Introducción a las ceras naturales

Publicado por Equipo de recubrimientos de alto rendimiento el 04/12/2022

Las ceras se utilizan comúnmente en la formulación de pinturas, recubrimientos y tintas para mejorar y proteger su apariencia, sensación, deslizamiento, resistencia a la abrasión y durabilidad general. Estos aditivos de cera están disponibles en varias formas y materias primas, y son de origen natural o sintéticos.

Las plantas producen sus propias ceras para proteger sus hojas o semillas de las fuerzas ambientales. Estas propiedades protectoras de las ceras naturales también pueden usarse para ofrecer algunos beneficios destacados a los recubrimientos y las tintas. Es posible que se necesite la purificación o una leve modificación química para mejorar las propiedades.

Las ceras de carnauba son puramente a base de plantas (de las hojas de la palma de carnauba) y han sido populares durante muchos años, en especial, en aplicaciones de embalaje, ya que proporcionan resistencia al deslizamiento, los rayones y la abrasión, retención de brillo y propiedades de liberación. Recientemente, otros tipos de ceras naturales han ganado popularidad gracias a las consideraciones de sostenibilidad: reducir la huella de CO2 y usar materias primas de recursos renovables. Hay ceras que provienen de las hojas del arbusto Candelilla, las semillas de girasol, la soja, el bagazo de la caña de azúcar o que se extraen del aceite de salvado del arroz (vea la siguiente tabla). También se pueden obtener ceras naturales de animales e insectos (como la cera de abeja).

Las propiedades de las ceras naturales son distintas a las de las ceras sintéticas, ya que la composición química es diferente, y las proporciones de los componentes están sujetas a variación. Los puntos de fusión de las ceras naturales tienden a ser menores que los puntos de fusión de las ceras sintéticas, como las ceras de PE o PP, y hay más cantidad de grupos funcionales polares. Por lo tanto, puede ser difícil reemplazar ceras sintéticas con ceras naturales, sin alterar el rendimiento. Sin embargo, existen algunos beneficios significativos.

Cada vez más, las aplicaciones de impresión y embalaje (por ejemplo, los envases para alimentos) y las tintas tienen que ser biodegradables y permitir la compostabilidad o la capacidad de reciclaje del material del envase. Las ceras naturales son ideales para esta aplicación. Su uso también es creciente en el mercado de recubrimientos debido a los operadores de la industria que buscan mejorar la sostenibilidad. Esta tendencia es particularmente fuerte en la industria de recubrimientos para madera. A diferencia de las aplicaciones de envases para alimentos, otras aplicaciones para pintura y recubrimiento requieren que el recubrimiento dure mucho tiempo, ya que están diseñados para proteger los materiales y extender su utilidad en el tiempo.

Perfil de propiedades de los distintos tipos de cera

Tipo de cera Punto de fundición (°C)  Fuente Composición
Carnauba 82-86 Hojas de palma carnauba Ésteres alifáticos (40 %), ésteres aromáticos (21 %), ácidos libres (13 %) y alcoholes grasos (12 %), rango C26-C30.
Salvado de arroz 77-86 Extraído del aceite de salvado de arroz Ácidos alifáticos (C16-C24) y ésteres de alcohol (C26-C30), ácidos grasos libres (ácido palmítico), escualeno y fosfolípidos.
Girasol 74-80  Trituración de semillas sin pelar Ésteres de ácidos grasos C16-C24 y alcoholes C26-C32.
Caña de azúcar 75-80 Bagazo de la caña de azúcar Alrededor de un 70 % de alcoholes C18-C32, ácidos de cera C18-C32, ácidos ω-hidroxicarboxílicos y ácidos carboxílicos aromáticos, alrededor de un 5-10 % de dioles no esterificados, ácidos de cera C22-C30 de cadena larga.
Candelilla 68.5-72.5 Hojas del arbusto Candelilla Hidrocarburos (50 %, C29-C33), ésteres (20-29 %), ácidos libres (7-9 %) y resinas (12-14 %).
Soja 49-82 Aceite de soja hidrogenado Triglicéridos, que contienen una alta proporción de ácido esteárico.

  

Ceras naturales de Lubrizol

Actualmente, Lubrizol ofrece aditivos de cera de carnauba como polvos micronizados o en dispersiones y emulsiones, así como ceras de amida, que son aproximadamente un 95 % bioderivadas.

Asimismo, potenciamos nuestra amplia experiencia en preparaciones de cera líquida y micronizada para recubrimientos y tintas con el fin de desarrollar otras ceras naturales bioderivadas. Algunos productos nuevos basados en la cera de salvado de arroz muestran una gran promesa de ofrecer un rendimiento similar al de las ceras de polietileno. Lubrizol también realiza pruebas con la cera candelilla, cera de girasol, cera de caña de azúcar y cera de soja, y puede trabajar con los clientes para desarrollar grados específicos.

Además de las ceras de origen natural, Lubrizol está explorando la capacidad de las ceras de PE sintéticas no basadas en fósiles o las ceras de PP elaboradas a partir de etileno y propileno con certificación de balance de masa de materias primas renovables. Esta es otra oportunidad viable de permitir soluciones de aditivos más sostenibles.

Comuníquese con un experto de Lubrizol para analizar el estado más avanzado y la disponibilidad de nuestras ceras naturales y renovables, o para conocer las propiedades específicas de los nuevos grados disponibles en el mercado.

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