Revestimiento
Sustancia esparcida sobre una superficie
Laca siendo rociada sobre un gabinete

Un recubrimiento es una cubierta que se aplica a la superficie de un objeto o sustrato . [1] El propósito de aplicar el recubrimiento puede ser decorativo, funcional o ambos. [2] Los recubrimientos se pueden aplicar como líquidos , gases o sólidos , por ejemplo, recubrimientos en polvo .

Las pinturas y lacas son recubrimientos que en su mayoría tienen un doble uso, que es proteger el sustrato y ser decorativos, aunque algunas pinturas de artistas son solo para decoración, y la pintura en tuberías industriales grandes es para identificación (por ejemplo, azul para agua de proceso, rojo para control de extinción de incendios) además de prevenir la corrosión . Junto con la resistencia a la corrosión, los recubrimientos funcionales también se pueden aplicar para cambiar las propiedades de la superficie del sustrato, como la adhesión , la humectabilidad o la resistencia al desgaste. [3] En otros casos, el recubrimiento agrega una propiedad completamente nueva, como una respuesta magnética o conductividad eléctrica (como en la fabricación de dispositivos semiconductores , donde el sustrato es una oblea ), y forma una parte esencial del producto terminado. [4] [5]

Una consideración importante para la mayoría de los procesos de recubrimiento es controlar el espesor del recubrimiento. Los métodos para lograrlo varían desde un simple cepillo hasta costosas máquinas de precisión en la industria electrónica. Limitar el área de recubrimiento es crucial en algunas aplicaciones, como la impresión .

El recubrimiento "rollo a rollo" o "basado en banda" es el proceso de aplicar una película fina de material funcional a un sustrato en un rollo, como papel, tela , película, papel de aluminio o lámina. Este proceso continuo es muy eficiente para producir grandes volúmenes de materiales recubiertos, que son esenciales en varias industrias, incluidas la impresión, el embalaje y la electrónica. La tecnología permite una aplicación uniforme y de alta calidad del material de recubrimiento sobre grandes áreas de superficie, lo que mejora la productividad y la uniformidad. [6]

Aplicaciones

Los revestimientos pueden ser tanto decorativos como tener otras funciones. [3] [7] Una tubería que transporta agua para un sistema de extinción de incendios puede recubrirse con una pintura anticorrosión roja (para su identificación). La mayoría de los revestimientos protegen hasta cierto punto el sustrato, como los revestimientos de mantenimiento para metales y hormigón. [8] Un revestimiento decorativo puede ofrecer una propiedad reflectante particular, como un aspecto brillante, satinado, mate o plano. [9]

Una de las principales aplicaciones de los recubrimientos es la protección del metal contra la corrosión. [10] [11] [12] [13] [14] Los recubrimientos para automóviles se utilizan para mejorar la apariencia y la durabilidad de los vehículos. Estos incluyen imprimaciones, capas base y capas transparentes, que se aplican principalmente con pistolas rociadoras y de forma electrostática. [15] La carrocería y los bajos de los automóviles reciben algún tipo de recubrimiento para los bajos. [16] Dichos recubrimientos anticorrosión pueden utilizar grafeno en combinación con epoxis a base de agua . [17]

Los revestimientos se utilizan para sellar la superficie del hormigón, como pisos de polímero/resina sin juntas , [18] [19] [20] [21] [22] revestimientos de muros de contención/muros de contención , impermeabilización y protección contra la humedad de paredes de hormigón y tableros de puentes . [23] [24] [25] [26]

La mayoría de los revestimientos para techos están diseñados principalmente para impermeabilizar, aunque también puede ser importante tener en cuenta la reflexión del sol (para reducir el calentamiento y el enfriamiento). Suelen ser elastoméricos para permitir el movimiento del techo sin que se agriete dentro de la membrana de revestimiento. [27] [28] [29]

La madera ha sido un material clave en la construcción desde la antigüedad, por lo que su conservación mediante recubrimientos ha recibido mucha atención. [30] Continúan los esfuerzos para mejorar el rendimiento de los recubrimientos de madera. [31] [32] [33] [34] [35]

Los recubrimientos se utilizan para alterar las propiedades tribológicas y las características de desgaste. [36] [37] Estos incluyen recubrimientos antifricción, resistentes al desgaste y al rayado para cojinetes de elementos rodantes [38]

Otro

Otras funciones de los recubrimientos incluyen:

Análisis y caracterización

Medidores de espesor de revestimiento fototérmicos (OptiSense Paintchecker Gun-R y Coatmaster Flex)

Existen numerosos métodos de evaluación destructiva y no destructiva (NDE) para caracterizar recubrimientos. [55] [56] [57] [58] El método destructivo más común es la microscopía de una sección transversal montada del recubrimiento y su sustrato. [59] [60] [61] Las técnicas no destructivas más comunes incluyen la medición de espesor ultrasónico , fluorescencia de rayos X (XRF), [62] difracción de rayos X (XRD), medición fototérmica del espesor del recubrimiento [63] e indentación de microdureza . [64] La espectroscopia fotoelectrónica de rayos X (XPS) también es un método de caracterización clásico para investigar la composición química de la capa superficial de espesor nanométrico de un material. [65] La microscopía electrónica de barrido acoplada con la espectrometría de rayos X de energía dispersiva ( SEM-EDX o SEM-EDS) permite visualizar la textura de la superficie y sondear su composición química elemental. [66] Otros métodos de caracterización incluyen la microscopía electrónica de transmisión (TEM), la microscopía de fuerza atómica (AFM), el microscopio de efecto túnel de barrido (STM) y la espectrometría de retrodispersión de Rutherford (RBS). También se utilizan varios métodos de cromatografía , [67] así como el análisis termogravimétrico. [68]

