscuras. Se pueden distinguir dos niveles diferentes de fluctuaciones: fluctuaciones largas, también llamadas piel de naranja, que son fluctuaciones que se pueden observar a una distancia de 2 a 3 intervalos; la otra se llama fluctuaciones cortas o micro fluctuaciones, que se observan a una distancia de aproximadamente 50 cm. A la volatilidad.
Cabe señalar que, a veces, para cubrir los defectos superficiales del sustrato u obtener una apariencia superficial especial del revestimiento, se diseña a propósito un cierto grado de fluctuación o estructura de ondulación. Por lo tanto, la "piel de naranja" se puede definir como "la estructura ondulada de una superficie de alto brillo", lo que hace que la superficie de la capa de pintura produzca una apariencia visual rayada y desnivelada. El control de la apariencia visual de la película de revestimiento en polvo (brillo, neblina, nivelación de la piel de naranja) es muy importante, especialmente en el ensamblaje de piezas rociadas en diferentes campos.
Este artículo presenta brevemente la influencia de la fuerza reológica en el flujo de la película y la apariencia superficial durante el proceso de formación de la película de los revestimientos en polvo. Se analiza cómo evitar la formación de piel de naranja y cómo juzgar y comparar el fenómeno de la piel de naranja y otros aspectos.

1) Factores que afectan el flujo y la apariencia de la película de revestimiento en los revestimientos en polvo

En los revestimientos industriales, el cambio de fase de los revestimientos en polvo durante la preparación y la formación de la película es único. Debido a la falta de solventes para humedecer y mejorar la fluidez de la película de revestimiento, los revestimientos en polvo son más difíciles de eliminar los defectos superficiales que los revestimientos líquidos. Aunque los componentes principales de los dos son similares, se basan en mecanismos muy diferentes en comparación con los revestimientos líquidos y los revestimientos en polvo termoestables.
El revestimiento en polvo es un sistema uniforme sin solventes. Durante el proceso de preparación, el pigmento y otros componentes se dispersan y se encapsulan parcialmente en la resina sólida de bajo peso molecular mediante mezclado por fusión. El uso de revestimiento en polvo es transferir el polvo al sustrato a través del aire (el polvo está suspendido en el aire) y luego unirlo al sustrato a través de la carga. Calentando a una temperatura predeterminada, las partículas de polvo se funden, se juntan (se unen), fluyen (se forman películas) y luego se nivelan. Durante este período, una etapa líquida viscosa humedece la superficie) y, finalmente, los enlaces químicos forman una película de revestimiento de alto peso molecular, este es el proceso de formación de película de los revestimientos en polvo.

2) Factores que afectan el flujo y la apariencia de la película de revestimiento

El proceso de formación de la película se puede dividir en tres etapas: fusión y coalescencia, formación de una película de revestimiento y nivelación.
A una temperatura determinada, los factores más importantes para controlar la velocidad de fusión y coalescencia son el punto de fusión de la resina, la viscosidad de las partículas de polvo en estado fundido y el tamaño de las partículas de polvo. Para lograr el mejor efecto de flujo, la coalescencia de fusión debe completarse lo más rápido posible para permitir un tiempo más prolongado para completar la fase de nivelación. El uso de un agente de curado acorta el tiempo requerido para el flujo y la nivelación, por lo que la película de revestimiento formada por esos polvos extremadamente reactivos a menudo presenta piel de naranja.
Los factores clave que afectan el flujo y la nivelación de la película de revestimiento son la viscosidad de fusión de la resina, la tensión superficial del sistema y el espesor de la película. A su vez, la viscosidad de fusión depende especialmente de la temperatura de solidificación, la velocidad de solidificación y la velocidad de calentamiento.
Los diversos factores mencionados anteriormente, junto con la distribución del tamaño de partícula y el espesor de la película, generalmente están determinados por el rendimiento de la película de revestimiento requerido, los objetos revestidos y las condiciones de aplicación del polvo.
El poder del flujo y la nivelación en la pulverización en polvo proviene de la tensión superficial del sistema, que también se mencionó anteriormente. Esta fuerza es lo opuesto a la fuerza gravitatoria intermolecular aplicada a la película de revestimiento. Como resultado, cuanto mayor sea la viscosidad de fusión, mayor será la resistencia al flujo y la nivelación. Por lo tanto, la diferencia entre la tensión superficial y la fuerza gravitatoria intermolecular determina el nivel de la película de revestimiento.
Para los revestimientos con buena fluidez, obviamente, la tensión superficial del sistema debe ser lo más alta posible y la viscosidad de fusión debe ser lo más baja posible. Esto se puede lograr agregando aditivos que pueden aumentar la tensión superficial del sistema y utilizando resinas de bajo peso molecular y bajo punto de fusión.

