Revestimentos metálicos melhoram propriedades técnicas dos plásticos

Química e Derivados - Metalização de maçaneta automotiva, a partir da esq.: peça pré-tratada; com camada de cobre; de níquel; e de cromo - Fonte: Atotech
Metalização de maçaneta automotiva, a partir da esq.: peça pré-tratada; com camada de cobre; de níquel; e de cromo – Fonte: Atotech

Recobertos com camadas metálicas, polímeros podem ter algumas de suas propriedades acentuadas e até adquirir funcionalidades que normalmente não possuem. Resistência à abrasão, temperatura e luminosidade UV, ganho de condutividade elétrica e blindagem magnética são algumas das características que a metalização possibilita enfatizar, ou mesmo gerar nos plásticos. Esse tratamento permite que os materiais plásticos sigam substituindo metais em automóveis, peças hidráulicas e sanitárias, eletrodomésticos, tampas de frascos, entre outros itens.

Existem diferentes métodos de metalização dos plásticos, cada um deles com usos e potencialidades específicos (ver box). O mais convencional e mais comum, especialmente em aplicações mais exigentes em termos de resistência, caso das autopeças, por exemplo, combina um pré-tratamento químico que dota as peças plásticas de condutividade para o posterior processo de eletrodeposição de metais, no qual o cromo geralmente forma a camada mais externa (daí o nome usual de cromação, embora o processo inclua camadas feitas de outros metais).

Especificidades na composição que o tornam mais apto à adesão dos metais, além das características em quesitos como resistência mecânica e térmica, fazem do ABS o plástico submetido em escala amplamente majoritária aos processos de metalização. Isso garante a sua aplicação em peças decorativas de automóveis, torneiras, chuveiros, puxadores de gavetas, entre vários outros artigos. Em aplicações que exigem maior resistência mecânica e térmica, como insertos de calotas e peças instaladas mais próximas dos motores dos automóveis, são empregadas blendas de ABS e PC.

Química e Derivados - Bos: ABS ainda é o plástico preferido para metalização
Bos: ABS ainda é o plástico preferido para metalização

Há também nichos de metalização de outras resinas, entre as quais Anderson Bos, gerente de produto da Atotech, cita as poliamidas, que, por suas características de resistência mecânica, são especificadas por algumas montadoras para maçanetas de portas de carros. “Em países como Itália e França, hoje croma-se por eletrodeposição também o polipropileno, mas somente para tampas de frascos de perfume”, acrescenta.

Para outras resinas, explica Bos, ainda não se obteve processos de metalização com aderência suficiente. “E a indústria está confortável com os plásticos que já consegue metalizar”, pondera o profissional da Atotech, empresa fornecedora de produtos para todas as etapas dos processos de galvanoplostia, como também é chamada a eletrodeposição de metais, para diversos substratos: plásticos, latão, ferro, alumínio, entre outros.

Além de não se visualizar ainda a possibilidade de metalização de outras resinas por eletrodeposição, também não parece haver, ao menos por enquanto, perspectivas de muitos outros usos para a resina mais amplamente metalizada por esse processo, afirma Airi Zani, diretor-geral do grupo MacDermid na América do Sul. “ABS é uma resina cara”, justifica.

Segundo ele, vêm mudando inclusive os tratamentos aos quais é submetido o ABS em seu principal mercado: a indústria automobilística: “Há hoje uma tendência, não sei se passageira ou não, de se usar autopeças mais coloridas; isso favorece as peças pintadas e recobertas com verniz, em vez das metalizadas”, relata Zanini. Essa colocação de cor pode ser dada tanto por verniz eletroforético – que a MacDermid disponibiliza –, quanto por tintas que não fazem parte do escopo da empresa (que oferece um portfólio completo para todo o processo de tratamento por eletrodeposição de plásticos e de outros materiais).

Pode-se observar ainda, prossegue o profissional da MacDermid, um movimento de substituição, nas camadas exteriores das peças, do cromo hexavalente pela versão trivalente. “O cromo trivalente permite acabamentos diferenciados, especialmente em tons como fumê e cinza”, comenta. Essa substituição também atende a demanda de eliminação nos processos de tratamento, por questões ambientais e de saúde, do cromo hexavalente, que está sendo definitivamente proibido na Comunidade Europeia. Em fevereiro próximo, a região deve anunciar a decisão final sobre por quanto tempo ele ainda poderá ser utilizado nesse mercado.

Vapor e plasma – Também já se disseminou a tecnologia de metalização a vácuo, com a qual finas camadas de metal vaporizado são depositadas sobre as peças. ABS; PP, poliamidas, PC, PVC; PE e acrílico são algumas das resinas submetidas a esse processo por empresas como a ACT, que metaliza com alumínio plásticos e outros substratos. “Nosso maior mercado é a metalização de autopeças para o varejo de reposição, como refletores de faróis e calotas; a seguir, vêm as utilidades domésticas”, diz Evelio Ramos, gerente de produção da ACT.