Formulación

La formulación de un recubrimiento depende principalmente de la función requerida del recubrimiento y también de la estética requerida, como el color y el brillo. [69] Los cuatro ingredientes principales son la resina (o aglutinante), el disolvente que puede ser agua (o sin disolvente), el pigmento (s) y los aditivos. [ ejemplo necesario ] [70] [71] Se están realizando investigaciones para eliminar por completo los metales pesados ​​de las formulaciones de recubrimiento. [72]

Por ejemplo, sobre la base de evidencia experimental y epidemiológica, ha sido clasificado por la IARC (Agencia Internacional para la Investigación sobre el Cáncer) como carcinógeno humano por inhalación (clase I) (ISPESL, 2008). [73]

Procesos

Los procesos de recubrimiento pueden clasificarse de la siguiente manera:

Deposición de vapor

Deposición química de vapor

Deposición física de vapor

Técnicas químicas y electroquímicas

Pulverización

Procesos de recubrimiento de rollo a rollo

Los procesos comunes de recubrimiento de rollo a rollo incluyen:

  • Recubrimiento con cuchilla de aire
  • Recubridor de anilox
  • Barnizadora flexográfica
  • Recubrimiento de huecos
    • Recubrimiento con cuchillo sobre rodillo
  • Recubrimiento de huecograbado
  • Recubrimiento por fusión en caliente : cuando la viscosidad de recubrimiento necesaria se logra mediante la temperatura en lugar de la solución de los polímeros, etc. Este método generalmente implica un recubrimiento con matriz de ranura por encima de la temperatura ambiente, pero también es posible tener un recubrimiento por rodillo de fusión en caliente, recubrimiento por varilla dosificadora de fusión en caliente, etc.
  • Recubrimiento por inmersión
  • Recubrimiento de beso
  • Recubrimiento de varilla dosificadora (barra Meyer)
  • Recubrimiento con rodillo
  • Recubridora de serigrafía
    • Pantalla rotatoria
  • Recubrimiento con matriz de ranura : el recubrimiento con matriz de ranura se desarrolló originalmente en la década de 1950. [76] El recubrimiento con matriz de ranura tiene un bajo costo operativo y es una técnica de procesamiento de fácil escalado para depositar películas delgadas y uniformes rápidamente, al tiempo que minimiza el desperdicio de material. [77] La ​​tecnología de recubrimiento con matriz de ranura se utiliza para depositar una variedad de productos químicos líquidos sobre sustratos de varios materiales, como vidrio , metal y polímeros , midiendo con precisión el fluido de proceso y distribuyéndolo a una velocidad controlada mientras la matriz de recubrimiento se mueve con precisión en relación con el sustrato. [78] La compleja geometría interna de las matrices de ranura convencionales requiere mecanizado o se puede lograr con impresión 3D . [79]
  • Recubrimiento por extrusión : generalmente a alta presión, a menudo a alta temperatura y con la banda desplazándose mucho más rápido que la velocidad del polímero extruido.
    • Recubrimiento de cortina : baja viscosidad, con la ranura verticalmente encima de la banda y un espacio entre la matriz de la ranura y la banda.
    • Recubrimiento deslizante: recubrimiento con microesferas con una corredera en ángulo entre la matriz de ranura y la microesfera. Se utiliza comúnmente para recubrimientos multicapa en la industria fotográfica.
    • Recubrimiento con matriz de ranura: generalmente con la banda respaldada por un rodillo y un espacio muy pequeño entre la matriz de ranura y la banda.
    • Recubrimiento con matriz de ranura de banda tensada, sin respaldo para la banda.
  • Impresión por inyección de tinta
  • Litografía
  • Flexografía

Físico

Véase también

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Referencias

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Lectura adicional

  • Müller, Bodo (2006). Formulación de recubrimientos: un libro de texto internacional. Poth de Urlich. Hannover: Vincentz. ISBN 3-87870-177-2.OCLC 76886114  .
  • Spyrou, Emmanouil (2012). Química y tecnología de los recubrimientos en polvo (3.ª ed.). Vincentz Network. ISBN 978-3-86630-884-8.OCLC 828194496  .
  • Titanio y aleaciones de titanio , editado por C. Leyens y M. Peters, Wiley-VCH, ISBN 3-527-30534-3 , tabla 6.2: descripción general de varios sistemas de recubrimiento y procesos de fabricación para aleaciones de titanio y aluminuros de titanio (modificado) 
  • Materiales de revestimiento para aplicaciones electrónicas: polímeros, procesos, fiabilidad y pruebas, de James J. Licari; William Andrew Publishing, Elsevier, ISBN 0-8155-1492-1 
  • Recubrimientos orgánicos de alto rendimiento, ed. AS Khanna, Elsevier BV, 2015, ISBN 978-1-84569-265-0 
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