Verniciatura a polvere: tecniche, caratteristiche, pro e contro e costo.

In cosa consiste la verniciatura a polvere e quali vantaggi e svantaggi presenta? Esaminiamo le caratteristiche specifiche delle vernici in polvere e le tecniche di verniciatura. Vediamo, inoltre in quali settori trovano impiego e quali superfici si possono trattare.

Verniciatura a polvere: tecniche, caratteristiche, pro e contro e costo

Che cos'è la verniciatura a polvere?

La verniciatura a polvere è una tecnica usata principalmente per verniciare oggetti metallici di dimensioni contenute. Questa tecnica consente di rivestire gli oggetti in questione con un film sottile di materiale organico al fine di migliorarne l’estetica e/o preservarli da corrosione e da processi di aggressione chimica.

Naturalmente le vernici utilizzate in detto trattamento non sono le comuni miscele liquide di legante, pigmenti, cariche, additivi e solvente ma polveri di composti organici di varia natura che inglobano, in ogni singola particella, resine e pigmenti ed eventuali additivi e quindi tutti i componenti di una tradizionale vernice. Caratteristica peculiare è l’assoluta mancanza di solvente.

Cosa e quali sono le vernici in polvere.

Le polveri di vernice in uso come si è già detto son composti organici di natura chimica varia finemente triturati con dimensioni delle singole particelle comprese tra i 20 ed i 120 milionesimi di metro. La composizione chimica delle polveri è scelta in funzione delle caratteristiche che dovrà avere il rivestimento che esse formeranno. Caratteristiche che dovranno assicurare protezione per la corrosione ma anche isolamento termico o elettrico.

Qualunque sia la loro formula chimica esse sono comunque costituite da:

  • una resina, che costituisce il legante, per circa il 50-60%,
  • pigmenti e cariche per il 40-50%
  • additivi per circa l’1-2%.

E’ possibile raggrupparle in due grosse e distinte categorie: vernici in polvere termoindurenti e termoplastiche.

Le vernici in polvere termoindurenti sono quelle che quando viene fornito calore danno luogo ad un fenomeno di polimerizzazione ossia ad una reazione chimica che conduce alla costituzione di una catena polimerica ossia una macromolecola (molecola ad elevato peso molecolare) formata dall’unione di tanti elementi semplici (monomeri) che si ripetono in sequenza. Sono la maggioranza delle vernici in polvere utilizzate (circa il 90%) ed offrono ottima protezione alla corrosione ed all’aggressione chimica ed in più una considerevole resistenza meccanica. Le vernici in polvere termoindurenti possono avere come leganti le seguenti tipologie di resine:

  • epossidiche che si ottengono da polimerizzazione di monomeri che contengono l’anello epossidico (costituito da un atomo di ossigeno e due atomi di carbonio collegati tra loro) ;
  • poliestere si ottengono per polimerizzazioni di una categoria molto ampia di monomeri ramificati insaturi (con doppi legami tra atomi di carbonio) e sono più resistenti all’azione dei raggi ultravioletti delle epossidiche ma temono l’aggressione chimica.

Le vernici in polvere termoplastiche sono quelle che quando si fornisce calore liquefano ed il raffreddamento non provoca cambiamenti della loro formula chimica originaria. Vengono utilizzate quando l’uso dell’oggetto da verniciare è tale da necessitare una copertura con un film di spessore convenientemente abbondante in maniera da assicurare una resistenza superiore alla norma. Le resine più comuni con proprietà termoplastiche sono: polietilene; poliammidi (polimeri caratterizzati dal gruppo ammidico CO-NH) ; polipropilene.

Come si ottengono?

Qualunque sia la loro tipologia queste vernici si creano partendo da una precisa miscela dei vari componenti allo stato solido. La miscela viene poi riscaldata a circa 100 °C e conseguentemente liquefatta. La miscela liquefatta viene poi estrusa e fatta solidificare ottenendo un composto granulare.Una volta solidificata viene macinata finemente e ridotta in polvere.

