Los velos de gelcoats mejoran los materiales compuestos de FRP

Los gelcoats y los velos aportan el toque final.

Hoy en día, los fabricantes de compuestos utilizan acabados superficiales como gelcoats y velos para mejorar la apariencia y durabilidad de sus piezas. Pero cuando sus predecesores en la década de 1950 desarrollaron gelcoats, no les preocupaba la apariencia. Buscaban una manera de minimizar el daño que los productos de fibra de vidrio causaban a sus herramientas.

"Las empresas tomaron el mismo tipo de resinas que usaban para fabricar laminados de fibra de vidrio, las espesaron, les agregaron relleno, las pintaron en el molde y luego fabricaron las piezas", dice Rick Pauer, gerente de mercado de Polynt. "A la gente empezó a gustarle el aspecto que proporcionaba el gelcoat, por lo que el siguiente nivel fue dar color o mejoras de superficie a las piezas de FRP".

Los constructores de embarcaciones vieron el potencial del gelcoat y comenzaron a pedir a los fabricantes que le incorporaran otras propiedades, como protección contra los rayos ultravioleta (UV) y las ampollas y resistencia al agua. La industria marítima sigue siendo el mayor cliente de gelcoats, pero los fabricantes de productos de transporte (autocaravanas, camiones y autobuses) y productos sanitarios (revestimientos de bañeras y duchas) también son grandes compradores.

Para todos estos mercados, “el rendimiento de un gelcoat tiene mucho que ver con la estética; existe el elemento de protección de la superficie, pero una parte importante de él es la apariencia”, dice Harry Sure, gerente comercial de Interplastic Corp. “La gente dice: 'Quiero que mi vehículo recreativo tenga un aspecto fantástico dentro de 15 años; Quiero que mi barco luzca como nuevo después de varios años'”.

Los gelcoats ofrecen una gran ventaja sobre los recubrimientos más finos como la pintura. "Tener un color uniforme de 20 mils permite realizar reparaciones fáciles en una superficie recubierta de gel", dice Pauer. “Los mercados de agricultura, transporte y marítimo aprecian enormemente la reparabilidad de los compuestos recubiertos de gel, donde los rayones y graffitis se pueden pulir fácilmente hasta devolverlos a sus superficies originales. En el mercado arquitectónico, la capa de gel más espesa a menudo se arena para proporcionar una superficie texturizada que se parece mucho al hormigón o la piedra de terracota”.

Un acto de equilibrio

Desarrollar gelcoats rentables y de calidad no es una tarea fácil. Scott Crump, director de investigación y desarrollo de gelcoats/colorantes de Interplastic, dice que una fórmula típica de gelcoat contiene entre 15 y 25 componentes diferentes. Un cambio en un ingrediente para mejorar una propiedad particular puede afectar negativamente a otras propiedades. "El desafío es tratar de equilibrar esos ingredientes y gestionar todas las expectativas del fabricante y del usuario final, porque siempre hay compensaciones", dice Crump. “Los conceptos de formulación que conducen a un recubrimiento con características de pulverización realmente buenas no son necesariamente los mejores en términos de cumplimiento de los requisitos de VOC/HAP. De hecho, van en direcciones opuestas”.

La complejidad de la tarea puede ser una de las razones por las que el número de fabricantes de gelcoat se ha reducido de 20 en un momento dado a cuatro o cinco en la actualidad.

“Si nos fijamos en la tecnología, en las economías de escala, observamos lo que se necesita para ser consistente y podemos ver que ha pasado de operaciones familiares a un producto de diseño más industrial en una planta”, dice Crump. “Cuando comencé, la empresa para la que trabajaba literalmente había comenzado en un garaje. Hoy no podrían hacerlo por diversas razones”.

Los fabricantes de gelcoat tienen que diseñar sus productos tanto para el cliente inmediato (el fabricante) como para el usuario final. Para los fabricantes, una capa de gel debe producir resultados consistentes. "Es como la pintura, pero tiene que poder rociarse y no puede correr ni gotear", dice Pauer. Eso es un desafío con un material que generalmente se aplica con un espesor de 15 a 35 mils…. Además, los gelcoats deben funcionar bien en un rango de temperaturas, ya que es posible que algunos fabricantes no tengan buenos controles ambientales en su taller”.

