Los pigmentos son elementos clave de las tintas y los recubrimientos, ya que proporcionan color y opacidad y, a la vez, aumentan el rendimiento y la durabilidad del producto de uso final. Debido a que son materiales particulados insolubles, necesitan aditivos para dispersarlos en un medio líquido, como un aglutinante o solvente, para brindar el color y las propiedades preferidas.
Los dispersantes o agentes dispersantes son los aditivos que se usan para humedecer, dispersar y estabilizar polvos con pigmentos secos en una variedad de formulaciones líquidas. La forma en que se dispersan los pigmentos en la tinta o en el medio de recubrimiento es importante para lograr un color uniforme y evitar problemas como la floculación/aglomeración.
Si bien la función de los dispersantes es similar en tintas y recubrimientos, difieren mucho en diseño y selección, debido a las diferencias en el tipo de pigmento y los requisitos según los usos de la aplicación, los objetivos y las necesidades de rendimiento.
Pigmentos en Tintas
En el caso de las tintas en aplicaciones de impresión y embalaje, el énfasis está puesto en ofrecer una dispersión fina y uniforme para lograr colores vibrantes a través de una alta carga de pigmentos y, a la vez, evitar la obstrucción en los cabezales de impresión. Las Tintas suelen utilizar pigmentos orgánicos muy coloreados y más transparentes, diseñados para la superposición y mezcla de colores. Esta transparencia es esencial en aplicaciones como la impresión digital, donde los colores superpuestos (p. ej., cian, magenta, amarillo, negro y colores planos) crean la imagen final. Se producen diferentes colores al superponer una gama más estrecha de colores que en los recubrimientos.
Para lograr una fuerte intensidad de color a pesar de aplicar películas muy finas, las tintas suelen contener una mayor concentración de pigmentos finamente dispersos. Esto garantiza una densidad óptica suficiente, lo que mejora la riqueza del color sin necesidad de una capa gruesa. Debido a que las capas de tinta son tan delgadas, las partículas grandes de pigmento son problemáticas, ya que pueden provocar una dispersión deficiente y una mayor opacidad, lo que socava el propósito de la tinta. Además, es posible que las partículas más grandes no quepan bien en el delgado film y que afecten negativamente a la calidad de impresión.
Pigmentos en recubrimientos
En los recubrimientos, el color sigue siendo importante, pero también lo son la estabilidad y el rendimiento de protección. A diferencia de las tintas, los recubrimientos suelen utilizar pigmentos más opacos elegidos por propiedades como la durabilidad y la resistencia a los rayos UV, especialmente para usos exteriores o de protección. Esto se debe a que la apariencia final depende más del color de la capa superior. Los recubrimientos dependen más del uso directo de pigmentos en el color deseado en lugar de superponerse o mezclar colores, como es común en los sistemas de tintas. Por ejemplo, si el naranja es el color deseado para una lata de pintura, se elegiría un pigmento naranja en lugar de usar un pigmento rojo con un amarillo encima, como en una tinta.
Los recubrimientos a menudo se aplican en películas más gruesas, por lo que las partículas de pigmento más grandes son aceptables e incluso beneficiosas. Las partículas más grandes en los recubrimientos pueden contribuir a una mayor resistencia a los rayos UV, lo que los hace más adecuados para aplicaciones exteriores o protectoras. La durabilidad y la retención del color a largo plazo son más importantes que la densidad óptica, de modo que las partículas más pequeñas, que podrían degradarse más rápido, a veces se evitan para mantener la integridad del color con el tiempo.
Elección del dispersante correcto
Los dispersantes consisten en aditivos altamente especializados utilizados para humedecer, dispersar y estabilizar polvos con pigmentos secos en una variedad de formulaciones líquidas, como tintas y recubrimientos. El proceso de dispersión se lleva a cabo para acercarse lo más posible al tamaño de partícula primario original. De lograrlo, se mejora el proceso de aplicación y se obtiene un mejor rendimiento final. Sin un aditivo (un dispersante), las partículas más pequeñas se recombinarían de forma natural (aglomeración). Un agente dispersante eficaz también puede servir como agente humectante y agente estabilizante.
Los dispersantes de pigmentos son estructuras poliméricas de dos componentes, y el grupo de anclaje proporciona una fuerte adsorción sobre la superficie del pigmento. Las cadenas poliméricas, que están unidas al grupo de anclaje, proporcionan la estabilización.
La dispersión de pigmentos en tintas y recubrimientos implica objetivos fundamentales similares, lograr la estabilidad y distribución uniforme de los pigmentos, pero existen diferencias importantes en función de los distintos requisitos y formulaciones de cada sistema.
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Tintas |
Recubrimientos |
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Necesidades de dispersión |
Requieren una dispersión de pigmentos ultra fina (partículas a nanoescala), evitando problemas de flujo o cambios de color durante la impresión. |
Optimizado para brindar estabilidad bajo tensión. Concéntrese en la estabilidad de almacenamiento a largo plazo (evita la generación de depósitos), la eficiencia de la dispersión en sistemas de carga alta (p. ej., rellenos) y las propiedades del recubrimiento final, como brillo y cobertura. |
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Necesidades de rendimiento |
Alta claridad óptica, tamaño de partícula fino, baja viscosidad. |
Opacidad, resistencia química/a la intemperie film integridad. |
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Necesidades de estabilidad |
Muy alto: no debe sedimentarse ni flocularse durante el almacenamiento o el uso. |
Es aceptable una sedimentación alta, pero a veces menor, si se vuelve a dispersar fácilmente. |
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Compatibilidad |
Sistemas más simples con menos aditivos. Si bien es posible que aún existan aditivos como las ceras para resistencia a los rayones, la formulación general tiende a ser más sencilla y las exigencias de compatibilidad son menores. |
Se necesita una amplia compatibilidad porque los recubrimientos suelen implicar formulaciones más complejas. Pueden incluir varios aditivos para áreas como la protección UV, la resistencia a la corrosión, la protección contra la oxidación inmediata, la resistencia a los rayones (por ej., ceras) y la promoción de la adhesión. |
Una amplia gama de productos
Lubrizol respalda las industrias de tintas y recubrimientos al ofrecer tecnologías de dispersantes personalizadas diseñadas para cumplir con los requisitos específicos de rendimiento y formulación de cada aplicación.