Mas a metalização a vácuo, ele ressalta, adequa-se a aplicações de diversas indústrias: moveleira, brinquedos; acabamentos hidráulicos, perfumaria, entre outras. Em várias delas, o processo é precedido pela aplicação de uma camada de verniz, que aumenta a adesão e corrige possíveis irregularidades na superfície; após a deposição do metal, é aplicado outro verniz. “Esse segundo verniz pode até ser pigmentado e, assim, colorir as peças”, diz Ramos. “Comparativamente aos métodos mais tradicionais de metalização, esse é mais ecológico: quase não gera resíduos e seus insumos, como o alumínio e o tungstênio (material da resistência que aquece o metal a vaporizar), são recicláveis”, pondera Ramos.

Química e Derivados - Carreri: deposição a plasma melhora adesão ao substrato
Carreri: deposição a plasma melhora adesão ao substrato

Esse apelo ecológico é alardeado também por adeptos de outra tecnologia de metalização: o PVD (sigla de Physical Vapor Deposition), cuja base é a ação do plasma – o quarto estado da matéria –, que permite trabalhar também com metais com ponto de fusão superior ao daqueles comumente utilizados na metalização a vácuo; inclusive, com o metal hoje predominante nos processos de tratamento de superfícies com finalidades decorativas nas aplicações mais exigentes (como as autopeças originais das montadoras): o cromo.

No caso da tecnologia PVD, o apelo da sustentabilidade não se restringe à minimização da geração de rejeitos. “O cromo utilizado nessa tecnologia é o cromo metálico, que é inerte, não causa problemas de saúde, como o cromo 6”, ressalta Felipe de Campos Carreri, pesquisador do Instituto Senai de Inovação em Engenharia de Superfícies.

Assim como no método a vácuo, também no sistema PVD as peças geralmente recebem camadas anteriores e posteriores de verniz (e em ambos os casos a camada metálica depositada é bastante fina, muitas vezes em escala nanométrica). Porém, de acordo com Carreri, o plasma promove adesão muito superior à do processo a vácuo. “Fabricantes de equipamentos já testaram a metalização de ABS/PC, PC, PMMA, PA. Mas essa tecnologia é viável para outros tipos de resina, até porque o aquecimento pode ser controlado, evitando problemas de derretimento”, ressalta.

Na indústria nacional, aponta o pesquisador do Senai, essa tecnologia já trata peças metálicas, como ferramentas de usinagem e moldes de injeção. “Não conheço empresas que no Brasil utilizem PVD para metalizar plásticos. Mas temos sido procurados por várias companhias interessadas em conhecer essa tecnologia também para esse tipo de substrato, especialmente em substituição à metalização a vácuo com alumínio”, relata.

Química e Derivados - Raia: tecnologia de PVD está disponível para a Europa
Raia: tecnologia de PVD está disponível para a Europa

Na Europa, a multinacional suíça Oerlikon Balzers já disponibiliza equipamentos e soluções para o revestimento por tecnologia PVD, sobre diversos substratos, inclusive peças feitas de resinas plásticas, como ABS, PC, PC/ABS, PC/PBT, PC/PET, algumas blendas de PA reforçadas com fibras e minerais, entre outros polímeros (a empresa oferece essa tecnologia de revestimentos decorativos com a marca ePD, por meio dos equipamentos Inubia). “Resistência à abrasão e estabilidade de cores são algumas das funcionalidades que a metalização pela tecnologia PVD proporciona às peças plásticas”, afirma Jesus Raia, gerente de produtos de revestimentos para componentes de precisão da Oerlikon Balzers.

Essa tecnologia da Oerlikon Balzer inclui serviços, equipamentos e soluções específicos para a metalização de plásticos com efeito cromado. “É uma tecnologia amigável ao meio ambiente: consome menos energia que outros métodos de metalização, minimiza a necessidade de descarte de resíduos, não utiliza versões prejudiciais do cromo, como o hexavalente, e permite a reciclagem das peças plásticas revestidas”, ressalta Raia.

Por não haver uma clara demanda do mercado nacional, a Oerlikon Balzers ainda não começou a oferecer suas soluções de metalização de plásticos no Brasil. Mas na Europa, diz Raia, essa tecnologia já é empregada por montadoras nas autopeças plásticas decorativas, internas e externas: grades, frisos, emblemas, peças e botões de painéis, entre outras. “É empregada também em utilidades domésticas, eletroeletrônicos – capas de celulares, por exemplo –, metais sanitários, entre outras aplicações”, acrescenta.

Tendências do mercado – Diretamente dependente de outros setores industriais para os quais presta serviços, a indústria brasileira de metalização de plásticos não poderia deixar de registrar, assim como acontece em praticamente toda a atividade industrial no país, grandes dificuldades neste ano.

