En términos simples, la reticulación implica una reacción química entre cadenas de polímeros para que se unan. Imagine un tazón de spaghetti. Cada fideo es uno y se puede extraer de la fuente (si no se le desliza entre los dedos). Con un agente reticulante, se genera una reacción química entre las piezas de "spaghetti" que las une, para que ya no sea posible sacar un fideo solo.
Aplicar un agente reticulante puede incidir en varias propiedades finales en la mayoría de las aplicaciones, incluidas:
- Resistencia química a recubrimientos
- Propiedades de fluido de los polímeros: resistencia a bloqueos e impresión
- Resistencia de los recubrimientos
- Flexibilidad de los recubrimientos
- Resistencia a la abrasión de los recubrimientos
¿Por qué aplicar un agente reticulante afecta estas propiedades? Hay varios motivos. Las cadenas de polímeros que no tienen agentes reticulantes se mueven con libertad alrededor de los polímeros que están unidos por agentes reticulantes (como en la analogía de los spaghetti, en la que ya no puede tomar un fideo sin que esto levante todo el contenido de la fuente de spaghetti). Las cadenas con agentes reticulantes o "unidas" se comportan de manera bastante diferente. No fluyen tanto bajo condiciones de presión como extracción o calor. No se hinchan tanto en un solvente como las cadenas no unidas, lo que mejora su resistencia a químicos/solventes. Y permiten lograr recubrimientos o aglutinantes más fuertes/resistentes.
La importancia de comprender los requisitos de formulación
Conocer los requisitos de procesamiento, formulación y aplicación es importante, y siempre hay algo que resignar y un equilibrio que buscar. Por ejemplo, si se logra la resistencia a la abrasión con un grado alto de reticulante, es posible que se pierda flexibilidad. Uno no puede apostarlo todo a una propiedad sin afectar las demás. ¿Cuál es el objetivo de costo del recubrimiento? ¿Los COV suponen un problema? ¿Se pueden usar coalescentes en la formulación? ¿Qué otras propiedades son importantes?
También es crítico definir lo que intentamos lograr. Por ejemplo, ¿el producto final se utilizará en interiores o exteriores? ¿Estará expuesto a la luz del sol o al agua? ¿Una o dos capas? ¿Directamente sobre el sustrato (madera, por ejemplo) o se deberá aplicar un imprimador? ¿Cómo se aplica? ¿Con rodillo, con rociador? ¿Por qué debe ser resistente? Entender estos factores en profundidad ayuda a formular el método reticulante más efectivo para esa aplicación.
Los tres tipos de reticulación
Autorreticulante: 1K o 2K
El reticulante se puede diseñar con los enfoques 1K o 2K. Los sistemas 1K son autorreticulantes sin necesidad de aditivos. Los sistemas 2K requieren la inclusión de aditivos cerca del momento de la aplicación para que reticulen. Por ejemplo, podría ser un isocianato reticulante que se añade a una formulación justo antes de la aplicación, para corregir el tipo de reacción.
Si bien muchos clientes prefieren recubrimientos 1K listos para aplicar, hay aplicaciones para las que es mejor optar por los sistemas 2K, como por ejemplo los recubrimientos para pisos de madera. Existen antecedentes en el mercado de los pisos de madera en los que los colocadores añaden aditivos a los recubrimientos al momento de aplicarlos.
Otro ejemplo es la aplicación de un aglutinante de papel de filtro, en la que puede haber diversos grados de papel de filtro que necesitan diferentes niveles de reticulante para diversos usos de aplicación. El polímero se puede comprar a granel y luego se puede añadir el nivel de reticulante según lo que necesita para cada grado de filtro de papel. Puede resultar más conveniente y económico, porque el nivel de reticulante se puede adaptar y seguir usando un mismo polímero de base.
Reacción del polímero con el sustrato
Volviendo a la analogía de los spaghetti, también podemos hacer que los spaghetti reaccionen con el sustrato y no solo que un fideo reaccione con los otros. El polímero se puede reticular directamente con la celulosa si se trata de una aplicación de papel o algodón en la industria textil. El polímero no necesariamente se autorreticula, sino que reticula con el sustrato. Este enlace químico covalente sólido entre el sustrato y el polímero a veces es necesario para lograr diferentes efectos, como resistencia en los lavados (en textiles), propiedades de resistencia mecánica, alta resistencia al esfuerzo tensil o resistencia química.
Reticulado previo o posterior
Los polímeros se pueden reticular parcialmente a medida que se crean o se les puede aplicar un agente reticulante después de aplicarlos en el sustrato. Algunas emulsiones acrílicas y dispersores de poliuretano de Lubrizol tienen agentes reticulantes ya aplicados al elaborarlos. Pero nosotros preferimos aplicar el agente reticulante al polímero principalmente después de aplicarlo a un sustrato. Recurriendo otra vez al ejemplo del papel, el polímero se aplicaría al papel, y se fusionaría después de la aplicación. En muchos casos el mejor rendimiento se logra cuando la mayor parte del reticulante se aplica una vez aplicado el producto al papel.
Como mencionamos antes, cuanta más información obtengamos desde el inicio del proceso, mayor es nuestra capacidad de recomendar productos con el agente reticulante correcto. Elegir el método reticulante correcto depende de logar equilibrar varios factores, como:
- Condiciones de uso (por ejemplo, cómo se aplica)
- El sustrato (por ejemplo papel, metal, plástico)
- Los requisitos de rendimiento (en función de lo conversado con el cliente)
- Las limitaciones reglamentarias
- Las precauciones de seguridad
- El objetivo de costos
- Los aspectos relacionados con cosolventes y formación de películas (especialmente en aplicaciones de pintura e impresiones)
Si pueden contener o no formaldehído
Con algunos tipos de reticulante se libera formaldehído, lo que puede generar grandes dificultades en términos de requisitos reglamentarios y de cuestiones de salud y seguridad. Lubrizol ofrece opciones de sistemas sin formaldehído que se pueden adaptar a las necesidades del formulador.
Vale la pena repetirlo: hablar en profundidad sobre los diversos factores es esencial para obtener las recomendaciones de producto reticulante que resulte más apta para una variedad de condiciones, sustratos, usos, cuestiones reglamentarias y otros aspectos.
Contacte a su encargado de cuenta de Lubrizol si tiene más dudas sobre los agentes reticulantes o si necesita ayuda para elegir el método reticulante más apropiado.
