Método para pretratar materiales plásticos compuestos reforzados con fibras antes de pintarlos y método para aplicar una capa de pintura sobre los materiales plásticos compuestos reforzados con fibras.

Método para pretratar materiales plásticos compuestos reforzados con fibras antes de pintarlos,

caracterizado porque los materiales se someten a un tratamiento con un plasma gaseoso de vacío frío a baja presión sin precalentar los materiales, que tiene una presión comprendida entre 6 Pa y 200 Pa y una temperatura entre la temperatura ambiente y 100 º C.

Metodo para pretratar materiales plasticos compuestos reforzados con fibras antes de pintarlos y metodo para aplicar una capa de pintura sobre los materiales plasticos compuestos reforzados con fibras.

La invención se refiere a un metodo para pretratar materiales plasticos compuestos reforzados con fibras antes de 5 pintarlos, La invención se refiere tambien a un metodo para aplicar una capa de pintura sobre un material plastico compuesto reforzado con fibras.

Se conocen ya diferentes metodos relativos a la mejora de las propiedades de superficie con el fin de hacerlas mas susceptibles de tratamientos de revestimiento o para proporcionarles caracteristicas de adherencia mejoradas.

Un primer metodo consiste en aplicar una base o imprimación por medio de una pistola pulverizadora sobre el 10 material plastico compuesto reforzado con fibras antes de aplicarle una capa de pintura.

Una desventaja muy importante de este metodo es que las pistolas pulverizadoras usadas para aplicar estas imprimaciones estan sometidas a un desgaste considerable y que se necesitan filtros de aire especiales para retener el excedente de la pulverización. Todos estos elementos implican unos costes de mantenimiento considerables para la solución que emplea una base o imprimación. Ademas, aunque hay unos pocos casos de combinaciones de 15 sistemas material de base / esmalte en los que se pueden pasar algunos ensayos de adherencia con resultados bastante buenos utilizando una imprimación especial, tales imprimaciones son, sin embargo, muy caras. La cantidad de pintura de imprimación varia dependiendo del tipo de sistema aplicador y dependiendo del tamafo de la pieza, por ejemplo de 1 - 2 gramos por pieza a 6 - 8 gramos por pieza. Para una producción de 4000 piezas por hora durante 20 horas al dia, resulta plausible un coste total de pintura de imprimación comprendido entre 2800 y 20000

euros por dia. Finalmente, las pinturas de imprimación en aquellos casos dan algunas veces resultados de adherencia minima, producen resultados no estables y son dificiles de aplicar.

0tros metodos que se usan son el tratamiento a la llama y el tratamiento corona. La desventaja del tratamiento a la llama es que se necesita conducir una llama sobre cada area superficial de cada pieza, lo cual es un proceso lento e incómodo. La desventaja del tratamiento corona es que se trata de una tecnologia solamente bidimensional.

0tros metodos mas se describen en diferentes solicitudes de patentes.

En el documento de la patente GB 2053026 se conoce un metodo para mejorar las propiedades de un sustrato organico o inorganico. El metodo comprende las etapas de proporcionar un sustrato sólido, elevar la temperatura del sustrato hasta al menos 40 °C y someter el sustrato a un plasma frio y, si se desea, revestir el sustrato con un material de revestimiento despues de haber calentado el sustrato.

Sin embargo, este metodo, en primer lugar, es para mejorar las propiedades de sustratos organicos o inorganicos y no para mejorar las propiedades de materiales plasticos compuestos reforzados con fibras. En segundo lugar, se necesita una etapa extra de calentamiento, lo cual implica que el metodo sea mas caro.

En el documento de la patente EP 0127149 se describe un metodo para mejorar las propiedades de superficie, es decir, por ejemplo, hidrofilia, capacidad de adherencia, imprimabilidad, etc, de un articulo de resina termoplastica.

