A la altura de los desafíos de las dispersiones de pigmentos al agua

Publicado por Equipo de recubrimientos de alto rendimiento el 08/25/2021
Los dispersantes tienen varias funciones en una dispersión de pigmentos; una de ellas es evitar la aglomeración de partículas, que puede afectar negativamente a las propiedades deseadas de un recubrimiento o tinta. Durante la etapa de premezcla de dispersión, el dispersante debe disolverse en el medio de dispersión y luego adsorberse sobre las partículas de pigmento. Al evitar la reaglomeración durante la dispersión, el dispersante puede reducir el tiempo de dispersión, mejorar las propiedades tintóreas y otras propiedades del recubrimiento o la tinta. Diseñar dispersantes de pigmentos eficaces para garantizar que puedan cumplir su función con éxito puede ser un desafío, especialmente con las nuevas exigencias sobre el especialista en desarrollo de fórmulas que reflejan un mundo cambiante.
 
Los desafíos más antiguos en el arte de formular para dispersar un pigmento en agua incluyen permitir diferentes superficies de pigmentos, incorporar codisolventes y otros electrolitos, y asociaciones inter e intramoleculares. Estos desafíos son fundamentales para las dispersiones de pigmentos y deben superarse cuando se diseña el agente dispersante, de lo contrario se puede perder el rendimiento del pigmento.
 

Desafíos más recientes

Los desafíos más recientes que ahora deben cumplirse son las restricciones de biocidas, un impulso hacia menos unidades de mantenimiento de existencias (SKU), la estabilidad de dispersiones de tamaño de partículas más pequeñas, una mejor resistencia al agua y reducciones del nivel de compuestos orgánicos volátiles (VOC). Estos desafíos más recientes no son inherentes a la dispersión en sí, sino que son más el resultado de la evolución de las reglamentaciones y la transición para ser más ecológicas o más eficientes desde el punto de vista operativo. Aquí hay un análisis más detallado de estos desafíos:
 
  • Restricciones de biocidas: todo lo que se venda en agua tenderá a contener algún tipo de conservante, especialmente un recipiente que se abre y se cierra (como los cosméticos), para detener el crecimiento bacteriano. En la industria de los recubrimientos, los biocidas MIT y BIT se utilizan ampliamente, pero ahora están cada vez más restringidos por la legislación europea. Si un biocida excede una determinada cantidad dentro de un recubrimiento, el recipiente debe llevar una etiqueta de advertencia, que los fabricantes quieren evitar. Para los fabricantes de dispersantes, esto es un desafío porque si el dispersante se vende como una solución en agua, se debe usar un biocida para detener el crecimiento bacteriano. Cuanto más biocida contiene un dispersante, menos flexibilidad tiene un fabricante de pintura para formular el producto final. En Lubrizol, hemos desarrollado un dispersante que es 100 % activo sin contenido de agua, lo que elimina la necesidad de agregar biocida. Sin agua agregada, el transporte de materiales también se vuelve más económico y ecológico, ya que transportamos menos volumen de producto más concentrado.
  • Menos unidades de mantenimiento de existencias: los especialistas en desarrollo de fórmulas están pidiendo menos dispersantes que funcionen con más de sus productos para reducir las SKU en sus estantes. Lubrizol ha trabajado para cambiar la estructura de los dispersantes, a fin de que funcionen en una gama más amplia de superficies de pigmentos.
  • Estabilidad de dispersantes de tamaño de partículas más pequeñas: por lo general, las partículas se dispersan en el tamaño de micrones. Pero para aplicaciones de alto rendimiento, como la impresión por inyección de tinta y los recubrimientos de automoción, deben ser aún más pequeñas. Mantener estables estas partículas de dispersantes más pequeñas es un desafío importante porque tienden a aglomerarse muy rápidamente.
  • Mejor resistencia al agua: al hacer una dispersión de pigmentos en agua, se aplica el recubrimiento y luego el agua se seca (hidrofílico). Después de que se seque, se requiere lo opuesto (hidrófobo) para proporcionar resistencia al agua, resistencia a las manchas y mayor durabilidad.
  • Reducción de VOC: la mayoría de los países tienen legislación sobre el contenido de compuestos orgánicos volátiles (VOC) en los recubrimientos. A medida que los VOC continúan restringidos, la caja de herramientas de aditivos que se pueden usar se vuelve más pequeña. Por ejemplo, algunas compañías incluyen un humectante en sus formulaciones para evitar que los recubrimientos se sequen demasiado rápido. El humectante se asienta sobre la superficie y ralentiza la velocidad de secado sin que la pintura/el recubrimiento se resquebraje demasiado rápido. El monopropilenglicol (MPG) es un humectante que se usa comúnmente porque es asequible y eficaz, pero contribuye a los VOC y sVOC (compuestos orgánicos semivolátiles). Para abordar los nuevos límites, Lubrizol ha desarrollado una nueva tecnología humectante que no se basa en monopropilenglicol y que contribuye a reducir los VOC y los sVOC sin dejar de ser eficaz en su uso.
 
Mediante la modificación cuidadosa de las estructuras de dispersantes y humectantes, Lubrizol ha podido ofrecer nuevas soluciones de aditivos que están mejor ajustadas para cumplir con los requisitos de los especialistas en desarrollo de fórmulas de recubrimientos y tintas desafiados por las necesidades de las industrias modernas actuales. 

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