Las ceras con contenido bioderivado para recubrimientos y tintas no son nuevas, pero hay muchos tipos nuevos de materiales bioderivados que se están probando y desarrollando para uso comercial como aditivos de cera. Algunas de estas alternativas más nuevas ofrecen una gran promesa en la entrega de un rendimiento que compite con el de las ceras de polietileno en la mejora y protección de la apariencia, la sensación, el deslizamiento, la resistencia a la abrasión y los rayones, y la durabilidad en general de la formulación de tintas o del recubrimiento.
Históricamente, las ceras de carnauba han sido la opción principal que podría considerarse bioderivada y renovable. Estas ceras puramente a base de plantas, que se derivan de las hojas de la palma de carnauba, han estado disponibles comercialmente y son populares desde hace muchos años. Brindan grandes propiedades de deslizamiento, resistencia a los rayones y buena claridad de film. Las amidas de ácido graso son otra opción bioderivada de fuentes vegetales y animales, que brindan excelentes propiedades antibloqueo y de liberación, pero una protección limitada contra rayones.
En los últimos años, más tipos de tecnologías de cera con contenido bioderivado han ganado popularidad a medida que se vuelven más viables para abordar tanto las necesidades de rendimiento como la creciente demanda de materias primas que brinden beneficios de sostenibilidad y reduzcan el impacto ambiental de los recubrimientos y las tintas.
Hay ceras que provienen de las hojas del arbusto Candelilla, las semillas de girasol, la soja, la palma, el bagazo de la caña de azúcar o que se extraen del aceite de salvado del arroz. También se pueden obtener ceras naturales de animales e insectos (como la cera de abeja). Dos de las opciones más prometedoras han sido el salvado de arroz y las semillas de girasol.
El aceite de salvado del arroz para cera se extrae del salvado exterior o la cáscara de los granos de arroz, que no se consume como alimento, por lo que no compite con el suministro de alimentos. La cera de salvado de arroz tiene un punto de fusión de 77 a 86 °C. La cera de girasol proviene de la molienda de semillas de girasol sin pelar y tiene un punto de fusión de 74 a 80 °C.
Pruebas y desarrollo de alternativas bioderivadas
Con amplia experiencia en preparaciones de cera líquida y micronizada para recubrimientos y tintas, Lubrizol está trabajando en el desarrollo de otras ceras naturales bioderivadas con la expectativa de lanzar estos productos en un futuro no muy lejano. Debido a que las ceras a base de salvado de arroz y girasol han demostrado el mayor éxito, las pruebas y el desarrollo se centran en estas dos alternativas.
A continuación, se muestran los resultados de las pruebas que comparan el rendimiento de estas dos ceras bioderivadas, incluidas cuatro versiones de materiales de salvado de arroz, con un control sintético y con un recubrimiento de control sin cera en las áreas de rayones, deslizamiento y revestimiento.
Resultados de la prueba de recubrimiento en latas
En los recubrimientos de latas, la cera actúa como una capa protectora para proteger la marca en el exterior de la lata para evitar que se raye o dañe al proporcionar una mayor resistencia a la abrasión por deslizamiento y rayones. El siguiente cuadro (figura 1) muestra la prueba de deslizamiento (coeficiente de fricción) en las barras, y el gráfico de líneas mide los rayones (cantidad de peso que se necesita para hacer un rayón) en un recubrimiento de latas con base solvente. El salvado de arroz 3 y 4 producen una mejor resistencia a los rayones que los otros materiales y un deslizamiento muy comparable al del control sintético.
La figura 2 muestra los resultados de las pruebas en un recubrimiento de latas a base de agua. Todas las alternativas bioderivadas tuvieron un buen desempeño en las pruebas de deslizamiento y rayones, lo que ofrece una alternativa extremadamente competitiva al control sintético.
Resultados de recubrimiento industrial
La figura 3 muestra los resultados de las pruebas del coeficiente de fricción y frotamiento/abrasión en un recubrimiento industrial (acrílico a base de agua/PUD). Los resultados varían, pero el salvado de arroz 1 y 2, y las semillas de girasol, son competitivos con el polietileno. Todos los materiales tuvieron un buen desempeño en las pruebas de brillo en el mismo recubrimiento industrial (no se muestra el cuadro).
Resultados de tinta a base de agua
En una tinta a base de agua, los datos de apariencia/brillo son fuertes (figura 4). En las pruebas de rayones y abrasión, las ceras de salvado 2, 3 y 4 son competitivas con la tecnología estándar actual (no se muestra el cuadro).
Debido a que el rendimiento varía para cada propiedad de la cera de girasol y los diferentes tipos de cera de salvado de arroz, existen alternativas bioderivadas que pueden funcionar para situaciones específicas. La clave es trabajar con un proveedor para analizar múltiples opciones y determinar cuál es la mejor para cada formulación individual.
Con estos alentadores resultados de pruebas, y a medida que continuamos trabajando con los clientes para probar las opciones de ceras bioderivadas, la buena noticia es que ya hay herramientas disponibles (o que lo estarán pronto) para ayudar a los especialistas en desarrollo de fórmulas que desean utilizar alternativas bioderivadas. Una cera bioderivada no satisfará todas las necesidades, pero existen opciones bioderivadas para aplicaciones específicas que pueden disminuir el consumo de recursos fósiles y ayudar a mejorar la huella de carbono de los recubrimientos y las tintas sin sacrificar el rendimiento.
Contáctenos para obtener información adicional sobre la disponibilidad de nuestras ceras bioderivadas y cómo funcionan frente a los sistemas de cera convencionales.
