Conocimientos básicos de la formulación de recubrimientos a base de agua,parte 3

Conocimientos básicos de la formulación de recubrimientos a base de agua, parte 3

2025-11-29 17:04:36
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Auxiliares de formación de películas
Los polímeros que componen emulsiones o dispersiones suelen tener temperaturas de transición vítrea superiores a la temperatura ambiente. Para garantizar una buena integración de las partículas de la emulsión en una película de pintura uniforme, se deben utilizar coadyuvantes de formación de película para reducir la temperatura mínima de formación de película (MFFT). Los aditivos g son una clase de compuestos orgánicos de moléculas pequeñas que eventualmente escapan y se volatilizan de la película de pintura.

La mayoría de los auxiliares de formación de película son un componente importante de los compuestos orgánicos volátiles (COV) en los recubrimientos; por lo tanto, cuanto menos auxiliar de formación de película se utilice, mejor.

Al seleccionar coadyuvantes de formación de película, priorice los compuestos que no estén sujetos a restricciones de COV pero que tengan una volatilidad moderada y una alta eficiencia de formación de película.

La cantidad de coadyuvante filmógeno depende de la cantidad de emulsión o dispersión acuosa en la formulación y de la temperatura de transición vítrea. Para emulsiones o dispersiones acuosas con valores altos de Tg, se requiere una mayor cantidad de coadyuvante filmógeno, y viceversa. Al diseñar una formulación, el coadyuvante filmógeno idealmente debería representar aproximadamente entre el 3 % y el 5 % de la emulsión o dispersión acuosa, o entre el 5 % y el 15 % del contenido de sólidos.

Sin embargo, para emulsiones poliméricas con valores de Tg superiores a 35 °C, puede ser necesario aumentar la cantidad de coadyuvante filmógeno para garantizar una formación de película fiable a baja temperatura. En este caso, la cantidad de coadyuvante filmógeno debe incrementarse gradualmente hasta que se pueda formar una película de pintura uniforme, que no se agriete ni se pulverice a bajas temperaturas (alrededor de 10 °C o menos), determinando así la cantidad mínima requerida.

No se recomienda el uso de coadyuvantes filmógenos en una proporción del 15 % o superior a la de la emulsión o dispersión; se deben considerar coadyuvantes filmógenos alternativos. Además de reducir la temperatura mínima de formación de película y aumentar la densidad de la misma, los coadyuvantes filmógenos también pueden mejorar la trabajabilidad, aumentar las propiedades de nivelación, prolongar el tiempo abierto y mejorar la estabilidad de almacenamiento, especialmente las propiedades anticongelantes a baja temperatura.

Los coadyuvantes de formación de película en recubrimientos a base de agua son generalmente disolventes de éter de alcohol, más comúnmente éteres de dietanol, éteres de propilenglicol y N-metilpirrolidona, que varían en punto de ebullición.

Durante la aplicación de verano, recubrimientos a base de agua Secan con relativa rapidez, lo que significa que puede quedar algo de humedad atrapada en la película de recubrimiento antes de que se seque por completo, lo que provoca blanqueamiento o una nivelación deficiente. Por lo tanto, añadir una pequeña cantidad de disolvente adecuado de alto punto de ebullición puede ralentizar el proceso de secado, prolongar el tiempo de exposición de la película y mejorar sus propiedades de aplicación y su aspecto.

En invierno, debido a las bajas temperaturas, los recubrimientos a base de agua se secan más lentamente, lo que significa que el agua se evapora más lentamente. Sin embargo, los coadyuvantes de formación de película se evaporan relativamente más rápido que el agua, y algunos pueden no evaporarse con ella. Esto puede impedir que el recubrimiento a base de agua forme una capa densa, lo que provoca el blanqueamiento y el agrietamiento de la película.

Por lo tanto, al añadir coadyuvantes filmógenos, es fundamental considerar cómo superar las dificultades de aplicación de los recubrimientos al agua en diferentes estaciones, garantizando al mismo tiempo la mayor velocidad de secado posible. Este es el aspecto técnico más complejo de los recubrimientos al agua, especialmente para dispersiones acrílicas con alta Tg. Por lo tanto, la mejor opción es usar una combinación de múltiples coadyuvantes filmógenos.

