Cómo los recubrimientos a base de agua y aceite afectan el rendimiento del material

La aplicación de una película protectoa a materiales como hormigón, acero, aluminio o madera tiene un efecto directo sobre el rendimiento del sustrato a lo largo del tiempo, por lo que elegir entre una recubrimiento a base de aceite or recubrimiento a base de agua es más que una simple elección estética o ambiental.

1. Adhesión y unión al sustrato

Enlace químico y anclaje físico

Un recubrimiento debe adherirse bien al sustrato para funcionar de manera efectiva. Para muchos metales (por ejemplo, aluminio, acero galvanizado), la adhesión depende de la unión química, el entrelazado mecánico y el tratamiento previo del sustrato (limpieza, rugosidad, imprimación). Ya sea que se utilice un recubrimiento a base de agua o un recubrimiento a base de aceite, la preparación de la superficie es fundamental.

Los recubrimientos a base de agua a menudo incorporan grupos funcionales (como agentes de acoplamiento hidroxilo, carboxilo o silano) para unirse químicamente a las capas de óxido de los metales. Los sistemas modernos a base de agua están diseñados para lograr una fuerte adhesión incluso en superficies metálicas pretratadas.

Los recubrimientos a base de aceite (por ejemplo, sistemas alquídicos, de linaza o a base de solventes) a menudo penetran las microrrugosidades y curan para formar películas densas, que pueden generar fuertes fuerzas de van der Waals, reticulación y adhesión interfacial.

Influencia del estrés residual

Durante el curado, los recubrimientos se encogen o generan tensión interna. Si la tensión es demasiado grande, puede desprenderse del sustrato o crear microfisuras. Debido a que los recubrimientos a base de aceite a menudo curan mediante reticulación oxidativa (que puede causar contracción), pueden generar tensiones residuales más altas, especialmente en sustratos rígidos. Los recubrimientos a base de agua, con una reticulación más controlada, pueden permitir una mayor relajación de la tensión, lo que reduce el riesgo de delaminación en determinadas condiciones.

2. Expansión térmica, flexibilidad y resistencia al agrietamiento

Coincidencia del coeficiente de expansión térmica (CTE)

Los sustratos como el aluminio o el acero se expanden y contraen con los cambios de temperatura. Si el CTE del recubrimiento no coincide significativamente con el sustrato, las tensiones térmicas cíclicas pueden degradar el recubrimiento.

Un recubrimiento a base de agua a menudo presenta una mayor flexibilidad y elasticidad, lo que le permite adaptarse mejor a los movimientos del sustrato. Esto reduce el riesgo de agrietamiento, delaminación o fatiga durante ciclos repetidos.

Un recubrimiento a base de aceite, especialmente uno que cura formando una película rígida, puede resistir menos el movimiento del sustrato, lo que provoca microfisuras bajo ciclos térmicos o vibraciones mecánicas.

Por lo tanto, para sustratos sujetos a ciclos térmicos frecuentes (por ejemplo, paneles exteriores, techos, fachadas), un sistema a base de agua bien formulado a menudo extiende la longevidad del sistema revestimiento-sustrato.

Impacto sobre la fatiga y el estrés mecánico

En miembros estructurales que se flexionan (paneles, vigas o estructuras metálicas), los recubrimientos deben tolerar flexión, vibración o cargas mecánicas cíclicas. Un recubrimiento a base de agua que conserva la flexibilidad bajo tensión tiene menos probabilidades de agrietarse o deslaminarse. Por el contrario, una película rígida a base de aceite podría ser más quebradiza bajo flexión repetida, especialmente con el tiempo o bajo envejecimiento por rayos UV.

3. Comportamiento de la barrera contra la corrosión y la humedad

Propiedades de barrera

Una función fundamental de un recubrimiento es limitar la entrada de humedad, iones (por ejemplo, cloruro) y oxígeno. The better the barrier, the more protection the substrate receives from corrosion. Tanto los recubrimientos a base de agua como los de aceite pueden servir como buenas barreras, pero la formulación y el espesor son importantes.

Los recubrimientos modernos a base de agua, cuando se formulan con alto contenido de sólidos, reticulantes y aditivos hidrófobos, pueden formar películas densas que resisten bien la permeación del agua.

Históricamente, los recubrimientos a base de aceite han tenido fuertes propiedades de barrera debido a las redes densas e hidrofóbicas que se forman después del curado.

Corrosión bajo película y desunión catódica

Cuando la corrosión se inicia en defectos o bordes, es importante la capacidad del recubrimiento para resistir la propagación de la corrosión debajo de la película. Los recubrimientos rígidos a veces sufren más por el corte, ya que las microfisuras permiten que la humedad se deslice debajo de los bordes. Los recubrimientos a base de agua flexibles o semielásticos pueden resistir la propagación de la delaminación, lo que limita la propagación de la corrosión.