Estudio reológico y optimización de las pastas obtenidas en las distintas etapas de fabricación de pinturas de cataforesis

Resumen

La investigación que constituye esta tesis doctoral se ha desarrollado en la planta que PPG tiene en Quart de Poblet. La planta de Quart de Poblet está dedicada exclusivamente a la fabricación de productos de cataforesis y cuenta con dos unidades de fabricación: nave de fabricación de resinas y la nave de fabricación de pastas. En la actualidad existe una clara tendencia a la reducción de productos tóxicos en las formulaciones de pinturas debido a la gran conciencia social sobre su influencia negativa en el medio ambiente y en la salud. Por otra parte el sector del automóvil requiere, para permanecer en el mercado, una reducción continua de precios manteniendo las altas prestaciones del producto final. Dentro de este marco y siguiendo con esta estrategia se produjo un cambio en la formulación de la pasta catiónica fabricada en la planta de PPG en dos direcciones: reducción del contenido de disolventes orgánicos y cambio de la resina de poliuretano presente en la resina de molienda para conseguir: 1.-Abaratamiento de costes de producción debido a que la nueva resina de poliuretano presentaba un precio inferior a la utilizada anteriormente 2.-Mejora de las prestaciones del producto acabado: -Menor temperatura de curado del producto final, lo que tuvo como consecuencia una menor evaporación del resto de disolventes presentes en la fórmula. -Menor amarilleamiento de la película aplicada, debido a que los vapores que se producen durante el curado con la nueva resina de poliuretano amarillean menos que los producidos por la que se usaba originalmente. Sin embargo, durante el proceso de industrialización de las nuevas fórmulas en nuestras instalaciones, aparecieron problemas de sedimentación en tuberías y equipos, así como un bloqueo de los mismos como consecuencia de las altas viscosidades alcanzadas. Dichos problemas provocaron: 1. Un aumento del tiempo de ciclo y, en consecuencia, una disminución de la capacidad de producción. 2. La introducción de ensayos preventivos durante el proceso, duplicándose los controles. 3. Una carencia de sistemática para resolver los problemas, por desconocimiento de la raíz de los mismos. Con esta tesis se ha pretendido estudiar las causas que originan los problemas anteriormente descritos durante la fase de industrialización, para poder eliminar o minimizar sus consecuencias en el mínimo tiempo posible, y poder pasar de la fase de industrialización a la fase de producción en serie. Como consecuencia de lo anteriormente expuesto, esta tesis se ha centrado en el desarrollo de un método de ensayo capaz de detectar anomalías durante la producción de las pastas, y en el estudio de las variables de proceso que provocan un aumento de la viscosidad durante el proceso de fabricación. Por otra parte se ha tratado de describir la relación entre estos efectos negativos y los parámetros significativos del proceso, con el fin de evitar o minimizar la aparición de los mismos sin realizar cambios en la formulación del producto. Por lo tanto, esta tesis se ha desarrollado tratando de encontrar los parámetros óptimos del proceso, realizando una correcta industrialización, sin entrar en la optimización de la formulación de las pastas catiónicas. En esta tesis, por tanto, se ha estudiado 1. El procedimiento de la obtención de pasta catiónica, así como los equipos necesarios para su fabricación. 2. La técnica experimental de los ensayos de caracterización de las pastas. 3. La técnica experimental desarrollada para determinar las causas que provocan el aumento de la viscosidad y el bloqueo de tuberías en determinadas zonas de la planta.