La ventaja de Lubrizol radica en una amplia cartera de productos dispersantes diseñados para:
- Tintas (Incluido Impresión digital)
- Pinturas y recubrimientos
- Aplicaciones especializadas, como Cerámica de avanzada y baterías de iones de litio.
Esta amplia gama de productos Lubrizol permite trabajar con los clientes para seleccionar el dispersante más adecuado para cada aplicación y satisfacer las diferentes necesidades de eficiencia de formulación y rendimiento. Para los recubrimientos industriales que no requieren un alto rendimiento, los dispersantes más simples podrían funcionar. Para recubrimientos más complejos, como en aplicaciones automotrices, normalmente se necesitarán dispersantes de alto rendimiento debido a sus requisitos de durabilidad extrema, como resistencia a los rayos UV, propiedades de barrera y pruebas de exposición al aire libre a largo plazo (por ej., 2+ años). El dispersante no puede comprometer las propiedades protectoras del recubrimiento.
Uno de los principales desafíos de los recubrimientos es la necesidad de compatibilidad múltiple: es posible que se requiera un solo sistema de colorantes para funcionar en varias formulaciones de recubrimiento diferentes. Por el contrario, los sistemas de tintas suelen estar optimizados para combinaciones específicas de componentes y precisión en dispersión e imprimibilidad, lo que reduce la necesidad de una adaptabilidad tan amplia. La selección del dispersante debe ajustarse a formulaciones, procesos y normas regulatorias específicos, lo que refleja las necesidades específicas de cada aplicación.
Tecnología de dispersantes Lubrizol para Tintas
En tintas en las que solo se utiliza una cantidad limitada de pigmentos, Lubrizol Solsperse™ 87000 es un ejemplo de dispersante optimizado desarrollado específicamente para mejorar la dispersión y la estabilidad de los pigmentos rojos. Es particularmente eficaz para el pigmento rojo 57.1 en sistemas UV para evitar la gelificación.
Solsperse 87000 es un ejemplo del enfoque específico de Lubrizol para responder a las necesidades de los clientes, donde los especialistas en desarrollo de fórmulas de tinta a menudo eligen el "mejor dispersante de su clase" para cada pigmento, en lugar de una opción universal.
Lubrizol también invirtió en el desarrollo de dispersantes para tintas de curado UV, donde los pigmentos como los magentas, algunos amarillos y los agentes mateantes de sílice pueden ser difíciles de dispersar y estabilizar. En general, estos sistemas no contienen disolventes, lo que aumenta la complejidad de la formulación, ya que hay menos herramientas disponibles para la estabilización de pigmentos. En respuesta, Lubrizol se ha centrado en crear dispersantes que sean formulaciones líquidas 100 % activas, lo que facilita su manejo e incorporación a sistemas sin solventes y que son altamente eficaces para estabilizar los pigmentos que suelen plantear problemas de dispersión en entornos de tinta UV.
Tecnología de dispersantes Lubrizol para Recubrimientos
A medida que la industria de recubrimientos y pintura avanza cada vez más hacia materiales a base de agua, Lubrizol ha respondido desarrollando dispersantes que ayudan a superar los desafíos de formulación únicos del sistemas a base de agua, incluida la amplia compatibilidad con diversas materias primas y la necesidad de un alto rendimiento.
Tecnología de hiperdispersantes Solsperse™ Y los dispersantes desarrollados con esta tecnología son ejemplos de la gama de dispersantes que cumplen con diferentes necesidades de recubrimiento y, al mismo tiempo, permiten la producción de dispersiones altamente cargadas, altamente estables y ampliamente compatibles.
Algunos de estos dispersantes incluyen:
- Solsperse W100 - un dispersante de uso general en sistemas a base de agua que ofrece amplia compatibilidad en una amplia variedad de pigmentos y formulaciones.
- Solsperse W210 - Un dispersante 100% activo, más especializado, optimizado para pigmentos orgánicos de alta gama y negro carbón. Es adecuado para aplicaciones que requieren alta intensidad de color y estabilidad, donde la dispersión del pigmento es más exigente desde el punto de vista técnico.
- Solsperse W430 - Diseñado específicamente para recubrimientos de madera con base de agua que requieren una dispersión efectiva de los pigmentos y alta resistencia a las manchas, como los tintes domésticos como los de café y vino tinto. Solsperse W430 mantiene las propiedades protectoras a la vez que ofrece un excelente rendimiento de dispersión.
Lubrizol ofrece soluciones de dispersantes especializados que se adaptan a los distintos requisitos de formulación y rendimiento de tintas y recubrimientos, ofreciendo una amplia gama de tecnologías para satisfacer desafíos únicos en una amplia gama de usos finales.