Por Lawrence (Larry) Van Iseghem, Presidente/CEO da Van Technologies, Inc.
Ao longo de nossa trajetória comercial com clientes industriais em âmbito internacional, respondemos a uma quantidade incrível de perguntas e oferecemos diversas soluções relacionadas a revestimentos curáveis por UV. A seguir, apresentamos algumas das perguntas mais frequentes, e as respectivas respostas podem fornecer informações úteis.
1. O que são revestimentos curáveis por UV?
Na indústria de acabamento de madeira, existem três tipos principais de revestimentos curáveis por UV.
Revestimentos 100% ativos (às vezes chamados de 100% sólidos) curáveis por UV são composições químicas líquidas que não contêm solventes nem água. Após a aplicação, o revestimento é imediatamente exposto à energia UV, sem a necessidade de secagem ou evaporação prévia à cura. A composição aplicada reage para formar uma camada superficial sólida por meio do processo reativo descrito e apropriadamente denominado fotopolimerização. Como não há necessidade de evaporação antes da cura, o processo de aplicação e cura é notavelmente eficiente e econômico.
Revestimentos híbridos curáveis por UV, à base de água ou solvente, contêm água ou solvente para reduzir o teor de sólidos. Essa redução no teor de sólidos permite maior facilidade no controle da espessura da película úmida aplicada e/ou no controle da viscosidade do revestimento. Na prática, esses revestimentos UV são aplicados em superfícies de madeira por diversos métodos e precisam estar completamente secos antes da cura por UV.
Os revestimentos em pó curáveis por UV também são compostos 100% sólidos e normalmente são aplicados a substratos condutores por meio de atração eletrostática. Após a aplicação, o substrato é aquecido para fundir o pó, que flui formando uma película superficial. O substrato revestido pode então ser imediatamente exposto à energia UV para facilitar a cura. A película superficial resultante não é mais deformável ou sensível ao calor.
Existem variantes desses revestimentos curáveis por UV que contêm um mecanismo de cura secundário (ativado por calor, reativo à umidade, etc.) que pode proporcionar cura em regiões da superfície que não estão expostas à energia UV. Esses revestimentos são comumente chamados de revestimentos de dupla cura.
Independentemente do tipo de revestimento curável por UV utilizado, o acabamento ou camada superficial final proporciona qualidade, durabilidade e resistência excepcionais.
2. Qual a eficácia da aderência de revestimentos curáveis por UV em diferentes espécies de madeira, incluindo madeiras oleosas?
Os revestimentos curáveis por UV apresentam excelente adesão à maioria das espécies de madeira. É importante garantir que existam condições de cura suficientes para proporcionar cura completa e adesão correspondente ao substrato.
Existem certas espécies de madeira que são naturalmente muito oleosas e podem exigir a aplicação de um primer promotor de adesão, ou "camada de ligação". A Van Technologies realizou pesquisas e desenvolvimento consideráveis sobre a adesão de revestimentos curáveis por UV a essas espécies de madeira. Os desenvolvimentos recentes incluem um selador curável por UV que impede que óleos, seiva e resina interfiram na adesão da camada de acabamento curável por UV.
Alternativamente, o óleo presente na superfície da madeira pode ser removido imediatamente antes da aplicação do revestimento, limpando-se com acetona ou outro solvente adequado. Um pano absorvente e sem fiapos deve ser umedecido com o solvente e, em seguida, passado sobre a superfície da madeira. Deixe a superfície secar e, então, aplique o revestimento curável por UV. A remoção do óleo superficial e de outros contaminantes promove a adesão subsequente do revestimento aplicado à superfície da madeira.
3. Que tipo de vernizes são compatíveis com revestimentos UV?
Qualquer uma das manchas descritas aqui pode ser selada e revestida com eficácia usando sistemas de cura UV 100%, sistemas de cura UV com solvente reduzido, sistemas de cura UV à base de água ou sistemas em pó de cura UV. Portanto, existem diversas combinações viáveis, tornando praticamente qualquer mancha disponível no mercado adequada para qualquer revestimento de cura UV. No entanto, é importante observar alguns pontos para garantir a compatibilidade e obter um acabamento de qualidade na superfície da madeira.
