Las nanopinturas en la industria. Aplicaciones Industriales Sector: Transporte. Dr. Georg Wagner & Adam Prats

Transcripción

1 Las nanopinturas en la industria Aplicaciones Industriales Sector: Transporte Dr. Georg Wagner & Adam Prats

2 Pinturas a base de nanoquímica Nuevas formas de síntesis s de dispersiones y materiales. Producción n e incorporación n de partículas de dimensiones nano. Propiedades ajustables. Tailor Made

3 TIPOS DE RECUBRIMIENTOS INORGÀNICOS NICOS SiO 2, ZrO 2, B 2 O 3, SiO 2 -B 2 O 3, SiO 2 -ZrO 2, Al 2 O 3, Precursores: Metal alkoxides HYBRIDOS: ORGÁNICO NICO-INORGÁNICOSNICOS En la estructura inorgánica nica se añaden a aden grupos orgánicos que proporcionan las propiedades de los dos materiales. Propiedades inorgánicas: nicas: Dureza, resistencia altas temperaturas, estabilidad UVA, resistente a ácidos orgánicos. Propiedades orgánicas: flexibilidad, suavidad, buenas propiedades mecánicas, grosor de capa.

4 Adhesión n química a la superficie GEL: Bonding network M-O-M M: Metal

5 La protección n funcional representa un 75% de las aplicaciones industriales (CTC) Recubrimientos para Metales (Aluminio, Acero inox, Mg,, Ti, ). Sector automoción, Sector aeronáutico, sector electrodomésticos, sector decoración, sector construcción, n, etc. Protección n de Patrimonio Anti-graffiti, Auto limpiante,, eliminación n polución. Textil Auto limpiantes,, resistentes al fuego

6 APPLICACIONES Metales: Acero, Acero Inox, Aluminio, Magnesio, Titanio, Plásticos Vidrio OBJETIVOS: Minerales Barrera de protección n frente condiciones climáticas adversas (corrosión, impacto, UVA, etc.)

7 APLICACIONES Métodos Permite la sinterización n y deposición n del recubrimiento de una gran variedad de composiciones TAILOR MADE en sustratos como cristal, cerámicas, metales, minerales y plásticos. Inmersión

8 APLICACIONES ALTA PROTECCION Y GRAN ABANICO DE PROPIEDADES FUNCIONALES SPRAY COATING FLOW COATING

9 APLICACIONES Spin coating EPD (Electrophoretic deposition)

10 Endurecido Temperatura ambiente. Horno Rayos UVA

11 APLICACIONES Proceso Industrial LIMPIEZA SPRAY INMERSIÓN ENDURECIDO Limpieza el sustrato por ultrasonido + agente tenso activo. + Temperatura <100 ºC Aplicación por inmersión, spray, etc Extracción y evaporación (tiempo y proceso de gelatinación) Secado temperatura ambiente, horno, UVA.

12 APLICACIONES PARAMETROS QUE INFLUYEN EN EL PROCESO Y EN LAS PROPIEDADES DEL RECUBRIMIENTO Obtención n de un Sol-Gel Precursores (Composición) Solución ph Tipo Solvente Solvente/precursor ratio Reacción n temperatura Sol concentración Sol viscosidad Sol densidad Sol estabilidad Tiempo reacción n y peptizacion Inmersión n / extracción Tiempo inmersión Velocidad de extracción Solución n a medida Síntesis Tiempo Temperatura Sintetizado Atmósfera Sustrato (Al, Acero, plástico minerales, etc.) Limpieza

13 ALTA PROTECCION Y GRAN FUNCIONALIDAD VENTAJAS SOBRE OTROS PROCESOS DE PROTECCION No requiere un proceso sofisticado de aplicación, equipo de aplicación n industrial de bajo coste Libre de cromo y materiales contaminantes Temperatura de secado relativamente baja (temperatura ambiente / menos de 200 ºC) Gran eficiencia con capas muy finas de tan solo unas micras. Propiedades multifuncionales.. Gran abanico de composiciones y propiedades aportando valor añadido a adido al producto final. Gran eficiencia con capas muy finas de tan solo unas micras.

14 Importantes ventajas para el cliente Recubrimientos de alta eficiencia. Bajos coste económico : bajo consumo de material. Gran abanico de superficies a proteger con una capa muy fina. Gran protección n frente la corrosión. Superficies de diseño o decorativo. Gran resistencia a temperaturas muy altas 1000ºC. Características de anti rallado Abanico de propiedades funcionales de gran valor añadidoa adido

15 Pruebas niebla salina:

16 Directiva Europea 2007: Unión n Europea: Prohibición n de cromo Cr (VI+) en la producción n de componentes de la industria de automoción. COV Componentes Orgánicos Volátiles

17 Alternativa: Nanotecnologia química Libre se cromo Cr(VI+) y otros metales pesados Reducción n de pre-tratamiento desde 12 pasos a 3 pasos Capas finas, muy económico por elevado rendimiento Propiedades elevadas