El revestimiento preparado en las condiciones anteriores puede tener una excelente fluidez, pero debido a su alta tensión superficial, causará contracción y, al mismo tiempo, se combará debido a la menor viscosidad de fusión, y el revestimiento de las esquinas es deficiente. En el trabajo real, la tensión superficial y la viscosidad de fusión del sistema se controlan dentro de un rango específico, de modo que se pueda obtener una apariencia superficial calificada de la película de revestimiento.
El efecto de la tensión superficial y la viscosidad de fusión en el flujo de la película de revestimiento se muestra en la Figura 2. Como se puede ver en la figura, una tensión superficial demasiado baja o una viscosidad de fusión demasiado alta evitarán el flujo de la película de revestimiento, lo que resultará en una mala fluidez de la película de revestimiento, y cuando la tensión superficial sea demasiado alta, aparecerán cavidades de contracción durante el proceso de formación de la película. Una viscosidad de fusión demasiado baja deteriorará la estabilidad de almacenamiento físico del polvo, un revestimiento de esquina deficiente durante la construcción y un combarse durante la construcción en la fachada.

En resumen, es obvio que las condiciones superficiales finales, los defectos y las deficiencias (como la piel de naranja, la mala fluidez, la contracción, los poros, etc.) de la película de revestimiento en polvo obtenida están estrechamente relacionados entre sí, y también están en el proceso de formación de la película. Controlado por la fuerza reológica involucrada en el cambio de fase.
La distribución del tamaño de partícula del polvo también afecta la apariencia superficial de la película de revestimiento. Cuanto más pequeñas son las partículas, debido a la menor capacidad calorífica de las partículas más grandes, su tiempo de fusión es más corto que el de las partículas más grandes, la coalescencia también es más rápida y la apariencia superficial de la película de revestimiento es mejor. El tiempo de fusión de las partículas de polvo grandes es más largo que el de las partículas pequeñas, y la película de revestimiento formada puede tener un efecto de piel de naranja. El método de aplicación electrostática en polvo (descarga de corona o descarga por fricción) también es un factor que causa piel de naranja.

3) Cómo reducir o evitar el efecto de piel de naranja

Promover el flujo y la nivelación para reducir o evitar la piel de naranja. El sistema utiliza una viscosidad de fusión más baja, un tiempo de nivelación prolongado durante la solidificación y una tensión superficial más alta pueden mejorar el flujo y la nivelación. Controlar el gradiente de tensión superficial es un parámetro importante para reducir la piel de naranja. Al mismo tiempo, es necesario controlar la tensión superficial uniforme de la superficie de la película de revestimiento para obtener el área superficial más pequeña.
En la práctica, a menudo se utilizan agentes nivelantes o mejoradores del flujo para mejorar el aspecto de la película de recubrimiento y eliminar defectos superficiales como la piel de naranja, los agujeros de retracción y los poros. Los mejoradores del flujo con buen rendimiento pueden reducir la viscosidad de fusión, ayudando así a la mezcla de fusión y la dispersión de pigmentos, mejorando la humectabilidad del sustrato, el flujo y la nivelación del recubrimiento, ayudando a eliminar los defectos superficiales y facilitando la liberación de aire. Debe investigarse la relación entre la cantidad de modificador de flujo y el efecto. Una dosificación insuficiente provocará retracción y piel de naranja, mientras que una dosificación excesiva provocará pérdida de brillo, velado y problemas de adhesión a la capa superior. Por lo general, el modificador de flujo se agrega durante la premezcla. Se elaboran en forma de masterbatch de resina (la proporción de resina al aditivo es de 9/1 a 8/2), o se adsorben en un soporte inorgánico en forma de polvo. La cantidad de este aditivo en los recubrimientos en polvo es del 0,5 al 1,5 % (en el polímero efectivo calculado sobre la base del material base), pero el efecto puede ser bueno cuando la concentración es baja.
Entre los modificadores de flujo, las resinas de poliacrilato son las más utilizadas, como el poliacrilato de butilo ("Acronal 4F"), el copolímero de acrilato de etilo-acrilato de etilohexilo y el copolímero de acrilato de butilo-acrilato de hexilo. Se pueden utilizar en una amplia gama de concentraciones. En general, los poliacrilatos tienen poco efecto sobre la tensión superficial, y pueden ayudar al recubrimiento a formar una superficie uniforme relativamente constante. En comparación con aquellos aditivos que reducen la tensión superficial (como la siloxana, etc.), no reducen la tensión superficial, por lo que se pueden utilizar para acelerar la nivelación. Los aditivos que reducen la tensión superficial incluyen tensioactivos, ésteres alquílicos fluorados y siloxanos. Son muy sensibles a la cantidad añadida. La benzoína es un agente desgasificador y también tiene el efecto de reducir la tensión superficial. Se utiliza ampliamente para mejorar el aspecto superficial de los recubrimientos en polvo.