Descubrimiento en la tecnología de recubrimiento por rociado de CO2 supercrítico

Impulsada por los objetivos de “carbono dual” de China y las regulaciones ambientales cada vez más estrictas, la industria de recubrimientos está buscando nuevos procesos de pulverización ecológicos que mantengan un alto rendimiento.Recubrimiento por pulverización asistido por CO₂ supercríticose ha convertido en un foco de investigación global en los últimos años. Al mezclar dióxido de carbono supercrítico con materiales de recubrimiento, se reduce drásticamente la viscosidad, reduce o elimina los disolventes orgánicos, reduce las emisiones de COV entre un 70 % y un 80 % y mejora la calidad de la atomización y el rendimiento de la película.Equipo de automatización Co., Ltd. de Dongguan Manshenganunció recientemente que suSistema piloto de recubrimiento por pulverización de CO₂ supercrítico, desarrollado conjuntamente con la Universidad Tecnológica del Sur de China (SCUT), ha superado con éxito la verificación piloto. Está previsto el lanzamiento de un modelo comercial en 2026, lo que posicionará a Mansheng a la vanguardia de la tecnología de revestimiento ecológico de próxima generación.

Los recubrimientos convencionales a base de solventes requieren grandes cantidades de solventes orgánicos (tolueno, xileno, ésteres, etc.) para ajustar la viscosidad. Estos solventes se evaporan completamente durante la pulverización y el secado, convirtiéndose en la principal fuente de emisiones de COV. Incluso los recubrimientos a base de agua contienen pequeñas cantidades de cosolventes, implican un alto consumo de energía de secado y exigen un tratamiento estricto del sustrato. La solución innovadora:CO₂ supercrítico.

El CO₂ alcanza unaestado supercríticoa temperaturas superiores a 31°C y presiones superiores a 7,38 MPa, combinando baja viscosidad, alta difusividad (similar a un gas) con alta solvencia (similar a un líquido). Cuando se inyecta en recubrimientos:

• Reduce en gran medida la viscosidad, lo que permite una atomización suave de recubrimientos con alto contenido de sólidos (≥90 % de sólidos).
• Reemplaza los solventes orgánicos; El CO₂ se vaporiza instantáneamente sin residuos ni COV.
• Mejora la atomización mediante una rápida expansión y microexplosión, produciendo gotas finas (10 a 15 μm).
• Mejora las propiedades de la película: densidad, adherencia y brillo.

Desarrollado originalmente por Union Carbide (EE. UU.) y luego refinado en Alemania y Japón, la adopción comercial sigue siendo limitada a nivel mundial debido a los costos de los equipos de alta presión, la complejidad del sistema y las estrechas ventanas de proceso.

En asociación con el Centro Nacional de Investigación de Ingeniería para Equipos de Procesamiento de Nuevos Polímeros en SCUT, Mansheng pasó dos años desarrollando unmódulo compacto de pulverización de CO₂ supercríticoque se integra perfectamente con su equipo de pulverización automática giratorio de alta velocidad de 360° de sexta generación. Componentes principales:

• bomba de refuerzo de CO₂: Presuriza CO₂ de grado industrial (pureza ≥99,5 %) a 10–15 MPa.
• Unidad de control de temperatura y calefacción: Mantiene entre 40 y 60 °C para mantener el CO₂ supercrítico.
• mezclador estático: Mezcla uniformemente CO₂ supercrítico y recubrimiento.
• Válvula de contrapresión y boquilla de liberación rápida: Mantiene la presión del sistema y activa la atomización instantánea por caída de presión.

El módulo mide solo 0,8 mx 0,6 mx 1,2 my se puede instalar junto a las cabinas de pintura existentes sin modificaciones importantes en la línea. Mansheng simplificó los algoritmos de sellado y liberación de presión de alta presión,Reducir los costos de fabricación en aproximadamente un 40 %.y mejorar la seguridad para la escalabilidad comercial.

Las pruebas que utilizan un recubrimiento con un 85 % de alto contenido de sólidos muestran mejoras espectaculares:

"La reducción de los COV de 68 a 14 es un resultado notable", afirmó el líder del proyecto. "Con un 23% más de utilización de material y un costo de solo ~¥0,2/kg de CO₂, el costo operativo total se mantiene por debajo de la pulverización tradicional con solventes".

1. Mandatos de recubrimiento con alto contenido de sólidosMaquinaria de construcción, palas de aerogeneradores, revestimientos marinos: anticorrosión de película gruesa con límites estrictos de COV.
2. Requisitos de recubrimiento de alta densidadNuevas cajas de baterías de energía, tanques de almacenamiento de hidrógeno: películas de alto aislamiento sin poros.
3. Modernizaciones ecológicas para líneas a base de disolventesActualización de bajo costo sin cambiar a líneas basadas en agua.

Un módulo de CO₂ supercrítico tiene un precio de150.000-200.000 yenes(excluyendo la unidad de pulverización principal). Para una planta mediana que utiliza 20 toneladas de recubrimiento al año:

• Ahorro en revestimiento: ~4,6 toneladas/año → ¥276.000
• Ahorro en el tratamiento de COV: ~¥8,640
• Reducción de costos de solventes: ~¥60,000
• Ahorro anual total: ~¥345.000

Beneficio anual neto: ~¥220.000Período de recuperación: ~18 meses

Todas las líneas de alta presión utilizan acero inoxidable 316L (clasificado 25 MPa) con válvulas de seguridad y discos de ruptura. Las características del sistemaenclavamientos de varios nivelespara alivio y apagado automático de presión. El CO₂ supercrítico no es tóxico ni inflamable. Mansheng ha completadoMás de 500 horas de pruebas continuascon fluctuación controlada dentro de ±5%. El inicio con una sola tecla y la limpieza automática permiten cambios de color en 5 minutos.

El 14º Plan Quinquenal de Desarrollo Verde Industrial de China fomenta las tecnologías de recubrimiento con fluidos supercríticos. Ofertas de Cantónhasta un 15% de subvenciones(máximo ¥2 millones) para proyectos que reduzcan los COV en >50%. Mansheng ayuda a los clientes con las solicitudes.

Los competidores globales (Nordson, Wagner) cobran entre 800.000 y 1.500.000 yenes por sistema. mansheng's150.000-200.000 yenesLa fijación de precios tiene como objetivo romper los monopolios extranjeros y permitir la sustitución interna. "Nuestro objetivo es lograr tecnología ecológica asequible, no equipos de lujo", afirmó el director general de Mansheng.

• Segundo semestre de 2026: 10 programas piloto gratuitos en autopartes, maquinaria de construcción, energía eólica.
• Q2 2026: Lanzamiento comercial oficial.
• construir unbase de datos de procesos de CO₂ supercríticopara epoxis, poliuretanos, acrílicos y diversos sustratos.

La fumigación ha evolucionado:

1. Pistolas manuales → reciprocadores automáticos (1ª revolución)
2. Robots + atomización rotativa de alta velocidad (2ª revolución)
3. Recubrimiento de CO₂ supercrítico (candidato a la tercera revolución)

El avance temprano de Mansheng garantiza a China un papel de liderazgo en la competencia mundial de revestimientos ecológicos.