FOSFATIZAÇÃO ORGÂNICA - Como funciona?
Os solventes orgânicos que fazem parte do fosfatizante removem os contaminantes oleosos da superfície metálica, diluindo-os no banho.
Com a secagem no líquido sobre a superfície do metal forma-se uma fina camada polimérica, amorfa e incolor de resinas orgânicas modificados. O óleo removido acompanha o filme e funciona como um plastificante.
Este filme adere firmemente ao metal e disponibiliza funções químicas apropriadas para proporcionar uma firme ancoragem química com a tinta ao contrário da fosfatização convencional cuja ancoragem é mecânica.Com o processo de Fosfatização Orgânica o grau de proteção ultrapassa 350 hs de “salt-spray”.
TINTA
ANCORAGEM ORGAPHOS
METAL
COMPARAÇÃO DE PROCESSO COM O SISTEMA CONVENCIONAL
Para melhor entendimento dos processos vamos descrever os dois tipos de tratamento por banho.
FOSFATIZAÇÃO INORGÂNICA OU CONVENCIONAL
A fosfatização inorgânica promove diversas reações físico químicas em meio aquoso na seguinte sequência, normalmente uma em cada banho:
- Desengraxe: Utiliza-se um desengraxante cuja finalidade é a remoção das substâncias oleosas da superfície metálica, para desimpedir o acesso dos reagentes nas próximas sequências.
- Enxágue: Um banho com água tem como finalidade evitar que os componentes químicos do banho anterior contaminem o banho subsequente. A necessidade de renovação dessa água gera efluente a ser tratado.
- Ativação ou Refino: Um reagente químico modifica a superfície metálica promovendo pontos onde os cristais de fosfato metálico (ferro ou zinco) irão crescer, e aumentando a aderência dos mesmos.
- Fosfatização: Uma solução de fosfatos ácidos metálicos fornece material para o crescimento dos cristais que irão promover a rugosidade que garante a adesão da tinta.
- Passivação: Um reagente químico se deposita sobre a superfície metálica desprotegida entre os cristais de fosfato, aumentando a proteção contra a corrosão.
- Enxágue: Um banho com água tem como finalidade evitar que os componentes químicos do banho anterior contaminem a superfície a ser pintada, comprometendo a qualidade.
Entre etapas e no final costuma haver um ou dois enxágues reduzir a contaminação na superfície aumentando a qualidade. O número de banhos chega 9.
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FOSFATIZAÇÃO ORGÂNICA
A Fosfatização Orgânica ocorre em meio solvente sem água. Utiliza-se um único banho onde as peças passam pela seguinte sequência:
- Imersão: O óleo presente na peça se dissolve no solvente passando para o banho, aumentando sua concentração durante um período inicial. Ao deixar o banho a peça carrega consigo uma camada de solvente contendo resinas e óleo acumulado no banho. Após algum tempo o teor de óleo deixa de aumentar, pois a quantidade que entra é igual à que sai, entrando em equilíbrio. Um sistema de recirculação com filtro retira o particulado sólido do banho, como limalha e sujeira que acompanha as peças.
- Escorrimento: As peças são retiradas do líquido e escorrem num espaço superior do tanque saturado de solvente pois como o mesmo é mais pesado que o ar. Desta forma recupera-se o máximo de banho sem evaporação significativa de solvente.
- Secagem: As peças são posicionadas numa zona de alta ventilação, externa ao tanque, para evaporar o solvente e secar as peças. Com a evaporação do solvente da camada sobre a peça, as resinas reticulam encapsulando o óleo que funciona como um plastificante, formando uma película que adere firmemente na chapa metálica e de outro lado reage com as resinas da tinta.
3. Secagem
2. Escorrimento
1. Imersão
TRÊS FORMAS DE APLICAÇÃO
As três etapas, Imersão, Escorrimento e Secagem são conduzidas num único Tanque.
Esta opção é a de menor investimento. O cliclo de 10 min, com um painel de aspiração ou 5 min com dois painéis, atende até linhas de pintura contínuas com 2 m/min.