No segmento da metalização a vácuo, por exemplo, na ACT o ano começou bem e o primeiro semestre, diz Ramos, foi melhor que o de anos anteriores. “Mas daí em diante a demanda caiu bastante”, ressalta. Ele enxerga um potencial para a expansão desse gênero de metalização, por exemplo, na fabricação de duchas, chuveiros e produtos afins. “Empresas como Lorenzetti e Corona hoje têm suas próprias plantas de metalização a vácuo”, comenta.

Por sua vez, a Wadyclor conseguirá este ano “apenas não ter prejuízo”, como relata Marco Barbieri, diretor industrial da empresa que croma e niquela plásticos para as indústrias automobilística, de metais sanitários, cosméticos e brinquedos, entre outras. “Ninguém no Brasil que trabalha com tratamento de superfícies, não só de plásticos, deve crescer este ano. Os setores dos quais depende essa indústria não se expandem, e mesmo a construção civil, se tiver algum crescimento, será pequeno”, projeta Barbieri. Segundo ele, a situação dos fornecedores desses serviços só não é pior porque nos últimos anos cerca de 30% das empresas do setor fecharam e isso concentrou a demanda naquelas que permaneceram.

Além da claudicante conjuntura da economia do país, outros fatores podem complicar ainda mais os negócios dessas empresas. Um deles: “A poliamida cromável está muito cara no Brasil. Já cromei muita peça de poliamida, mas hoje ninguém mais oferece esse serviço no mercado nacional”, relata Barbieri.

Importante lembrar que o câmbio que valoriza o dólar também é problema para essa indústria, que depende em ampla escala de insumos importados. Outros fatores podem contribuir para elevar drasticamente os preços de alguns desses insumos, caso, hoje, principalmente do paládio, que embora utilizado em quantidades não muito grandes, ainda é fundamental para tornar os plásticos aptos ao processo de eletrodeposição, pois confere escala produtiva ao pré-tratamento que os torna condutivos.

Química e Derivados - Vista interna de equipamento Inubia para deposição a plasma
Vista interna de equipamento Inubia para deposição a plasma

Mas o paládio é empregado também em aplicações que o demandam em quantidades muito maiores e em expansão mundial, como nos catalisadores dos automóveis, hoje presentes mesmo na China (algo que não ocorria há alguns anos); por isso, seu preço no mercado global subiu muito. “Atualmente, o paládio está mais caro que o ouro”, queixa-se Zanini, da MacDermid. “Já estão sendo pesquisadas algumas alternativas a esse insumo, e creio que daqui a um ano, ou um pouco mais, elas comecem a ser disponibilizadas”, prevê.

A Atotech, conta Bos, há cerca de três anos adquiriu uma empresa que desenvolveu um processo livre de paládio (e também de ácido crômico, que também vem sendo crescentemente restrito). “Mas essa tecnologia segue sendo aprimorada, ainda não temos previsão de quando será lançado comercialmente”, diz Bos.

Para ele, o grande desafio atual da indústria de tratamento eletrolítico é banir dos processos o cromo hexavalente, ainda utilizado na grande maioria das aplicações. Para a camada externa de acabamento, ele informa, já há a opção do cromo trivalente, que consegue o mesmo desempenho, mas ainda é menos usado por questões econômicas. “Mas algumas montadoras, especialmente as europeias, começam a se movimentar para alterar suas especificações nesse sentido”, salienta. Também deverá, ressalta Bos, ser gradativamente substituído o cromo do pré-tratamento, na forma de ácido crômico. Em alguns países, empresas já anunciam soluções de pré-tratamento nas quais o ácido crômico (onde aparece o cromo hexavalente) é substituído por um ácido de manganês, por exemplo.

Outra necessidade, prossegue o profissional da Atotech, é eliminar o ácido bórico (presente nos banhos de níquel eletrolítico), também utilizado no pré-tratamento, na etapa de aplicação do níquel químico, pois o boro é um elemento muito propício à proliferação de algas e, por isso, seu descarte é muito restrito em determinadas regiões. “No início de 2020, lançaremos nosso primeiro processo de níquel químico brilhante livre de ácido bórico”, afirma Bos.

Segundo ele, mais de 50% da demanda global por plásticos metalizados pelo sistema químico-eletrolítico provém da indústria automotiva, que agora coloca um novo desafio para os fornecedores desse serviço: a expansão dos veículos elétricos, que têm na sustentabilidade um de seus principais apelos e por isso talvez utilizem menos peças decorativas (aquelas que mais requerem cromação). “Mas cresce o uso de plástico metalizado na indústria de metais sanitários, temos hoje torneiras totalmente feitas de ABS”, ressalta o profissional da Atotech.

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