Tintas à base de água e tintas à base de água curáveis por UV:Ao aplicar selantes/acabamentos em pó 100% curáveis por UV, curáveis por UV com solvente reduzido ou curáveis por UV sobre manchas à base de água, é essencial que a mancha esteja completamente seca para evitar defeitos na uniformidade do revestimento, incluindo casca de laranja, olhos de peixe, crateras, acúmulo de produto e formação de poças. Tais defeitos ocorrem devido à baixa tensão superficial dos revestimentos aplicados em relação à alta tensão superficial residual da água proveniente da mancha aplicada.
A aplicação de um revestimento à base de água e curável por UV, no entanto, geralmente é mais tolerante. A tinta aplicada pode apresentar umidade sem efeitos adversos quando se utilizam certos seladores/acabamentos à base de água e curáveis por UV. A umidade residual ou a água da aplicação da tinta se difundirá facilmente através do selador/acabamento à base de água e curável por UV durante o processo de secagem. É altamente recomendável, contudo, testar qualquer combinação de tinta e selador/acabamento em uma amostra representativa antes de aplicá-la na superfície final a ser acabada.
Manchas à base de óleo e à base de solvente:Embora possa existir um sistema que possa ser aplicado a manchas à base de óleo ou solvente que não estejam suficientemente secas, geralmente é necessário, e altamente recomendável, secar completamente essas manchas antes da aplicação de qualquer selador/acabamento. Manchas de secagem lenta desses tipos podem exigir até 24 a 48 horas (ou mais) para secar completamente. Novamente, recomenda-se testar o sistema em uma superfície de madeira representativa.
Tintas 100% curáveis por UV:Em geral, os revestimentos 100% curáveis por UV apresentam alta resistência química e à água quando totalmente curados. Essa resistência dificulta a boa adesão de revestimentos aplicados posteriormente, a menos que a superfície curada por UV subjacente seja adequadamente lixada para permitir a ligação mecânica. Embora existam vernizes 100% curáveis por UV projetados para receber revestimentos aplicados posteriormente, a maioria deles precisa ser lixada ou parcialmente curada (etapa "B" ou cura parcial) para promover a adesão entre as camadas. A etapa "B" resulta em sítios reativos residuais na camada de verniz que irão reagir com o revestimento curável por UV aplicado, à medida que este é submetido às condições de cura completa. A etapa "B" também permite uma leve lixagem para eliminar ou cortar qualquer relevo que possa ocorrer devido à aplicação do verniz. A aplicação de um selante ou acabamento liso resultará em excelente adesão entre as camadas.
Outra preocupação com vernizes 100% curáveis por UV diz respeito às cores mais escuras. Vernizes com alta pigmentação (e revestimentos pigmentados em geral) apresentam melhor desempenho quando se utilizam lâmpadas UV que emitem energia mais próxima do espectro da luz visível. Lâmpadas UV convencionais dopadas com gálio, em combinação com lâmpadas de mercúrio padrão, são uma excelente opção. Lâmpadas UV LED que emitem em 395 nm e/ou 405 nm apresentam melhor desempenho com sistemas pigmentados em comparação com arranjos de 365 nm e 385 nm. Além disso, sistemas de lâmpadas UV que fornecem maior potência UV (mW/cm²) também apresentam melhor desempenho.2e densidade de energia (mJ/cm³)2) promovem uma melhor cura através da camada de tinta ou revestimento pigmentado aplicado.
Por fim, assim como com os outros sistemas de tingimento mencionados acima, recomenda-se fazer um teste antes de trabalhar na superfície que será tingida e acabada. Certifique-se antes da secagem completa!
4. Qual é a espessura máxima/mínima da película para revestimentos 100% UV?
Tecnicamente, os revestimentos em pó curáveis por UV são 100% curáveis por UV, e sua espessura aplicada é limitada pelas forças eletrostáticas de atração que unem o pó à superfície a ser acabada. É recomendável consultar o fabricante do revestimento em pó curável por UV.