Come si effettua la verniciatura a polvere? Le tecniche

La verniciatura a polvere può essere effettuata con tre distinte tecniche e precisamente:

  • Verniciatura a letto fluido. L’oggetto da verniciare viene portato ad una temperatura superiore a quella della vernice in polvere e poi fatto passare in un letto fluido di polveri di vernici. Le particelle di vernice, venendo a contatto con il manufatto caldo, fondono e aderiscono ad esso. Per ottenere il letto fluido di vernice occorre disporre di uno scatolato con alla base un setto poroso attraverso cui si insuffla aria compressa. Se si dispone sul setto poroso una opportuna quantità di vernice in polvere questa viene portata in sospensione dall’aria compressa e dopo un po’ satura l’ambiente. A questo punto si fa transitare nell’ambiente saturo di polvere in sospensione l’oggetto da verniciare precedentemente riscaldato.
Una tipologia particolare della verniciatura a letto fluido è quella a caricamento elettrostatico della polvere.
In questo caso lo scatolato in cui viene creato il letto fluido di vernice ha le pareti ricoperte di elettrodi a potenziale elevato che ionizzano le minuscole particelle di vernici in sospensione. L’oggetto da verniciare non viene riscaldato ma mantenuto a potenziale di terra e quindi a potenziale 0.Le particelle cariche di vernice verranno attratte dall’oggetto a potenziale 0 e lo ricopriranno completamente. Dopo la ricopertura per completare il trattamento l’oggetto passa in un forno dove con temperature adeguate si innesca la polimerizzazione della vernice.
  • Verniciatura elettrostatica a spruzzo. Fa uso di una particolare pistola a spruzzo per trasferire la vernice all’oggetto da verniciare. Questa nebulizza la polvere di vernice con un getto di aria compressa dopo averla caricata elettrostaticamente. Le particelle cariche, spinte dall’aria e dalle forze di attrazione elettrostatica, raggiungono il substrato da verniciare mantenuto a potenziale 0 ed aderiscono ad esso ricoprendolo.
  • Verniciatura a fiamma spruzzo. La polvere di vernice viene insufflata, a velocità sostenuta, da un getto di aria compressa attraverso una fiamma alimentata a propano. Attraversando la fiamma le particelle di vernice liquefanno e quindi aderiscono all’oggetto da verniciare e solidificando lo ricoprono. E’ una tecnica che viene utilizzata essenzialmente per le vernici termoplastiche.

Puoi approfondire le caratteristiche della verniciatura a spruzzo.

Caratteristiche della verniciatura a polvere. Pro e contro.

La verniciatura a polvere riassume in sé un gran numero di caratteristiche positive ma anche qualche svantaggio. Esaminiamo separatamente pro e contro.

I vantaggi.

  • Solo una percentuale trascurabile di vernice va perduta meno del 2-3%. La vernice che non aderisce all’oggetto cade sul fondo della cabina di verniciatura e viene facilmente recuperata.
  • E’ priva di solventi. Questi costituiscono la parte volatile delle vernici liquide e sono particolarmente inquinanti nonché nocivi per la salute. Per questo motivo, con la verniciatura a polvere, è possibile rendere salubri gli ambienti di lavoro con minor difficoltà e minori spese.
  • Con una sola passata si riesce a ricoprire completamente l’oggetto da verniciare senza imperfezioni. Si riducono così tempo e costi di lavorazione e diminuiscono drasticamente gli scarti di lavorazione (non vi sono problemi di gocciolamento).
  • Non vi sono problemi di imbrattamento delle aree destinate alla lavorazione. La vernice che non aderisce all’oggetto essendo solida non imbratta le cabine di verniciatura e viene anche recuperata. La pulizia degli ambienti di lavoro è altrettanto semplice in quanto basta spruzzare le tracce di polvere residua con aria compressa e poi asportarle.
  • La finitura estetica degli oggetti verniciati, data la tenace adesione delle polveri all’oggetto, è impeccabile.
  • Data la continuità e l’uniformità del film di copertura, resistenza meccanica e protezione da corrosione ed attacco chimico risultano al top.

Gli svantaggi.

  • E’ un trattamento industriale che richiede attrezzature complesse.
  • E’ un trattamento che richiede temperature elevate: 200-300°C per polimerizzare le resine termoindurenti dopo l’adesione all’oggetto, 100°C per fondere le resine termoplastiche. Pertanto non tutti i materiali possono essere verniciati a polvere. Attualmente però la tecnica è utilizzata anche per verniciare plastica e legno che temono le temperature elevate innescando la polimerizzazione con l’esposizione agli Ultravioletti e non fornendo calore.

Costi.

Il costo ovviamente varia in funzione di molti parametri: complessità ed ingombro dell’oggetto da verniciare, tipo di resina, necessità di trattamenti preliminari, etc. Per avere un’idea di massima il costo della verniciatura a polvere di un cancello metallico con struttura semplice è di circa 20/22 €/m2.

Supervisore: Giuseppe Travaglione.
Indice:

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