Bobina de aço pré-pintada: substrato, revestimentos e propriedades

Bobinas de aço pré-pintadas, também conhecidas como aço pré-revestido, bobina de aço com revestimento colorido ou bobina PPGI (ferro galvanizado pré-pintado), foram revestidos com primer e tinta antes de serem cortados, moldados ou transformados em produtos finais.

Este processo garante uma aplicação uniforme da tinta, contribuindo para as propriedades estéticas e funcionais do material.

As bobinas são comumente feitas de aço galvanizado ou Galvalume, que fornece uma base resistente à ferrugem, e a tinta pré-aplicada adiciona uma camada adicional de proteção contra fatores ambientais.

Estrutura Seccional de Aço Pré-pintado

Para compreender totalmente o conhecimento sobre bobinas de aço pré-pintadas, você deve primeiro aprender seu estrutura seccional.

A estrutura seccional de aço pré-pintado de baixo para cima normalmente consiste nas seguintes camadas:

• Metal Básico (Substrato): O metal base geralmente é aço galvanizado ou aço galvalume. O aço galvanizado possui um revestimento de zinco para resistência à corrosão, enquanto o aço galvalume possui um revestimento de alumínio, zinco e silício.

• Camada de pré-tratamento: Antes de aplicar o primer e a tinta, o aço é limpo e tratado com uma solução de pré-tratamento. Esta camada proporciona boa adesão do primer e da tinta e também aumenta a resistência à corrosão do material.

• Revestimento primário: O primer é aplicado ao metal base tratado para melhorar ainda mais a resistência à corrosão e garantir que o acabamento adira adequadamente. A camada de primer também fornece uma superfície uniforme para o acabamento.

• Acabamento (acabamento): O acabamento é a camada visível e proporciona cor e apelo estético. Ele também adiciona proteção adicional contra os elementos. O acabamento pode ser escolhido para propriedades específicas, como resistência aos raios UV, flexibilidade e dureza, dependendo da aplicação.

• Casaco traseiro (casaco traseiro): No verso do aço, é aplicada uma camada de suporte. Esta camada é geralmente uma camada mais fina de primer ou uma camada de suporte específica que protege o aço e pode melhorar a adesão dos adesivos se o aço for laminado ou colado a outros materiais.

• Película protetora (opcional): Alguns produtos de aço pré-pintados podem ter uma película protetora removível aplicada para proteger a superfície acabada durante o transporte e a instalação.

Os materiais específicos e a espessura de cada camada podem variar dependendo das especificações do fabricante, do uso pretendido do produto e de considerações ambientais.

O sistema de pintura usado para o acabamento pode ser poliéster, poliéster modificado com silicone (SMP), fluoreto de polivinilideno (PVDF) ou outros tipos, dependendo dos requisitos de durabilidade, retenção de cor e resistência à escamação.

O substrato da bobina de aço pré-pintada

O substrato de uma bobina de aço pré-pintada refere-se ao metal base sobre o qual a tinta e outros revestimentos são aplicados durante o processo de revestimento da bobina.

A escolha do substrato é crítica porque deve possuir as propriedades mecânicas e resistência à corrosão necessárias para o uso final pretendido.

Os substratos mais comuns utilizados para bobinas de aço pré-pintadas são:

• Aço galvanizado por imersão a quente (GI): Este substrato é aço revestido com uma fina camada de zinco para fornecer resistência à corrosão. O revestimento de zinco é aplicado através de um processo de imersão a quente, onde o aço é submerso em um banho de zinco fundido. A camada de zinco protege o aço agindo como uma barreira contra elementos corrosivos e fornecendo proteção sacrificial onde o revestimento é danificado.

• Aço Galvalume (GL): Galvalume é um revestimento feito de uma combinação de alumínio, zinco e uma pequena quantidade de silício, que é aplicado ao aço. A presença do alumínio no revestimento proporciona excelente proteção contra corrosão, principalmente em ambientes mais extremos, e o zinco oferece proteção adicional por ação galvânica.

• Aço Eletrogalvanizado (EG): Esse tipo de aço é galvanizado por processo eletroquímico, que proporciona um revestimento de zinco de espessura uniforme e acabamento liso. O aço eletrogalvanizado é comumente usado onde são necessárias aplicações precisas e estéticas.

Tipos de Revestimentos

Existem vários tipos de tintas e revestimentos utilizados para bobinas de aço pré-pintadas, cada um com seu próprio conjunto de propriedades e aplicações:

• Poliéster (PE): Os revestimentos de poliéster são o tipo mais comum para bobinas de aço pré-pintadas. Eles oferecem boa adesão, retenção de cor e flexibilidade. Eles são adequados para uso geral e têm boa relação custo-benefício, o que os torna uma escolha popular para edifícios, telhados e painéis de parede.

• Poliéster Modificado com Silicone (SMP): Os revestimentos SMP possuem uma resina de silicone adicionada ao revestimento de poliéster, que proporciona melhor resistência aos raios UV e mantém a cor e o brilho por mais tempo em comparação ao poliéster padrão. São utilizados para aplicações que exigem maior durabilidade e exposição a condições climáticas adversas.

• Fluoreto de polivinilideno (PVDF): Os revestimentos PVDF são revestimentos de alto desempenho que oferecem excelente resistência ao desbotamento, escamação e degradação química. Possuem alta durabilidade e são utilizados em aplicações que exigem proteção duradoura, como edifícios comerciais, residenciais e projetos arquitetônicos.

• Epóxi: Os revestimentos epóxi são conhecidos por sua adesão superior e resistência à corrosão. Eles são normalmente usados ​​como camada de primer sob outros tipos de revestimentos para melhorar a proteção geral da bobina de aço.

Ao selecionar um tipo de tinta para bobinas de aço pré-pintadas, é importante considerar as condições ambientais às quais o material será exposto, as qualidades estéticas desejadas e a longevidade necessária para a aplicação.

A escolha do revestimento terá impacto direto no desempenho e na vida útil do produto acabado.

Abaixo está uma tabela comparando algumas de suas principais propriedades e aplicações típicas:

Vida útil da bobina de aço pré-pintada

As tintas fornecem proteção adicional ao aço com revestimento metálico, agindo como uma barreira contra umidade, oxigênio e outros agentes indutores de corrosão, e contendo agentes inibidores de corrosão específicos. 

Os fatores que afetam a vida útil da bobina de aço pré-pintada incluem espessura da tinta, tipo de tinta, tipo de pré-tratamento, espessura dos revestimentos de primer e ambiente de aplicação. 

A vida útil de um revestimento de tinta pode ser medida por diferentes critérios, como desbotamento perceptível, perda de adesão ou corrosão do aço. Fatores como estabilidade UV e resistência a produtos químicos ambientais são cruciais. 

Falhas por corrosão envolvem perda significativa de metal e manter a integridade da pintura é crucial. Por exemplo, um sistema de pintura de alta qualidade pode prolongar a vida útil de um revestimento galvanizado G90 num telhado de 15 a 25 anos para 40 a 50 anos ou mais num ambiente moderadamente corrosivo.

Além disso, a repintura após sinais iniciais de corrosão pode acrescentar mais 10 a 15 anos à vida útil do telhado.

Fonte: https://www.galvinfo.com/wp-content/uploads/sites/8/2017/05/GalvInfoNote-4-1.pdf

Especificação

Uso

Aqui estão algumas aplicações comuns de bobinas de aço pré-pintadas:

Indústria de construção:

   – Painéis de cobertura e parede para edifícios comerciais, industriais e residenciais.

   – Portões e persianas de garagem.

   – Painéis isolados para edifícios energeticamente eficientes.

   – Sistemas de calhas e calhas.

   – Sistemas de teto e divisórias interiores.

Eletrodomésticos:

   – Geladeiras, lavadoras e secadoras.

   – Unidades de ar condicionado.

   – Fornos microondas e outros pequenos eletrodomésticos.

   - Aquecedores de água.

Propriedades de bobinas de aço pré-pintadas

As bobinas de aço pré-pintadas são projetadas para oferecer maior resistência à corrosão por meio de uma combinação de camadas protetoras e tratamentos químicos. Os princípios que contribuem para a resistência à corrosão de bobinas de aço pré-pintadas incluem:

• Proteção de barreira: As camadas de tinta no aço pré-pintado atuam como uma barreira, protegendo o metal subjacente de elementos ambientais como água, oxigênio e contaminantes que podem causar corrosão. Ao evitar que estes elementos atinjam a superfície metálica, a pintura reduz significativamente o risco de ferrugem e corrosão.

• Adesão: A adesão adequada da tinta à superfície metálica é crítica para a resistência à corrosão. Uma boa adesão evita que a umidade e substâncias corrosivas penetrem no revestimento e atinjam o substrato de aço. O processo de pré-tratamento, que normalmente inclui limpeza e aplicação de um revestimento de conversão, como fosfato ou cromato, aumenta a adesão das camadas de tinta.

