Cómo lograr la reducción total del costo de la fórmula con los dispersantes adecuados

Publicado por  Equipo de recubrimientos de alto rendimiento el 02/23/2021

La función de un dispersante en una mezcla base para cualquier formulación de tinta o recubrimiento es muy importante, ya que contribuye al desarrollo de la dispersión, la reducción del tamaño y la estabilización de las partículas, al mismo tiempo que optimiza el rendimiento del pigmento o de la partícula que se está dispersando. Elegir el dispersante correcto puede reducir el costo total de una formulación.

 

El uso de un dispersante óptimo contribuye a mejorar muchas propiedades de la partícula que se está dispersando, como la reología y la potencia de tinte (para pigmentos), lo que puede significar que se necesite menos pigmento para lograr el mismo color estándar (STD). En consecuencia, la reducción del pigmento implica un menor costo total de la formulación, ya que el pigmento es un componente importante de dicho costo. Un dispersante eficaz se adsorbe sobre la superficie del pigmento; esto reduce las fuerzas de atracción de Van der Waals, lo que, a su vez, da como resultado una mejor reología y una menor viscosidad. Si se elige el dispersante adecuado, es posible que se necesite menos cantidad para lograr el agente sobre el peso del pigmento (AOWP) óptimo. La siguiente imagen muestra cómo la viscosidad es mínima cuando se usa la cantidad correcta de dispersante para minimizar la floculación de la mezcla base.

.

 

El siguiente diagrama ilustra cómo varias propiedades del pigmento, como potencia de tinte, transparencia, opacidad, brillo, turbidez y floculación, mejoran con a una distribución del tamaño de partícula más homogénea y mayor estabilidad de la dispersión. A medida que se reduce la viscosidad de la mezcla base, esas propiedades aumentan. Todos estos efectos contribuyen a mejorar las propiedades finales de la tinta o del recubrimiento.

 

 

Este efecto también permite que el formulador aumente la concentración del pigmento en la mezcla base, lo que mejorará la eficiencia y la productividad. Una dispersión optimizada puede brindar una reducción del costo de la fórmula ¡con resultados muy sorprendentes! En el siguiente ejemplo, al aumentar la concentración de un pigmento orgánico (PB15:3) desde el STD inicial de 13% hasta el 25%, se logró un 92% de aumento de concentración del pigmento en la misma fórmula de 100%.

 

         STD       SUG PB15:3
  Agregar en orden y revolviendo. Mezclar a baja velocidad durante 15 minutos
 Solvente  41.15 56.00
 Solución de resina Laropal A81  40.00 10.00
 Dispersante STD  5.85  
Solsperse™ M388 (50% sustancias activas)    8.00
 Solsperse™ 5000S (100% sustancias activas)    1.00
   Agregar revolviendo. Mezclar a baja velocidad durante 60 minutos
 PB 15:3  13.00 25.00
 Molienda
 Total 100.00  100.00

 

Después de la molienda y de ajustar el contenido del pigmento al mismo 13%, los resultados obtenidos fueron:

 

STD SUG PB15:3
Viscosidad de la mezcla base (KU) 96 52
Finura (Hegman) 7.0 > 7.5
Floculación (1 = Baja, 5 = Excelente) Microscopía (aumento 400X) 3 5
Potencia de tinte 100.00 141.12
DL 0.00 -3.53
Da 0.00 -0.03
Db 0.00 -2.30

 

La potencia de tinte se desarrolló en más del 41% y el color está mucho más saturado en el azul axl (Db<0), que ofrece un color mucho más limpio.

Al hacer una simulación de costos y comparar las fórmulas, después de ajustar el porcentaje del pigmento (25% hasta 13%) y el aumento de potencia de tinte (+41%) con resina y solvente, el resultado general fue una reducción de costos del 16% en la formulación optimizada. Esta comparación no considera los ahorros evidentes en la producción del cliente, a través de una mejor utilización de sus equipos y aumento de la productividad.

Con una sólida cartera de hiperdispersantes Solsperse™ diseñada para aplicaciones y formulaciones específicas, Lubrizol colabora con los formuladores para integrar un dispersante eficaz para optimizar el rendimiento y reducir los costos totales de formulación.

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Equipo de recubrimientos de alto rendimiento

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