A opção de imersão contínua em tanque “barca” é interessante por dispensar transbordo entre a fosfatização e a pintura. Devido ao investimento inicial mais elevado em relação à estacionária, é recomendada para integração com linhas contínuas acima de 1,5 m/min. Uma estufa de secagem contínua de alta vazão deve ser considerada.
O fosfato orgânico utilizado para spray utiliza solventes e componentes pouco voláteis o que acarreta escorrimento e secagem mais críticos. Sempre que possível, em instalações contínuas, é recomendável utilizar a opção de imersão em tanque “barca”.
ASPECTOS DE CONTRAPOSIÇÃO: Convencional x Orgânica
ASPECTO DE CONTRAPOSIÇÃO
FOSFATIZAÇÃO INORGÂNICA OU CONVENCIONAL
FOSFATIZAÇÃO ORGÂNICA
O que promove a limpeza
Água com desengraxante
Solvente com afinidade em relação aos óleos contaminantes das peças, protetivos e de processo
O que promove a adesão
Adesão mecânica em cristais de fosfato de ferro ou zinco que crescem sobre a superfície durante o tratamento
Adesão química em película de resinas que tem afinidade com a superfície metálica e com a tinta em uso
Aparência da superfície tratada
A aparência da superfície é alterada: mosaico azulado (fosfato de ferro) ou cinza aveludado (fosfato de zinco)
A aparência da superfície pouco alterada, película transparente, seca e com tato plástico
Destino dos contaminantes oleosos
Com o desengraxe o óleo é descartado através de separador de óleo. Mais radicalmente: descarte parcial ou total do banho, gerando efluentes que se juntam aos da lavagem
O óleo é assimilado na película de resinas como um plastificante, não gerando efluente
Destino dos contaminantes sólidos de sujeira e lamas de fosfato
Através de purga do material precipitado no fundo do tanque e filtração, com geração de efluentes e resíduos sólidos a serem descartados
A pouca sujeira que acompanha as peças é retida num filtro que depois de seco, só contém material inerte de fácil disposição. Não são gerados contaminantes no processo, tipo lamas |
Destino dos contaminantes sólidos de sujeira e lamas de fosfato
Através de purga do material precipitado no fundo do tanque e filtração, com geração de efluentes e resíduos sólidos a serem descartados
A pouca sujeira que acompanha as peças é retida num filtro que depois de seco, só contém material inerte de fácil disposição. Não são gerados contaminantes no processo, tipo lamas |
Gasto energético
Aquecimento para desengraxe e estufa de secagem
Sem aquecimento como padrão. Só em casos de pintura com branco é aconselhável secagem com estufa para garantir a fixação do óleo
Ocupação de espaço
Necessidade de 3 a 7 banhos mais estufa
Apenas um tanque e excepcionalmente, mais estufa
Estação de tratamento efluentes
Necessária uma estação de tratamento ou custo de terceirização
Não há necessidade de estação de tratamento
Custo disposição de resíduos sólidos
Necessário
Inexistente
Aprovação ambiental
Com restrições
Aprovação até em áreas com proteção de mananciais
Presença de carepa ou ferrugem nas peças
O uso de um decapante ácido remove a carepa ou ferrugem. O enxágue deficiente provocará corrosão sob a tinta. Geração de resíduos e efluentes ácidos
O processo de fosfatização orgânica pressupõe a utilização de material sem carepa ou ferrugem
DESTAQUES
- Estágio único
- Processo a frio
- Sem enxague, sem efluentes e sem lamas
- Atende a ISO 14.000
ATRIBUTOS
- Trata simultaneamente aço carbono, ferro fundido, chapa zincada, alumínio e latão com um único produto e num único banho
- Camada protetiva de 3 a 5 µ
- Confere à pintura maior adesão e resistência ao impacto e à dobra
- Proteção temporânea da peça sem pintura por algumas semanas
DIFERENCIAIS
- Desengraxe e fosfatização simultâneos pela incorporação do óleo à resina base do produto
- Desengraxe e Fosfatização sem efluentes e sem consumo de água
- Uma única operação: Mais Produtividade
- Processo a Frio: Menor consumo de energia
- Instalações compactas: Menor investimento
- Dispensa controle analítico diário. Custo operacional reduzido
- Ecológicamente Correto: atende a ISO 14.000