REMOVEDORES DE PINTURA Mecanismos – Características y aplicaciones "La elección del removedor de pinturas más apropiado está unida a factores técnicos, económicos y de compatibilidad con la legislación ambiental vigente. Al final, hay diferentes tipos de producto, con diversas características y aplicaciones." Hoy, como nunca antes en la historia de la industria, los removedores de pintura se convirtieron en productos indispensables en grandes instalaciones donde existen procesos de pintura y terminación. La necesidad de reducir costos y aumentar la velocidad e remoción de la pintura exigió la sustitución de algunos procesos más lentos y más caros, como el arenado, raspado, pulido y quema, a favor de los removedores más económicos y más rápidos. Los revestimientos orgánicos de hoy han avanzado mucho en términos de complejidad, pero se convirtió en necesidad que sean amigables con el medio ambiente. Desde 1997, la OSHA y la EPA colocaron serias restricciones en relación a diversos componentes existentes en esos desplacantes. (“Strippers”). Estamos viviendo en la edad de los polímeros alquídicos, vinílicos, fenólicos, ureas y melaninas, y esto propicia nuevos desarrollos para mejorar las fórmulas de los removedores existentes. Pinturas alquídicas son fácilmente removidas por productos fuertemente alcalinos en caliente, mientras que los estirenos son solubles en prácticamente todos los tipos de solventes. Existen otros factores en las fórmulas de las pinturas que desempeñan un papel importante en la determinación de la eficiencia del removedor, que son los siguientes: 1. Densidad del pigmento de la pintura; 2. Condición y tipo de metal; 3. Tipo de primer; 4. Espesor y homogeneidad de la película de pintura; 5. Grado de polimerización. El desafío de remover las películas de pintura de la superficie, con rapidez y eficiencia, y de todos los sustratos metálicos, ha sido la meta de muchas empresas. El objetivo de la industria es resolver el problema en diferentes sistemas de pintura con un sistema único de removedor, cubriendo todos los tipos de sustratos metálicos sin causar problemas de ataque al metal. Otra necesidad es que esas películas so suelten con apenas un chorro de agua. Las fórmulas basadas en productos ácidos empezaron a presentar problemas relacionados a la seguridad en el manoseo y a problemas para eliminar los residuos. Para resolver este problema, se necesitó eliminar diversos componentes de esa fórmula e incorporar otros para evitar la corrosión del metal, siendo, por tanto, introducidos los inhibidores. Este tipo de fórmula fue ensayada en diversos tipos de pintura, incluso para fines militares, debiendo ser eficiente y alcanzar todos los objetivos deseados para el acero carbono y el aluminio. Métodos de evaluación y ensayo de un removedor - Eficiencia Cuantificar el porcentaje de pintura que fue removida en relación al área en contacto con el removedor. Procedimiento: Colocar en puntos distintos de la superficie del panel metálico pintado seis gotas del removedor, a través de un cuenta gotas. Cubrir con un vidrio de reloj. Después de seis minutos, remover la tapa del vidrio de reloj y lavar el área de ensayo con un chorro de agua con aproximadamente 10 psi de presión, durante aproximadamente 6 minutos, y posteriormente lavar nuevamente. Establecer un índice de remoción de pintura en porcentaje basado en los resultados de los seis puntos aplicados. Remoção de tinta em peças de alumínio - Corrosión Inmersión por 2 hs en la solución del removedor y posteriormente los cuerpos de prueba son retirados de la solución e inspeccionados visualmente. Son observadas las descoloraciones y otras señales de corrosión. Una superficie resultante de arenado o con una capa de conversión deja la remoción más difícil. No solo las capas formadas por los revestimientos de capa de conversión, pero la naturaleza porosa de la película inorgánica pueden dificultar la remoción, pues la pintura penetra en las rayas y forma un conjunto muy enraizado y firmemente ligado a la superficie. Tanto el aumento de la capa inorgánica cuanto la dificultad de penetración en la pintura retardan la operación de desplaque. Esto es fácilmente probado comparando dos superficies, una sin ninguna capa de conversión y otra con este tratamiento. Cuando la