Por que pintar superfícies plásticas ?

Embora atualmente os plásticos possam ser produzidos em todas as cores e com superfície fosca ou brilhante, em muitos casos eles ainda precisam ser pintados.

Razões Estéticas
· Coloração individual para acompanhar o outro trabalho de pintura (por exemplo, a do corpo de um carro).
· Mais brilho ou efeitos especiais pela adição de outra camada
· Eliminação de defeitos de fabricação

Proteção:
· Melhoria da durabilidade (resistência às intempéries, riscos...)
· Melhoria dos defeitos intrínsecos do substrato do plástico (porosidade, pouca aderência, nivelamento)
· Prevenção de migração de plastificantes, especificamente no caso de PVC plastificados ou espuma flexível de PU.

Razões funcionais:
· Tornar a peça pintada condutível
· Pintura anti-reflexo (plásticos óticos)
· Etc..

Aderência

O segredo é que quando revestimos um substrato de plástico podemos considerar que temos dois materiais plásticos em contato.

A aderência, uma performance normalmente almejada, é obtida através da dependência entre a tensão da superfície e um contato próximo.

Quando se pinta substratos plásticos é muito importante que a energia superficial da superfície exceda a tensão da superfície da tinta sendo aplicada.

A energia da superfície de um plástico é a sua habilidade em atrair um líquido.
A energia da superfície de uma tinta é a sua resistência em espalhar-se.
A tensão de superfície é a propriedade dos líquidos que faz com que a área de superfície exposta queira se contrair à menor área possível, como na forma esferoidal de uma gota devido à atração coesiva entre as moléculas.


Alguns dos tipos de plástico, especificamente o polyolefinas, mas também materiais reciclados com um descontrole de composição, são difíceis de serem pintados devido às suas baixas energias de superfície, resultando em problemas de aderência.

A solução para os problemas de aderência inerentes aos plásticos, é alterar quimicamente a superfície inerte do plástico, para aumentar sua polaridade e energia da superfície, de forma que ligas sejam criadas por toda a superfície.

O tratamento, quando bem sucedido, melhora a aderência, fazendo com que o líquido da tinta posse fluir e cobrir completamente o substrato de plástico.

Substratos de plásticos virgens variam consideravelmente em uma superfície de energia natural. Além disto, podem exibir menores níveis de energia de superfície devido à contaminação trazida pelos plastificantes, anti-estáticos, cêras e outros lubrificantes adicionados para melhorar o desempenho.

Valores de energia de superfície para plásticos comuns:

Poliester (PET) / Polyester terphtalate (PETP) 43
Polietileno (PE) 31
Polipropileno (PP) 31
Polietileno (PS) 33-35
Cloreto Polivinil 33-38
Resina Poliuretano (PUR) 29
Polymethyl methacrilato (PMMA) 33-34
PPO/OS 41

Para se pintar obtendo uma boa camada e um bom fluxo de escoamento em um substrato de plástico com a perspectiva de boa aderência, a tensão da superfície da tinta líquida deve ser menor do que a energia da superfície do substrato de plástico.

Basta dizer que todos os substratos de plásticos não-porosos deveriam ser considerados um desafio para pintura com outros líquidos plásticos. Eles são especialmente desafiadores para tintas aquosas, uma vez que não há absorção do componente água no substrato. Todos os componentes voláteis da água devem ser removidos por evaporação durante o processo de secagem.

Medindo a tensão da superfície:

Um método para se medir a energia da superfície é o uso teste de fluídos da tensão superficial. No teste, se uma solução selecionada não tiver problemas de aderência, então o níve da energia do produto é menor do que o do substrato e vice-versa.

Uma forma de expressar a falta de aderência é se medir o ângulo de contato. O ângulo de contato descreve a forma que um pingo de líquido vai cair sobre uma superfície sólida. Quanto maior a energia de superfície do substrato, menor o ângulo de contato, e melhor a aderência, gerando bons resultados. Isto significa que pequenos contaminadores na superfície plástica aumentarão o ângulo de contato, desta forma afetando adversamente a aderência. Então, independente de qual for o substrato, a superfície deverá estar sempre preparada para atingir o máximo em aderência.

Um pré-tratamento apropriado da superfície para aumentar a tensão da superfície do substrato e/ou uma escolha adequada da matéria-prima, incluindo aditivos para diminuir a tensão de superfície da formulação final, são críticos para alcançar um resultado livre de defeitos.

Outros fatores que influenciam a aderência:

A natureza da superfície do plástico desempenha um papel muito importante no que se refere à aderência, uma vez que a superfície do substrato pode ser afetada pelas condições de moldagem (temperatura do molde, velocidade de injeção, temperatura do derretimento).
A tensão pode ser induzida pelo design da peça a ser pintada (ex:. aplicações em áreas de alta tensão com espessuras finas), ou pela migração de solventes muito agressivos, especialmente em plásticos sensíveis ao solvente como o policarbonato.

Alguns testes práticos de aderência:

O teste de laboratório mais comum é o teste de aderência de corte em grade (Gitterschnitt). No entanto, dependendo da longa duração esperada do objeto sendo pintado, outras testes podem ser incluídos:
· Aderência após teste de humididade;
· Aderência após teste de envelhecimento;
· Jatos de água: durante 2 minutos a 100 bar, com temperatura de 80°C e a 10 cm de distância;
· Teste de impacto.