• Inibição Química: Alguns revestimentos de pré-tratamento contêm inibidores de corrosão que previnem ativamente a corrosão através de reações químicas. Esses inibidores podem neutralizar substâncias corrosivas ou passivar a superfície do metal, tornando-a menos reativa e menos propensa à corrosão.

• Proteção catódica: Em alguns casos, o primer ou camada de pré-tratamento pode conter elementos sacrificiais como o zinco (na forma de fosfato de zinco ou revestimentos galvanizados). Esses elementos são mais reativos que o aço e corroem preferencialmente, protegendo o aço pela ação sacrificial. Isso é conhecido como proteção catódica.

• Proteção de borda: As bordas das bobinas de aço são particularmente vulneráveis ​​à corrosão, pois podem ter um revestimento mais fino e estão mais expostas ao meio ambiente. Atenção especial é dada durante o processo de revestimento para garantir que as bordas sejam revestidas adequadamente. Em alguns casos, podem ser aplicados selantes de borda adicionais para maior proteção.

• Resistência UV: A luz ultravioleta (UV) pode degradar alguns revestimentos ao longo do tempo, levando à redução da resistência à corrosão. O acabamento em aço pré-pintado geralmente inclui produtos químicos resistentes aos raios UV que protegem as camadas subjacentes da degradação induzida pelos raios UV, mantendo assim a integridade do revestimento protetor.

Ao incorporar esses princípios, as bobinas de aço pré-pintadas são capazes de oferecer durabilidade e eficácia duradouras em ambientes onde há corrosão.

Processo de Bobina de Aço Pré-Pintada

A fabricação de bobinas e chapas de aço pré-pintadas começa com a entrega do substrato em forma de bobina diretamente dos laminadores. Existem três seções envolvidas na linha de revestimento de bobinas: entrada, processamento e saída.

Cada etapa garante que os produtos de metal pré-pintados acabados sejam duráveis, de alto desempenho e esteticamente atraentes. As máquinas da linha de produção trabalham simultaneamente para pintar de 2,000 a 4,000 pés quadrados de tiras de metal por 4 minutos.

Aqui estão as etapas na linha de revestimento:

Passo 1: Limpando a Faixa de Metal

A limpeza do óleo, sujeira e impurezas da bobina laminada a frio envolve escovação, imersão alcalina, banho-maria ou escovação.

Passo 2: Aplicação de Zinco e Liga

A aplicação de alumínio e zinco depende da aplicação e dos requisitos do cliente. Alguns produtos consistem em 100% de zinco, enquanto outros contêm liga de magnésio.

Passo 3: Tratamento da Superfície

Esta etapa é vital para garantir que a tinta e o primer se unam bem à tira de metal. Devido a algumas restrições químicas, a superfície é tratada com produtos químicos, como oxidação alcalina, dependendo do fornecedor e país de origem.

Passo 4: Enxágue e Secagem do Metal

Enxaguar a tira de metal ajuda a garantir que ela não tenha nenhum resíduo químico antes de aplicar o primer. A secagem do metal é essencial para garantir que as camadas subsequentes se unam bem.

Passo 5: Aplicação do Primer

Um revestimento de primer pode estar em um ou em ambos os lados da tira de metal. A aplicação do primer acelera a adesão da camada de tinta acabada.

Passo 6: Curando e Resfriando a Tira

A cura leva de 15 a 16 segundos. Este método permite que o primer endureça, seque e atinja a temperatura desejada antes de aplicar o próximo revestimento.

Passo 7: Revestimento frontal e traseiro

Esta etapa é a etapa final da pintura, onde são aplicados sistemas de pintura em duas demãos.

Passo 8: Secagem, Cura e Resfriamento

O produto passa por essa etapa para garantir que o produto de aço esteja pronto para rebobinamento, relaminação e envio aos usuários finais.

Etapa 9: embalagem

Imagem mostrando um esquema de linha de revestimento de bobina.

Fonte: https://www.coilcoating.org/process

Conclusão

Bobinas de aço pré-pintadas proporcionam durabilidade e longevidade, garantindo que as estruturas se beneficiem de sua resiliência contra fatores ambientais.

A sua versatilidade estética permite uma ampla gama de opções de cores, enquanto a aplicação uniforme melhora o apelo visual geral.

O processo de produção é eficiente, resultando em economia de tempo e custos para fabricantes e usuários finais.