superficie del metal posee algún tipo de tratamiento como el fosfatizado, cromatizado o hasta mismo la anodización, se observa que el desplaque de la pintura ocurre en pequeños pedazos heterogéneos e irregulares, no llevando la capa de conversión formada en el metal, mientras que cuando no hay ningún tratamiento, visualizamos el desplaque en forma de películas grandes de pintura. Primers que aumentan la protección anticorrosiva del metal, tales como los ricos en óxido de plomo rojo, hierro, cinc y cromato, son los más utilizados y las películas resultantes son finas y porosas. Se cree que existe una relación directa entre la eficacia del removedor en relación al espesor y a la porosidad de la película, existiendo un espesor ideal en que el tiempo de desplaque es mínimo y la eficiencia del removedor es máxima, pero en la práctica encontramos diferentes espesores y diferentes películas formadas. El mecanismo por el cual los removedores tienen mejor o peor rendimiento y acción depende de la capacidad de penetrar a través del revestimiento y de quebrar el vínculo de la película sobre el metal: de allí la importancia de la característica de la película, del espesor y de su porosidad. Esos tres factores afectan directamente la eficiencia del desplaque. Otro factor importante es la cantidad de pigmento de la película formada: películas altamente pigmentadas y con alta densidad afectan la eficiencia del removedor, retardando la acción del solvente en penetrar la película hasta el revestimiento metálico por la dificultad en quebrar el vínculo entre el metal y el revestimiento. Otro factor preponderante en la eficiencia de un removedor es la cura de la pintura. Una película con exceso de cura (“overbaking” – “overpolymerization”) es mucho más difícil de remover que una película con polimerización incompleta (“underbaking”). Una resina no totalmente polimerizada, como también revestimientos de película no totalmente curados o con baja temperatura de cura, son más susceptibles a un removedor a base de solventes. Es importante enfatizar la importancia de elegir un cuerpo de prueba representativo para hacer cualquier ensayo de remoción de pintura. Una muestra de pieza pintada en que la pintura no está bien curada puede llevar a la elección equivocada del removedor. Una película mal curada puede ser removida por diversos diluyentes y álcalis, al paso que el polímero curado puede ser totalmente insensible a estos medios. Existen cinco tipos diferentes de materiales utilizados para la remoción de pinturas industriales. Removedores alcalinos Actúan como solventes de la película de pintura y son, actualmente, los más utilizados. En su formulación, generalmente tenemos los siguientes compuestos químicos: Soda caustica y potasa caustica, con la adición de un surfactante tensoactivo adecuado para mejorar la humectación, penetración y lavado. Pueden contener también sales alcalinas, tales como carbonatos, fosfatos y silicatos. Un removedor alcalino pude actuaren el revestimiento de dos maneras: a) Ataque al pigmento; b) Desintegración de la resina orgánica, que depende de la capacidad del removedor en saponificar las porciones de ácidos grasos del vehículo, como las alquídicas, o sobre la capacidad del álcali de quebrar ligaciones ester, como en el caso del nitrato de celulosa. Las pinturas alquídicas, fenoles, pinturas al óleo, goma, barnices, acetato de celulosa y a base de nitrato de celulosa pueden ser removidas en un baño alcalino, mientras que las vinílicas, etil-celulosa, ureas, melaninas y resinas epoxi permanecen inalteradas, no los teniendo resultados deseados en baños alcalinos. Las ventajas de una remoción con productos alcalinos es que son de fácil aplicación, no son inflamables, pues son diluidos en agua y generalmente tienen un costo bajo. Los removedores alcalinos generalmente son usados por inmersión a altas temperaturas y en tanques de acero carbono. Es importante enfatizar que esos álcalis pueden manchar y atacar la superficie de piezas en bronce, cinc y aluminio, pero con el desarrollo de tecnologías más avanzadas, se puede tratar el aluminio utilizando un conjunto de inhibidores para materiales alcalinos. El proceso de remoción de una película de pintura de la superficie de un metal por un removedor alcalino de llama