ES2215096T3 - Procedimiento de pegado estructural sobre superficies de pintura. - Google Patents

Abstract

Procedimiento de pegado sobre superficies después de pintarlas, caracterizado porque la superficie a pegar es una superficie metálica o una superficie de plástico, porque la superficie es revestida al menos en la zona de la superficie adhesiva con al menos un polímero estructural y luego es provista de al menos una capa de pintura, y porque la al menos una capa de pintura es retirada del al menos un polímero estructural antes de la aplicación de un pegamento de montaje.

Description

Procedimiento de pegado estructural sobre superficies de pintura.

La presente invención concierne a un nuevo procedimiento para el pegado estructural o altamente resistente de cuerpos pintados, tales como carrocerías o componentes, especialmente componentes de metal o de plástico pintados.

En la construcción de vehículos existe la tendencia al modo de construcción ligera, a la fabricación con componentes terminados de mayor tamaño (módulos) y al incremento de la resistencia a la torsión de la carrocería o de piezas de montaje, como, por ejemplo, puertas, portones frontales y traseros, etc. Una condición importante para esto es la utilización de pegamentos en lugar de puntos de soldadura y materiales de sellado. Los puntos de soldadura seguirán siendo necesarios en la fabricación futura sustancialmente sólo para el posicionamiento de las piezas (estabilidad de cotas). Existe crecientemente el deseo de que los pegamentos unan los componentes estructuralmente o bajo acoplamiento cinemático de fuerza con alta transmisión de resistencia, y la estructura pegada se comporte como una pieza unitaria.

La unión estructural en la construcción de carrocerías, en donde se utilizan pegamentos de alto valor (los llamados pegamentos de obra bruta) sobre substratos metálicos bañados con aceite, a alcanzado ya un alto grado de calidad. Hoy en día, se conocen ya también los llamados pegamentos de obra bruta "resistentes a choques" que están en condiciones de no conducir a una rotura del pegamento al producirse un choque, sino que pueden incluso forzar a la estructura unida a que se pliegue.

Por el contrario, la unión estructural no se ha resuelto aún satisfactoriamente en el montaje, en donde se presentan superficies metálicas pintadas, ya que la propia constitución de la pintura no puede absorber las fuerzas estructurales. La constitución de la pintura está integrada en general por las capas siguientes: Después del desengrasado se fosfatan las superficies metálicas, se revisten con pintura de inmersión catódica (KTL) y se secan en el horno a altas temperaturas en torno a 180º durante unos 30 minutos. Esta capa KTL es responsable de la protección contra la corrosión. En el proceso de pintura siguiente se aplican un "relleno" y una pintura base, y eventualmente además una pintura de cubierta, los cuales se secan nuevamente en un horno de circulación de aire a temperaturas en torno a 130ºC durante unos 20 minutos. La práctica ha demostrado ahora que la adherencia de la KTL a la capa de fosfato o bien del relleno a la pintura de cubierta puede fallar bajo altas solicitaciones y, por tanto, es determinante para la resistencia. Asimismo, en la capa de pintura está presente intencionadamente un punto de rotura nominal para que, en caso del impacto de una piedra, el daño tenga lugar solamente en la propia capa de pintura de cubierta (sin variación óptica de color) y no entre la capa de relleno y la pintura base. Este punto de rotura nominal admite solamente un pegado con un módulo de cizalladura de aproximadamente 5 MPa.

Según el estado de la técnica, se aplica el procedimiento siguiente, por ejemplo en el pegado de lunas. Se pega directamente sobre la capa de cubierta o bien la pestaña de la carrocería revestida de KTL es enmascarada con una cinta adhesiva o con una masa orgánica (como, por ejemplo, un plastisol de PVC). El plastisol se gelifica, por ejemplo, por medio de un radiador de IR y alcanza entonces una consistencia sólida. Al final del proceso de pintura y antes del montaje de las lunas se vuelve a retirar, casi siempre a mano, el enmascaramiento de la pestaña y se realiza el acristalamiento directo sobre la KTL. Como se ha descrito anteriormente, este procedimiento no admite un pegado fiable con altas fuerzas estructurales, ya que la adherencia de la capa KTL falla bajo fuerzas de cizalladura > 8-10 MPa.

La presente invención tiene el objetivo de proporcionar un procedimiento mejorado que supere las limitaciones del estado de la técnica y haga posible un pegado estructural de > 8 MPa en el montaje final.

El problema se resuelve por el hecho de que, según la reivindicación 1, el montaje se efectúa directamente sobre un polímero estructural, tal como, por ejemplo, un pegamento de obra bruta.

El procedimiento según la invención consta de los pasos siguientes. En la construcción de carrocerías se aplica un polímero estructural, especialmente un pegamento de obra bruta, sobre la superficie de metal o de plástico a pegar, especialmente sobre la superficie de chapa metálica usualmente bañada de aceite, al menos en los sitios en los que deba pegarse después durante el montaje.

Las superficies pueden ser preparadas eventualmente antes de la aplicación del polímero estructural con un procedimiento que mejore la adherencia y/o la estabilidad frente al envejecimiento, o con un tratamiento o revestimiento que mejore la adherencia y/o la estabilidad frente al envejecimiento, tal como, por ejemplo, cromatación, flameado, anodización, revestimiento de imprimador, tratamiento con inductores de adherencia no filmógenos, etc. El experto conoce otros procedimientos, tratamientos o revestimientos.

En el procedimiento según la invención el polímero estructural asume, en el pegado de superficies metálicas, la protección contra la corrosión en lugar del revestimiento KTL. Independientemente de la naturaleza de la superficie, el pegamento deberá aplicarse con un espesor de capa tal que, después de la aplicación, estén revestidas también todas las irregularidades y aristas. Un cordón plano de 0,5 a 3 mm es usualmente suficiente. Por supuesto, es posible una aplicación más gruesa, pero ésta no es interesante en los aspectos económico y ecológico. Después del proceso de pintura, se elabora el pegamento pintado para el pegado, por ejemplo para el pegado de lunas. Se tienen que retirar aquí una capa de pintura y una capa delgada de, usualmente, alrededor de 0,2 mm del polímero estructural, especialmente del pegamento de obra bruta, bien por vía térmica, tal como, por ejemplo, con láser, o bien por vía mecánica mediante, por ejemplo, fresado, pulido, garlopado, limado, cepillado, etc. Esta retirada (térmica y/o mecánica) puede realizarse sin problemas, por ejemplo de forma automática con un robot, y es sencilla, ya que no existe riesgo alguno de daño de la superficie del material base, tal como, por ejemplo, el galvanizado de la chapa de acero. Asimismo, una retirada conveniente de la pintura deja tras de sí siempre un substrato cualitativamente constante para el pegamento de montaje seguidamente aplicado, lo que garantiza una buena seguridad del proceso y una robusta calidad del conjunto unido. La retirada de la pintura puede efectuarse por separado de la aplicación del pegamento de montaje o bien simultáneamente poco antes o durante la aplicación del pegamento de montaje. Simultáneamente quiere decir que se fresa la capa de pintura situada sobre el pegamento de obra bruta y en el mismo paso de trabajo se aplica o se imprime sobre la superficie así descubierta el pegamento de montaje, por ejemplo como tal o bien aplicado sobre un componente o módulo.

En otra forma de ejecución se puede colocar una cinta de cubierta o una masa orgánica -análoga-
mente al procedimiento usual, tal como, por ejemplo, con plastisoles de PVC (como se ha descrito anteriormente)- sobre el polímero estructural aplicado en fresco, prerreticulado o completamente endurecido (pegamento de obra bruta), el cual puede ser retirado después nuevamente antes del montaje.

El procedimiento según la invención se puede emplear para pegados de módulos, especialmente en la construcción de vehículos, incluyendo el pegado de lunas. Tales pegados están también dentro del ámbito de la presente invención.

En el ámbito de la presente invención se entienden por polímeros estructurales, especialmente pegamentos de obra bruta, pegamentos con módulos de cizalladura > 5 MPa, especialmente > 8 MPa.