Los coadyuvantes filmógenos presentan problemas de compatibilidad con los sistemas de resina. Un coadyuvante filmógeno que funciona bien en un sistema puede causar inestabilidad, problemas graves o poca repintabilidad en otro revestimiento para madera a base de agua. Esto debe considerarse en detalle durante el diseño de la formulación, y el coadyuvante filmógeno óptimo y su dosificación deben seleccionarse mediante pruebas.

Antiespumantes y Agentes antiespumantes

Los antiespumantes se encuentran entre los aditivos más difíciles de controlar en los recubrimientos a base de agua, ya que impiden la desespuma y la nivelación. Durante la aplicación de la pintura, se generan burbujas de aire debido a la agitación. Si estas burbujas no se eliminan rápidamente, formarán defectos inaceptables después del secado de la película de pintura. También se generan burbujas de aire durante el proceso de producción, bombeo y llenado de la pintura.

La formación de espuma es un factor indispensable en el diseño de formulaciones. El mecanismo antiespumante de los antiespumantes consiste en humedecer y penetrar la película de espuma generada por el sistema, difundiéndose continuamente a través de ella, provocando un desequilibrio en la tensión superficial y, finalmente, rompiendo las burbujas.

Generalmente, los antiespumantes se dividen en dos tipos: supresores de espuma y antiespumantes. Los supresores de espuma inhiben la formación de espuma en recubrimientos a base de agua bajo presión externa, mientras que los antiespumantes se dispersan rápidamente en la superficie de las películas de espuma existentes, alterando la membrana elástica de las burbujas y provocando su ruptura. A menudo, una combinación de ambos es más eficaz; de lo contrario, se debe seleccionar al menos un antiespumante eficaz.

La mayoría de los antiespumantes, especialmente los de silicona, pueden causar poros en la película de pintura húmeda si se usan en cantidades excesivas. Por lo tanto, la cantidad de antiespumante utilizada debe ser suficiente para eliminar prácticamente las burbujas; se debe evitar la aplicación excesiva de antiespumantes para prevenir efectos secundarios como los poros. Para recubrimientos de madera a base de agua, los antiespumantes a base de aceite mineral son más tolerantes que los de silicona; añadir un poco más no causa fácilmente poros graves, y pueden considerarse la opción preferida.

Existen numerosos antiespumantes en el mercado, y su selección requiere una cuidadosa consideración. Se deben considerar varios aspectos:

1. Compatibilidad controlada: Es fundamental lograr un equilibrio entre el efecto antiespumante y el acabado superficial. El efecto antiespumante debe ser eficaz y, al mismo tiempo, evitar defectos como poros y una nivelación deficiente.

2. El antiespumante debe adaptarse a las condiciones y métodos de aplicación. Por ejemplo, la aplicación con brocha, pulverización y rodillo presenta diferentes niveles de formación de espuma, lo que requiere diferentes opciones de antiespumante.

3. El equilibrio entre la supresión de espuma y la antiespumante debe lograrse mediante combinaciones apropiadas basadas en diferentes métodos de procesamiento y aplicación.

4. Antiespumante de larga duración. Muchos antiespumantes reducen gradualmente sus propiedades antiespumantes durante el almacenamiento de la pintura. Por lo tanto, el contenido de antiespumante en la pintura debe ser relativamente alto al diseñar la fórmula.

La cantidad de antiespumante utilizada debe ser del 0,05 % al 0,5 % de la formulación total, idealmente alrededor del 0,1 %. Si solo se logra un buen efecto antiespumante con una cantidad superior al 0,5 %, se debe considerar reemplazar el antiespumante. Los diferentes sistemas de resina presentan distinta sensibilidad a los antiespumantes. El tipo y la dosis del antiespumante a base de agua deben determinarse experimentalmente según el sistema.

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