solvatación, que significa la fuerte tendencia de disolver la parte orgánica de la película de pintura. Es recomendable un buen lavado posterior con agua corriente para la eliminación de los residuos de pigmento sueltos en la superficie del metal después del desplaque, siendo el lavado por presión más eficaz y recomendable. Como ya mencionado, los removedores alcalinos actúan más lentamente que otros tipos de materiales, siendo que el tiempo de remoción depende del tipo de resina de la pintura y del grado de polimerización, pero el tiempo puede ser considerablemente disminuido por el aumento de la concentración dentro de los límites y por la adición de un agente sinérgico adecuado. Removedores ácidos Uno de los ácidos más eficaces y económicos utilizados actualmente es el ácido sulfúrico concentrado. Tiene la ventaja de ser rápido, dejando la superficie limpia, disolviendo pinturas sin agredir el metal base. Independientemente de las ventajas de precio y de desempeño, generalmente tienen implicaciones cuando utilizados en grandes procesos de desplacamiento, por eso generalmente no son utilizados en procesos de alta escala. Una desventaja de la utilización del ácido sulfúrico concentrado es su naturaleza corrosiva, lo que lo convierte en un riesgo serio a la salud, condenado por varios órganos de control ambiental. Otra implicación es que el ácido sulfúrico tiende a absorber la humedad atmosférica, atacando revestimientos orgánicos y corroyendo las instalaciones industriales y los equipos que están próximos. La acción de un removedor ácido en la remoción de una película de pintura orgánica puede depender de tres factores: a) Oxidación, o esterificación de la resina; b) Solvatación del pigmento; c) Ataque de los ácidos sobre el metal base, rompiendo el vínculo entre el metal y el revestimiento de pintura. Estas formulaciones son generalmente basadas en soluciones de agentes oxidantes fuertes, agentes para esterificación y ácidos inhibidos. Siendo los metales altamente sensibles a soluciones ácidas, este tipo de material debe ser debidamente equilibrado para dar lo máximo de eficacia t el mínimo de ataque a la superficie. Aunque los ácidos puedan ser usados en muchos metales, en el aluminio se obtuvo un resultado positivo alcanzado en la remoción de películas orgánicas muy tenaces, sin causar erosión o destrucción del revestimiento, pero otra tecnología ha avanzado para este metal. El la mejor de las hipótesis, los removedores ácidos son utilizados apenas para aplicaciones muy especiales. Solventes Son diluyentes y tienen tres diferentes clases: a) Solventes activos a base de ésteres y cetonas, tales como acetato de etilo, acetato de butilo, acetona, metiletilcetona, etc.; b) Solventes a base de alcoholes, como etanol, metanol y butanol; c) Hidrocarbonatos diluyentes, tales como benzol, toluol, nafta y agua ras. El uso de diluyentes en la remoción de pinturas es limitado a pocas aplicaciones, siendo utilizado en la remoción de defectos antes de la cura de las pinturas y en la remoción de pinturas y barnices de secado al aire y de pinturas a base de compuestos vinílicos, acetato de celulosa, nitrato de celulosa, etil celulosa, y de pinturas al óleo de secado al aire, mientras que la mayoría de los revestimientos sintéticos curados no es afectada por ellos. Otros factores que limitan la utilización de esos solventes son: - Bajo punto de fulgor; - Alto grado de inflamabilidad; - Alta tasa de evaporación; - Fuerte olor; - Toxicidad del vapor. Estos factores hacen de los diluyentes un grave riesgo a la salud y a alto riesgo de incendio, además de llegar al punto de saturación rápidamente cuando actúan en las resinas, púes están en concentraciones limitadas en la formulación. Removedores a frio Son generalmente una mezcla de solventes clorados, cloruro de metileno o bicloruro de etileno, metanol, amonio, o ácido acético o fórmico u otro solventa adicional necesario. Caracteriza la remoción por el desplaque de la película en la forma de pedazos. Aunque sean productos más populares, poseen un valor agregado más alto y tienen las siguientes características: a) Acción rápida; b) Alto punto de fulgor; c) Baja inflamabilidad; d) Corrosión mínima; e) Dejan las piezas listas para el retoque. Mecanismo de acción de un removedor a base