Em relação a revestimentos líquidos 100% curáveis por UV, a espessura da película úmida aplicada resultará em uma espessura de película seca aproximadamente igual após a cura por UV. Alguma contração é inevitável, mas geralmente tem consequências mínimas. Existem, no entanto, aplicações altamente técnicas que especificam tolerâncias de espessura de película muito rigorosas ou estreitas. Nessas circunstâncias, a medição direta da película curada pode ser realizada para correlacionar a espessura da película úmida com a espessura da película seca.
A espessura final da camada curada que pode ser alcançada dependerá da composição química do revestimento curável por UV e de sua formulação. Existem sistemas disponíveis projetados para fornecer depósitos de película muito finos, entre 0,2 e 0,5 milésimos de polegada (5 µm a 15 µm), e outros que podem proporcionar espessuras superiores a 0,5 polegadas (12 mm). Normalmente, revestimentos curáveis por UV com alta densidade de ligações cruzadas, como algumas formulações de uretano acrilato, não são capazes de atingir alta espessura de película em uma única camada aplicada. O grau de contração durante a cura causará rachaduras severas no revestimento aplicado em camadas espessas. Uma alta espessura de camada ou acabamento ainda pode ser alcançada usando revestimentos curáveis por UV com alta densidade de ligações cruzadas, aplicando-se múltiplas camadas finas e lixando e/ou realizando o processo de "estágio B" entre cada camada para promover a adesão entre elas.
O mecanismo de cura reativa da maioria dos revestimentos curáveis por UV é denominado "iniciado por radicais livres". Esse mecanismo de cura reativa é suscetível ao oxigênio do ar, que retarda ou inibe a velocidade de cura. Essa lentidão é frequentemente chamada de inibição por oxigênio e é mais importante quando se busca obter espessuras de filme muito finas. Em filmes finos, a área da superfície em relação ao volume total do revestimento aplicado é relativamente alta quando comparada à de filmes espessos. Portanto, filmes finos são muito mais suscetíveis à inibição por oxigênio e curam muito lentamente. Frequentemente, a superfície do acabamento permanece insuficientemente curada e apresenta uma textura oleosa/gordurosa. Para neutralizar a inibição por oxigênio, gases inertes, como nitrogênio e dióxido de carbono, podem ser passados sobre a superfície durante a cura para reduzir a concentração de oxigênio, permitindo assim uma cura completa e rápida.
5. Quão transparente é um revestimento UV transparente?
Revestimentos 100% curáveis por UV podem apresentar excelente transparência e rivalizam com os melhores vernizes transparentes do mercado. Além disso, quando aplicados em madeira, realçam ao máximo a beleza e a profundidade da imagem. Merecem destaque os diversos sistemas de uretano acrílico alifático, que são notavelmente transparentes e incolores quando aplicados a uma ampla variedade de superfícies, incluindo madeira. Ademais, os revestimentos de poliuretano acrílico alifático são muito estáveis e resistentes ao desbotamento com o tempo. É importante ressaltar que revestimentos com baixo brilho dispersam a luz muito mais do que revestimentos brilhantes e, portanto, apresentam menor transparência. Em comparação com outras composições químicas de revestimento, no entanto, os revestimentos 100% curáveis por UV são equivalentes, senão superiores.
Os revestimentos à base de água curáveis por UV disponíveis atualmente podem ser formulados para proporcionar clareza excepcional, tonalidade quente da madeira e resposta comparável aos melhores sistemas de acabamento convencionais. A clareza, o brilho, a resposta da madeira e outras propriedades funcionais dos revestimentos curáveis por UV disponíveis no mercado hoje são excelentes quando provenientes de fabricantes de qualidade.
