Mejora de la responsabilidad solidaria en policarbonatos mediante tratamiento con plasma

Fig. 1: Tratamiento de plasma a presión atmosférica de una placa de policarbonato

Fig. 2 (izquierda): Gotas de agua en PC sin tratamiento con plasma a presión atmosférica, (derecha): Gotas de agua en PC después del tratamiento con plasma a presión atmosférica; Efectos de un tratamiento con plasma a presión atmosférica en policarbonato: En un ensayo preliminar se observa una reducción significativa del ángulo de contacto con el agua = esto indica una mejor humectación como condición previa para la adhesión de la capa de reacción.

Un nuevo proyecto de investigación en el Centro de Plásticos en Leipzig (KUZ) determina cómo se pueden recubrir superficies de policarbonato (PC) altamente transparentes y sensibles a los arañazos. El objetivo es lograr una pintura directa con lacas reactivas «auto-reparables» sin disolventes y con buena adherencia.

Los policarbonatos en calidad altamente transparente ocupan una cuota de mercado creciente en el campo de los componentes ópticos. Un foco importante en el mercado es la industria automotriz. Aquí, por ejemplo, la sustitución de cristales de automóviles de vidrio por materiales plásticos permite una reducción de peso del vehículo y, por lo tanto, una vía para disminuir el consumo de combustible. Como desventaja en el uso cotidiano de piezas de forma y elementos de diseño de PC, está su superficie sensible a los arañazos, por lo que en pasos posteriores de trabajo a menudo deben aplicarse capas protectoras de pintura.

«Lacas reactivas» auto-reparables para superficies sensibles

Para reducir la susceptibilidad a los arañazos de las superficies de plástico en el interior del vehículo, se perfila un enfoque adicional. Dado que las superficies de las piezas formadas recubiertas con capas duras no pueden soportar permanentemente las exigencias de uso en el interior del vehículo, la alternativa de recubrimiento con lacas reactivas «auto-reparables» en base a poliuretano (PUR) o poliurea (PUA) promete ventajas evidentes.

Desafíos de la pintura directa en el molde con PC

Para la implementación tecnológica exitosa, se recomienda el proceso establecido de «pintura directa en el molde». Actualmente, plásticos suficientemente polares, como mezclas de PC/ABS, tipos SAN y ASA, así como poliésteres seleccionados, se recubren duraderamente mediante pintura directa en el molde en la maquinaria de inyección. Sin embargo, según investigaciones en el KUZ, diversas masas de PC no han sido hasta ahora adecuadas como sustratos para la pintura directa en el molde con lacas reactivas PUR o PUA sin disolventes. La aplicación de tales piezas formadas recubiertas con PC fracasa hasta ahora por una adhesión insuficiente de la capa, que bajo diferentes condiciones climáticas cercanas a la aplicación conduce rápidamente a la falla de la unión entre el sustrato y la laca reactiva.

Mejora de la adhesión mediante tratamiento con plasma a presión atmosférica

En el proyecto de investigación «PC-AdPro2RIM», se investiga experimentalmente cómo las piezas formadas de policarbonato, recién moldeadas, pueden ser tratadas superficialmente mediante plasma a presión atmosférica en la maquinaria de inyección y calificadas para el proceso «pintura directa en el molde» con lacas PUR o PUA sin VOC. Se pretende demostrar mediante reacciones químico-activas selectivas las grupos generados por el tratamiento con plasma a presión atmosférica y, por primera vez, proporcionar información sobre la naturaleza, densidad de ocupación y homogeneidad de la activación superficial, basada en la superficie. A través de la variación de los parámetros del tratamiento con plasma en el proceso, se busca lograr una adaptación optimizada de la activación superficial a los diferentes requisitos de las lacas transparentes PUR o PUA sin disolventes.

Objetivo del proyecto de investigación

La solución prevista se centra en la fabricación de productos de consumo de alta calidad y elementos de diseño. La aplicación de los resultados de la investigación no se limita únicamente a la recubrimiento y acabado de piezas formadas de PC. También es posible y deseable aplicar la tecnología a otros termoplásticos de importancia técnica pero problemáticos para el recubrimiento directo, como por ejemplo PMMA, COC, entre otros. Los mercados objetivo para la implementación de los resultados de I+D en la producción son inicialmente:

- Industria de proveedores para automoción y OEMs,
- Fabricantes de tecnología de consumo de alta calidad,
- Empresas de procesamiento por inyección.

Contacto: Jens Müller, Tel. 0341 4941605, mueller@kuz-leipzig.de
Financiador: BMWi, FKZ: 49MF200040