Este metodo comprende someter la superficie de la resina termoplastica a un tratamiento de plasma en vacio manteniendo a la vez la resina a una temperatura igual o superior a la del punto de fusión o de reblandecimiento de la resina. Ademas, la resina termoplastica, en forma de hoja o de pelicula, se lamina posteriormente despues del tratamiento con el plasma de vacio con otro material de diferente clase para preparar un material laminado que tiene una fuerza de cohesión adhesiva inesperadamente elevada entre capas.

La desventaja de este metodo es que el articulo de resina termoplastica se mantiene a una temperatura igual a la del punto de fusión o de reblandecimiento de la resina, o mas alta. Esto es mas costoso, implica el riego de deformación de piezas complejas, estructuras complejas, etc.

En el documento de la patente US 0679680, se describe un proceso para modificar al menos una superficie de un articulo o de un sustrato producido a partir de un material polimerico (por ejemplo, para proporcionarle mojabilidad, 45 para mejorar la adherencia de la pintura) , que comprende exponer dicha superficie que se va a modificar a una composición gaseosa en forma de plasma de baja temperatura en una camara que contiene el articulo o sustrato, en el que dicha composición de gas consiste esencialmente en una mezcla de 40 a 80 % en moles de N20 con 20 a 60 % en moles de C02, durante un tiempo suficiente para modificar dicha superficie.

En el documento de la patente US 5348632, se describe un metodo para tratar una superficie de una pieza de 50 trabajo mediante un plasma con el fin de aumentar al menos la adherencia de un esmalte o pintura sobre una superficie de la pieza que se trabaja en la maquina que consiste sustancialmente en al menos un polimero organico sintetico. La pieza de trabajo se trata con plasma en un medio ambiente de gas reactivo; la duración del tratamiento se escoge al menos cerca de un maximo de adherencia en un diagrama adherencia del esmalte / presión de gas.

Sin embargo, ambos metodos describen el tratamiento de otros materiales distintos de los materiales plasticos compuestos reforzados con fibras. Los materiales plasticos compuestos contienen al menos una fracción no polimerica en una concentración sustancial (por ejemplo, un minimo de un 10 % en peso, en la practica al menos 30 % en peso) , la cual constituye el refuerzo. Por ejemplo, en el documento de la patente US 5348632, el metodo esta destinado mas especificamente a piezas grandes de automoción (en torno a 1 m) de polipropileno (por ejemplo, piezas de chasis) o de otras poliolefinas o polimeros organicos sencillos.

Asimismo, el documento de la patente W02006/029642 se refiere a un metodo para mejorar las propiedades electricas de la superficie de un compuesto polimerico que comprende un relleno o carga (grafito o carbono sinterizado) mediante tratamiento con plasma. Sin embargo, no estan involucrados compuestos reforzados con fibras, mientras que se necesita una etapa de precalentamiento. No hay ninguna indicación de pretratamiento previo a la pintura de una forma barata, facil y cualitativa.

Tales materiales compuestos reforzados con fibras cada vez se utilizan mas en el campo de las carcasas de los telefonos móviles y de otros asistentes digitales personales (PDA por sus siglas en ingles) . En el pasado, estos productos se hacian principalmente a partir de plasticos como policarbonato (PC) , copolimero de acrilonitrilo, butadieno y estireno (ABS) y mezclas de ambos polimeros (PC/ABS) . Desde hace muchos afos, ya parte de la superficie completa de tales carcasas se ha pintado (o esmaltado) utilizando la pintura por pulverización. Usualmente, la capa de pintura consiste en un revestimiento de base opaco cubierto por un revestimiento superior transparente y duro.

Recientemente, se ha venido desarrollando una tendencia general de sustituir los polimeros PC o ABS o las mezclas PC/ABS por plasticos compuestos como poliamidas reforzados con fibras. Un ejemplo tipico es el nailon 12 reforzado con fibra de vidrio. Se esta usando hasta un 55 % de fibra de vidrio en tales plasticos compuestos. Los plasticos compuestos combinan resistencia con elasticidad / ductilidad de una forma perfecta. Ademas, se escogen por sus propiedades de moldeo. Finalmente, y debido a que la mayoria de los telefonos móviles tienen hoy en dia las antenas incorporadas ("built-in") , la elección del polimero de la matriz esta determinada por los criterios de rendimiento para la antena (caracteristicas de protección o blindaje de la carcasa plastica) .