La porosidad también es un problema, añade Pauer. “Generalmente rociamos o aplicamos con brocha este material, pero no puede haber ningún tipo de huecos de aire porque podría afectar las características de su película continua. Si hay un agujero en esa película, si hay porosidad o un ojo de pez, eso permite que entre agua y parece un defecto en la superficie. También afecta la resistencia a la corrosión, la resistencia al agua, la resistencia a los rayos UV: todas esas cosas para las que se utiliza el gelcoat entran en juego”.

Las formulaciones de gelcoat también varían según el método de aplicación. Crump dice que la gran mayoría de los fabricantes de composites en EE.UU. hoy en día pulverizan gelcoats en un molde abierto como primera capa de una pieza de composite. "El gelcoat forma un fuerte enlace químico con la resina", afirma. “Las capas individuales se vuelven monolíticas porque esencialmente están unidas entre sí. Esa es una de las razones por las que utilizamos gelcoats en lugar de simplemente pintar el exterior de la superficie con algún otro tipo de recubrimiento. Es realmente duradero porque no es una unión física con la superficie, es una unión química”.

Los fabricantes de productos compuestos aplican el resto de las capas de gel a las estructuras existentes como una capa posterior al acabado. Estas capas superficiales añaden una capa gruesa y duradera a la superficie de un producto.

El tiempo de secado requerido es otro factor en la formulación de gelcoat. Varios de los clientes de Interplastic producen piezas compuestas (unidades de baño/ducha, paneles de transporte, etc.) utilizando procesos continuos de alto rendimiento, como líneas transportadoras. “El gelcoat tiene que estar listo para laminar en menos de 15 minutos. Si no es así, se reduce la tasa de producción de todo el proceso”, afirma Crump. Los constructores de embarcaciones, por otro lado, pueden dejar que los gelcoats se curen durante intervalos mucho más largos.

Diseños para clientes finales

Para los propietarios de embarcaciones, vehículos recreativos, alrededores de bañeras y otros usuarios finales, las prioridades son las capas de gel duraderas que mantengan la apariencia de alto brillo deseada durante el mayor tiempo posible. No quieren ver colores con manchas o un acabado calcáreo.

“El nivel de expectativa ha aumentado; Estamos fabricando embarcaciones más grandes, más caras y de mayor gama, y ​​el cliente quiere que conserven esa estética el mayor tiempo posible”, afirma Ryan Wilkins, gerente de productos de gelcoat marino de Ashland en América del Norte.

Sin embargo, la longevidad no es el único requisito del usuario final.

"Hay ajustes y adaptaciones dependiendo de dónde se va a utilizar el producto", dice Sure. "Por ejemplo, un producto de transporte no está tan expuesto al agua como un producto marino, por lo que podemos comprometer un poco la resistencia al agua pero trabajar muy duro para lograr la resistencia a los rayos UV para ese mercado".

Una encimera de lavabo de mármol cultivado con acabado de capa de gel no tendrá problemas con la exposición a los rayos UV, pero deberá resistir la expansión y contracción térmica causada por el agua fría y caliente que corre sobre ella. Una pala eólica en una turbina productora de energía puede moverse a 300 mph, por lo que su capa de gel debe tener una excelente resistencia a la abrasión y la fatiga, así como durabilidad en exteriores, incluida la resistencia al calor, la luz y la humedad.

Los clientes finales han desafiado a los fabricantes de gelcoat con sus demandas de una mayor variedad de colores con más profundidad e intensidad. El negro y otros colores oscuros son populares entre los fabricantes de motos acuáticas, por ejemplo, pero desarrollar capas de gel que mantengan esos colores durante varios años es difícil.

Las tendencias de estilo también afectan las formulaciones de gelcoat. Hace años, los acabados en escamas de metal eran populares en el mercado de las embarcaciones de lubina; Ahora, los consumidores quieren embarcaciones con una apariencia que emule los acabados de los automóviles actuales, que tienen motas muy pequeñas que reflejan la luz.

Al diseñar para la industria del transporte, los fabricantes de gelcoat enfrentan un desafío diferente. Las empresas de alquiler de camiones y vehículos recreativos que utilizan paneles de madera FRP para las paredes laterales de sus vehículos quieren el mismo color y acabado para las partes compuestas de sus camiones que para las secciones metálicas.

Algunos fabricantes diseñan gelcoats para productos de menor escala. Diversified Structural Composites, por ejemplo, produce ejes para motores eléctricos de pesca por curricán para barcos pesqueros.

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