Pegamentos preferidos son, por ejemplo, pegamentos epoxídicos, pegamentos de caucho, pegamentos de poliuretano y pegamentos de acrilato.

El pegamento de montaje es un material reactivo que se endurece preferiblemente a temperatura ambiente, que puede ser de uno o dos componentes y que, después del endurecimiento, aporta alta resistencia a la flexión y resistencia a la torsión y presenta un módulo de cizalladura de > 5 MPa, especialmente > 8 MPa. Pegamentos de montaje adecuados son, por ejemplo, pegamentos de poliuretano, pegamentos de acrilato, pegamentos de fusión y pegamentos de reticulación por silano.

El procedimiento según la invención hace posible de manera sencilla y robusta, más económica en comparación con el estado de la técnica, una unión altamente estructural con alta resistencia a la torsión y una alta calidad del conjunto unido estable frente al envejecimiento.

El siguiente ejemplo pretende ilustrar adicionalmente la invención, pero no limitar en modo alguno el alcance de la misma.

Ejemplo

Una chapa de acero con un grado de aceitado de 2 a 3 g/m^{2} es revestida con un pegamento de obra bruta altamente estructural, por ejemplo SikaPower-490/5, con un espesor de capa de aproximadamente 1 mm, es hecha pasar por los baños de pretratamiento, es secada en el horno de KTL a una temperatura de 180º durante 30 minutos y es revestida en un proceso de pintura subsiguiente con un relleno, una pintura base y una pintura de cubierta. Una vez que la pintura (aproximadamente 0,2 mm de espesor de capa) sobre el pegamento de obra bruta ha sido retirada con una fresa, se aplican pegamentos estructurales con altos módulos de cizalladura de > 5 MPa sobre este substrato preparado en fresco en forma de un cordón triangular. Después de un tiempo de endurecimiento de 7 días con humedad del aire y después de un almacenamiento adicional de 7 días en agua a temperatura ambiente, y asimismo después de otro almacenamiento de 7 días en cataplasma (70º y 100% de humedad relativa del aire), se observaron calidades de adherencia excelentes.

Claims (10)

1. Procedimiento de pegado sobre superficies después de pintarlas, caracterizado porque la superficie a pegar es una superficie metálica o una superficie de plástico, porque la superficie es revestida al menos en la zona de la superficie adhesiva con al menos un polímero estructural y luego es provista de al menos una capa de pintura, y porque la al menos una capa de pintura es retirada del al menos un polímero estructural antes de la aplicación de un pegamento de montaje.

2. Procedimiento según la reivindicación 1, caracterizado porque la superficie es una superficie metálica.

3. Procedimiento según la reivindicación 1 ó 2, caracterizado porque el polímero estructural se aplica directamente sobre la superficie, especialmente sobre una superficie metálica que no ha sido sometida a un revestimiento KTL.

4. Procedimiento según una de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizado porque se aplica sobre el polímero estructural, después de su aplicación sobre una superficie, una masa orgánica o una cinta de cubierta que se vuelve a retirar antes de la operación de pintar.

5. Procedimiento según una de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizado porque el polímero estructural es un pegamento de obra bruta.

6. Procedimiento según la reivindicación 5, caracterizado porque el pegamento de obra bruta puede absorber altas resistencias y presenta un módulo de cizalladura de > 5 MPa, preferiblemente > 8 MPa.

7. Procedimiento según una de las reivindicaciones 1 a 6, caracterizado porque la retirada de las capas de pintura se realiza por vía mecánica, por ejemplo mediante pulido, garlopado, limado, cepillado y especialmente mediante fresado.

8. Procedimiento según una de las reivindicaciones 1 a 7, caracterizado porque el pegamento de montaje puede absorber altas resistencias y presenta un módulo de cizalladura de > 5 MPa, preferiblemente > 8 MPa.

9. Procedimiento según una de las reivindicaciones 1 a 8, caracterizado porque el pegamento de montaje se utiliza aplicado sobre un componente o un módulo.

10. Uso del procedimiento según una de las reivindicaciones 1 a 9 para el pegado de componentes o módulos, especialmente de vehículos.