6. Existem revestimentos curáveis por UV coloridos ou pigmentados?
Sim, revestimentos coloridos ou pigmentados estão prontamente disponíveis em todos os tipos de revestimentos curáveis por UV, mas existem fatores a serem considerados para resultados ótimos. O primeiro e mais importante fator é o fato de que certas cores interferem na capacidade da energia UV de se transmitir ou penetrar no revestimento curável por UV aplicado. O espectro eletromagnético é ilustrado na Imagem 1, e pode-se observar que o espectro da luz visível é imediatamente adjacente ao espectro UV. O espectro é um contínuo sem linhas (comprimentos de onda) de demarcação claras. Portanto, uma região se mistura gradualmente com a região adjacente. Considerando a região da luz visível, há algumas afirmações científicas de que ela se estende de 400 nm a 780 nm, enquanto outras afirmam que ela se estende de 350 nm a 800 nm. Para esta discussão, basta reconhecermos que certas cores podem bloquear efetivamente a transmissão de certos comprimentos de onda da radiação UV.
Como o foco está na região de comprimento de onda ou radiação UV, vamos explorar essa região com mais detalhes. A Imagem 2 mostra a relação entre o comprimento de onda da luz visível e a cor correspondente que é eficaz em bloqueá-la. Também é importante saber que os corantes normalmente abrangem uma gama de comprimentos de onda, de modo que um corante vermelho pode abranger uma faixa considerável, podendo absorver parcialmente a radiação UVA. Portanto, as cores de maior preocupação abrangem a faixa do amarelo ao laranja e ao vermelho, e essas cores podem interferir na cura eficaz.
Os corantes não apenas interferem na cura UV, como também devem ser considerados ao usar revestimentos pigmentados brancos, como primers e tintas de acabamento curáveis por UV. Observe o espectro de absorção do pigmento branco dióxido de titânio (TiO2), conforme mostrado na Imagem 3. O TiO2 apresenta forte absorção em toda a região UV e, ainda assim, os revestimentos brancos curáveis por UV são curados com eficácia. Como? A resposta reside na formulação cuidadosa realizada pelo desenvolvedor e fabricante do revestimento, em conjunto com o uso das lâmpadas UV adequadas para a cura. As lâmpadas UV convencionais emitem energia conforme ilustrado na Imagem 4.
Cada lâmpada ilustrada é baseada em mercúrio, mas ao dopar o mercúrio com outro elemento metálico, a emissão pode ser deslocada para outras regiões de comprimento de onda. No caso de revestimentos brancos à base de TiO2, curáveis por UV, a energia fornecida por uma lâmpada de mercúrio padrão será efetivamente bloqueada. Alguns dos comprimentos de onda mais altos emitidos podem promover a cura, mas o tempo necessário para a cura completa pode não ser prático. Ao dopar uma lâmpada de mercúrio com gálio, no entanto, há uma abundância de energia útil em uma região não efetivamente bloqueada pelo TiO2. Usando uma combinação de ambos os tipos de lâmpada, é possível obter tanto a cura completa (usando lâmpada dopada com gálio) quanto a cura superficial (usando lâmpada de mercúrio padrão) (Imagem 5).
Por fim, os revestimentos coloridos ou pigmentados curáveis por UV precisam ser formulados utilizando os fotoiniciadores ideais para que a energia UV – faixa de comprimento de onda da luz visível emitida pelas lâmpadas – seja utilizada adequadamente para uma cura eficaz.
Outras perguntas?
Em relação a quaisquer dúvidas que surjam, não hesite em consultar o fornecedor atual ou futuro da empresa para revestimentos, equipamentos e sistemas de controle de processos. Boas respostas estão disponíveis para ajudar na tomada de decisões eficazes, seguras e lucrativas.
Lawrence (Larry) Van Iseghem é presidente/CEO da Van Technologies, Inc. A Van Technologies possui mais de 30 anos de experiência em revestimentos curáveis por UV, tendo começado como uma empresa de P&D, mas se transformado rapidamente em uma fabricante de Revestimentos Avançados para Aplicações Específicas™, atendendo instalações de revestimento industrial em todo o mundo. Os revestimentos curáveis por UV sempre foram um foco principal, juntamente com outras tecnologias de revestimento "verdes", com ênfase em desempenho igual ou superior às tecnologias convencionais. A Van Technologies fabrica a marca de revestimentos industriais GreenLight Coatings™ de acordo com um sistema de gestão da qualidade certificado pela ISO 9001:2015. Para mais informações, visite [link para o site da Van Technologies].www.greenlightcoatings.com.
Data da publicação: 22/07/2023