Sin embargo, pintar tales plasticos compuestos es muy dificil. Mientras que el PC/ABS se puede pintar facilmente incluso sin usar imprimaciones, casi todos los plasticos compuestos no presentan ninguna adherencia cuando se pintan directamente. Para la mayoria de los plasticos compuestos comerciales reforzados con fibras disponibles actualmente, no existen pinturas de imprimación u otros activadores de adherencia que aumenten la adherencia hasta niveles aceptables. Para aquellos limitados casos para los que existen tales pinturas de imprimación, o bien... [Seguir leyendo]

1. Metodo para pretratar materiales plasticos compuestos reforzados con fibras antes de pintarlos, caracterizado porque los materiales se someten a un tratamiento con un plasma gaseoso de vacio frio a baja presión sin precalentar los materiales, que tiene una presión comprendida entre 6 Pa y 200 Pa y una temperatura entre la temperatura ambiente y 100 ° C.

2. Metodo segun la reivindicación 1, caracterizado porque los niveles de energia superficial aumentan d.

20. 36 mN/m hasta 50 como minimo y, preferentemente, hasta 72 mN/m tras el tratamiento con el plasma.

3. Metodo segun la reivindicación 1 o la 2, caracterizado porque dicha presión es preferiblemente de aproximadamente 20 Pa.

4. Metodo segun una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizado porque dicha temperatura es preferentemente la temperatura ambiente.

5. Metodo segun una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizado porque el gas de proceso utilizado en el metodo del pretratamiento con plasma es oxigeno.

6. Metodo segun una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizado porque el gas de proceso utilizado en el metodo del pretratamiento con plasma es un gas protector que consiste en N2 co.

5. 20 % en volumen de H2 .

7. Metodo segun una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizado porque el gas de proceso utilizado en el metodo del pretratamiento con plasma es una mezcla de Ar y H2.

8. Metodo segun una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizado porque el gas de proceso utilizado en el metodo del pretratamiento con plasma es aire seco.

9. Metodo segun una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizado porque el gas de proceso utilizado en el metodo del pretratamiento con plasma es 02 con 0, 05 -20 % en volumen de CF4.

10. Metodo segun una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 9, caracterizado porque el material plastico compuesto reforzado con fibras es una poliamida reforzada con fibras.

11. Metodo segun una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 9, caracterizado porque el material plastico compuesto reforzado con fibras es un poliester reforzado con fibras.

12. Metodo segun una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 9, caracterizado porque el material plastico compuesto reforzado con fibras es un plastico biodegradable reforzado con fibras.

13. Metodo segun una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 9, caracterizado porque el material plastico compuesto reforzado con fibras es un poli (sulfuro de fenileno) reforzado con fibras.

14. Metodo segun una cualquiera de las reivindicaciones 10 a 13, caracterizado porque el refuerzo con fibras consiste en al menos 75 % en peso de fibras.

15. Metodo segun una cualquiera de las reivindicaciones 10 a 14, caracterizado porque el refuerzo con fibras consiste en un refuerzo con fibra de vidrio.

16. Metodo segun una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque se usa un plasma gaseoso de vacio frio de baja presión que tiene una frecuencia comprendida entre 1 kHz y 5 GHz.

17. Metodo para aplicar una capa de pintura sobre un material plastico compuesto reforzado con fibras, caracterizado porque el metodo comprende las etapas de tratar previamente el material utilizando un metodo segun cualquiera de las reivindicaciones precedentes y aplicar posteriormente la capa de pintura al material previamente tratado.

18. Metodo segun la reivindicación 17, caracterizado porque la capa de pintura comprende al menos 30 % en peso de endurecedor.