de solventes a frio Aunque poco se sepa sobre el mecanismo de reacción de un removedor en un revestimiento orgánico, algunas teorías fueron descriptas para explicarlo. En el caso del uso de un removedor a base de solventes, para que uno o más solventes funcionen como “stripper” en una película polimerizada, debe tener, primeramente, la característica de hinchar la película y actuar como un gelificante. Cuando un panel pintado es colocado en un removedor, el revestimiento aumenta en una pequeña extensión, donde el solvente es absorbido por el revestimiento. Después que el solvente es absorbido, se difunde a través del revestimiento al metal base. Cuando penetró hasta el metal, una presión se forma para quebrar la ligación que mantiene la pintura en la superficie. En los casos en que un vínculo mayor existe, como en el caso de piezas fosfatizadas o anodizadas una mayor presión debe ser ejercida por el removedor. Cuando la presión no es suficiente, la remoción puede fallar completamente o hacer apenas un trabajo parcial. Eso puede ser resuelto, en algunos casos, aumentando la viscosidad del producto a través de un material que forma un film. Este nuevo material formado en la superficie del revestimiento hace con que la presión ejercida por el “stripper” actúe en una única dirección, sin pérdidas por difusión para el exterior. Como la velocidad de un removedor es dependiente de la capacidad del compuesto que va a difundir a través del revestimiento, se puede esperar que, cuanto menor la molécula, más rápida será la acción de remoción. Esta acción no se limita a los solventes clorados, pero, también, vale para removedores a base de cetonas, compuestos de nitrógeno y otros compuestos con las mismas propiedades. El amonio, el ácido fórmico o acético parecen tener la función de aceleradores para los solventes en la medida en que calibran la acidez y la alcalinidad necesarias para neutralizar las fuerzas electroestáticas en la superficie y para proveer un micro ataque inicial sobre el film. Fue verificado, también, que la adición de metanol a la acción de solventes clorados sirvió para aumentar la polaridad de los solventes por medio de ligaciones de hidrógeno, aumentando la velocidad de la reacción. Actualmente las pinturas utilizadas industrialmente contienen una mezcla de diferentes resinas y, con eso, hubo la necesidad de sumar y / o modificar la base de solventes de algunos removedores. Removedores de emulsión en caliente Son basados principalmente en derivados de fenol o fenoles y en un emulsionante adecuado, siendo generalmente utilizados en operaciones de pulverización o en tanque de vapor caliente. Los fenoles actúan como solventes parciales y, en combinación con el calor del baño, hinchan el revestimiento. El agente emulsionante moja la superficie y permite que los fenoles penetren a través de la resina hasta la base del metal y quiebren el vínculo existente entre la película orgánica y el metal. La utilización de emulsiones fenólicas en caliente causa gran peligro a la salud en cualquier condición de uso. Son utilizados principalmente en la remoción de pinturas alquídicas, epoxi melanina, fenólicas y revestimientos tipo urea. Son utilizados donde son necesarias una gran velocidad y eficiencia en la operación, siendo que pueden ser aplicados sobre cinc, aluminio y latón sin atacar la superficie, pero dejan un film sellante sobre el metal que debe ser removido posteriormente con un baño de solución alcalina suave. La elección del tipo de removedor a ser empleado debe ser de forma que haya un buen desempeño con un mínimo de costo y manoseo. Factores que influencian en la elección del tipo de removedor: 1) Tiempo mínimo de remoción permitido por operación unitaria; 2) Disponibilidad de equipos como tanques, lavados, calentadores (En caliente o a frio), forma de aplicación (Presión o inmersión), adecuación de la ventilación; 3) Olor, inflamabilidad y riesgos a la salud implicados en la operación. Conclusión Como fue descrito, existen diferentes tipos de removedores, con diversas características y diferentes aplicaciones, por tanto, la elección del más apropiado está unida a factores técnicos, económicos y de compatibilidad con la legislación ambiental vigente. Marco Antonio Caracciolo Coordinador – MPT, SurTec do Brasil.