18 Propiedades medioambientales Cantidades de recubrimiento y cromado (g/cm cm² área de aluminio protegida) Agua Disolvente Aditivos Aglutinantes Cromados 1K Cc 2K Cc Agua Cc Polvo Cc Nano

19 Propiedades medioambientales Emisión n COV (g/m² área protegida) Fase de uso Aplicación Producción de recubrimiento 1K Cc 2K Cc Agua Cc Polvo Cc Recubrimiento Nano

20 Propiedades medioambientales Cantidades desechos (g/m² area protegida) Residuos radioactivos Residuos tóxicos Desecho domestico Desecho industrial 1K Cc 2K Cc Agua Cc Polvo Cc Recubrimiento Nano

21 Propiedades Funcionales: Grosor de capa: Transparente: 5μm Pigmentado: 5-15μm Adhesión: Metales (Aluminio, Magnesio, Aceros) Vidrio/Cerámica / Minerales Polímeros Plásticos Textil

22 Propiedades de valor añadidoa adido Fácil limpieza Anti vaho Transpirable Anti huella Auto limpiante Anti bacteria Termo aislante Purificador aire

23 Funcionalidad autolimpiante Rotulado orgánico naranja: 08:00 09/06/ :00 09/06/ :00 10/06/2007

24 Funcionalidad anti polución

25 Aplicaciones transporte Piezas de montaje para la industria automóvil. Componentes de aluminio, acero y magnesio (Partes de motor, cubiertas, frenos. Etc.) Parabrisas y espejos e interiores. Protección n frente la corrosión n de alta temperaturas Capa anti-adherente adherente (ej. Fácil F limpieza) Autolimpiantes por rayos UVA

26 Ejemplos de aplicaciones: Sector automóvil (Intercambiadores/Aire acondicionado)

27

28 Unidad de refrigeramiento en maquinaria de mineria industrial

29 Unidad de refrigeramiento en maquinaria textil industrial

30 Solucion Tradicional: Uso de filtros Mantentenimiento seguido con aire comprimido

31 Matentenimiento Requisitos y necesidades del cliente Eliminar o reducir mantenimiento. Mantenimiento es muy costoso. Incrementa coste y dedicación n de personal Las unides de refrigeramiento deberian fucionar sin mantenimiento durante la vida util del producto.

32 Flow of coating process: Cleaning of Heat-Exchanger Coated part Uncoated part Coating process

33 Ejemplo: 500 h niebla salina Convencional NTC

34 Resultados Las superficies se mantienen impolutas 2. Junio Noviembre Abril Septiembre 2007

35 Equipo de refrigeramiento en la unidad elctrica de control - Cambio continuo de filtros, limpieza del equipo a fondo cada año. - Filtro obstruido cada 15 días, unidad interior contaminado por aceites, partículas... - Bajo rendimiento, alto consumo energético.

36 Equipo de refrigeramiento en la unidad elctrica de control con recubrimiento nano - Sin necesidad de filtros, la unidad se ecuentra limpia e impoluta. - Examination por endoscopia, laminas sin aceite o cantaminación.

37 Resumen análisis energético y comparación. La energía de consumo se reduce un 30% en comparación a recubrimientos convencionales. Resultado a una reducción de CO 2 de un 30%. 3,500 kg 3,000 kg 2,500 kg 2,000 kg 1,500 kg 1,000 kg 500 kg 0 kg 1092 Limpio Sucio Diferencia Únicamente un 3% de gases contaminantes se emiten por agentes de refrigeración. 97% so el resultado del consumo energéticos de unidades de refrieración..

38 Beneficios: Reducción de la adhesión de partículas, polvo y polución. Incrementa la vida útil del intercambiador y reduce el mantenimiento. De uso en unidades industriales desde el año 2000 Reduce gastos e energía, solución respetuosa al medio ambiente Mejora la eficiencia funcional, gran protección frente la corrosión. En un gran abanico de aplicaciones industriales se omite le uso de filtros. Probidades de fácil limpieza.

39 Llantas de aluminio con Recubrimiento fácil limpieza y alta protección n frente la corrosión

40 Aplicaciones Transporte públicop 2

41 Tapón n de tanque con recubrimiento nano color metálico

42 Expuesto en la IAA 2003

43 MERCADO PERSPECTIVAS Cifras mercado Europeo, millones de euros en el 2000, Mas de millones de euros para el año o 2015 y a un billón n después s de esa fecha. Towards a European Stra-teg tegy for nanotechnology, Comunicación n de la Comisión n EU (COM 2004) Cifras mercado Americano, expectativa de alcanzar más s de $500 millones en 2011 (crecimiento anual 8.7% año). a

44 Mercado Mundial Mercado global de las nanopinturas en 2006 fue de $1 billón. Expectativas de crecimiento $1.4 billones en 2011 con un 6.3% de incremento de 2006 a (CTC Centro Tecnológico de componentes)

45 Perspectiva Global: Gran potencial en múltiples m aplicaciones. Uso como alternativa ecológica y económica a recubrimientos convencionales. Se abren nuevos campos de aplicación n e investigación. n.

46 technological centre of components Agradecimientos: