¿Por qué usar un agente dispersante?

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Un agente dispersante y con función humectante influirá en el rendimiento de un recubrimiento / pintura durante todo su ciclo de vida. Por lo tanto, la selección adecuada de un agente dispersante es esencial para lograr la mejor calidad y consistencia.

Adicionalmente, la elección correcta de un agente dispersante contribuye para la mejora de fabricación en los factores de tiempo de molienda, requisitos de energía, carga de pigmento y consistencia. Además, agrega en el almacenamiento, garantizando más estabilidad sin sedimentación, mayor resistencia a la floculación, ausencia de flotación e inundación sinéresis y estabilidad de la viscosidad. Por fin, los dispersantes mejoran el desempeño final ofreciendo desarrollo y compatibilidad del color, retención del brillo y resistencia química.

Vea una prueba de desarrollo y aceptación de color con la utilización de dispersante.

Desarrollo de color   |   Aceptación de color

Fuente: Estudio realizado por CliQ SwissTech

 

Agentes tradicionales de Dispersión y Humectación

Los agentes tradicionales de dispersión y humectación pueden tener peso molecular bajo o alto y para cada uno, presentan características distintas:

Agentes con bajo peso molecular:

  • Peso Molecular relativamente bajo con estructuras similares a los tensoactivos;
  • Bajo número de grupos de anclaje;
  • No es capaz de estabilizar todos los pigmentos, especialmente los orgánicos
  • Grupo de afinidad de pigmentos (anclaje): Ácidos carboxílicos, Ácidos fosfato, Aminas y Sulfatos;
  • Grupos compatibilizantes: Grasas y aceites naturales, Cadenas de alquilo y Polímeros sintéticos como poliéteres.

 

Agentes con alto peso molecular:

  • Alto número de grupos de anclaje;
  • Buena resistencia a la floculación;
  • Mejor desarrollo del color y más adecuado para pigmentos orgánicos que los productos convencionales;
  • Grupos de afinidad de pigmentos (anclaje);
  • Superficies orgánicas (átomos de C, H, N, O / enlaces covalentes).

Además de eso, los dispersantes poseen demandas teóricas en su composición en la superficie especifica impacta en la cantidad adecuado de los elementos. Por ejemplo, los pigmentos orgánicos pueden llevar entre 20% y 30% de valor BET (Brunauer, Emmett and Teller) azul, verde y violeta, y 30% a 50% de valor BET rojo, naranja y amarillo, ya los pigmentos inorgánicos llevan 10% de valor de aceite de absorción, por fin el negro carbono lleva 20% de valor de DBP y entre 40% a 50% de valor de DBP (HCC black).

Para evaluar la demanda óptima de dispersante se realiza una prueba de demanda de dispersante para cada pigmento que incluye:

  • Viscosidad del concentrado de pigmento;
  • Desarrollo de color del concentrado en la base;
  • Aceptación del color en la base;
  • Brillo de la base teñida;
 

Agentes de dispersión para concentrados pigmentos en aplicación de tinta líquida

La selección de agentes de dispersión óptimos es de importancia primordial para realizar concentrados pigmentos adecuados para aplicaciones de tinta líquida una vez que son responsables de la apariencia y las propiedades colorimétricas de la tinta final.

La parte principal de las tintas de impresión líquida (sean tintas curables base agua, base solvente o UV) se realiza utilizando concentrados pigmentos y no colorantes, ya que los pigmentos permiten obtener una rapidez de luz superior y, en general, son menos sensibles a los problemas de sangrado en comparación con los colorantes.

En términos generales, una tinta de impresión líquida pigmentada está hecha por

  1. Concentrado pigmentario: este es el pigmento que proporcionará a la tinta de impresión la apariencia requerida (brillo, color, textura, etc.).
  2. Vehículo de dilución: que incluye una resina adecuada y un diluyente. El vehículo de dilución tiene la función de llevar la viscosidad de la formulación al nivel correcto requerido por la aplicación.

La selección del agente de dispersión es fundamental en la preparación del concentrado pigmentario, también llamado "lodo", y permite:

  • Humedecer correctamente las partículas pigmentarias;
  • Estabilizar el concentrado pigmentario y evitar la sedimentación cuando el concentrado de pigmento se mezcle aún más con el vehículo de dilución para la preparación final de la tinta;
  • Optimizar el desarrollo del color y la compatibilidad con el vehículo;
  • Acelerar el proceso de fresado, lo que se traduce en ahorros de tiempo y energía.

GTM en asociación con CliQ SwissTech, productor de aditivos y preparaciones de alto valor agregado para pinturas y recubrimientos, ofrece una amplia cartera de agentes de dispersión para concentrados y pigmentos para sistemas curables base agua, base solvente y por curado UV.

CLiQ también puede proporcionar a los clientes soporte técnico gracias a su laboratorio de aplicaciones ubicado en Groningen (PAÍSES BAJOS).

El laboratorio de aplicaciones puede realizar estudios dedicados con el fin de identificar el agente de dispersión adecuado dada una solicitud específica del cliente.  Nuestro laboratorio de aplicaciones trabaja en estrecha cooperación con el cliente con el fin de optimizar la formulación.

A continuación, se notifica un ejemplo de capacidad del laboratorio de aplicaciones CLiQ.

 

Estudios:

El objetivo es realizar un concentrado de pigmento base agua para tintas de impresión líquida con un 37% de contenido de pigmento PR 57:1 (lago de calcio). PR 57:1 es un pigmento en gran parte utilizado en tintas líquidas. La idea era optimizar el concentrado de pigmento base agua con el fin de minimizar la viscosidad y mejorar la estabilidad de la formulación final cuando el concentrado de pigmento se diluye aún más a la viscosidad de la aplicación.

Se estudiaron diferentes químicas de agentes de dispersión con un estudio de escalera de carga que va de 2% a 6% en dosis.

Se utilizó una formulación relativamente simplificada para el concentrado de pigmento

  1. Complemento de agua  al 100%
  2. Resina de molienda 25%
  3. Dispersión de agentes de carga en el rango 2-6%
  4. PR 57:1 37%

El BLANK en el estudio es el concentrado de pigmento base agua realizado utilizando la resina de molienda sólo sin agente de dispersión.

Después de que se estudiaron varias químicas de dispersantes

  • Copolímero con grupos afines a los pigmentos
  • Copolímero de bloque con grupos afines a los pigmentos
  • Copolímero de bloque de alto peso molecular con múltiples grupos afines a los pigmentos
  • CLiQSPERSE 140 (agente humectante polimérico)

Al considerar la viscosidad (véase la tabla 1), todos los concentrados, incluido el BLANK, mostraban una viscosidad bastante manejable y estable. Mirando al cambio relativo de viscosidad después de 1 semana en el horno a 40°C el agente de dispersión basado en copolímero de bloque de alto peso molecular con múltiples grupos afines pigmentos con 4% dosis parece ser preferible.

  

Tabla 1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

La dilución del concentrado pigmentario a la viscosidad final de la formulación se hizo simplemente diluyendo con un 10% de agua adicional y la estabilidad se comprobó después de 1 semana en el horno a 40 °C.

Los resultados se muestran en la tabla 2

Tabla 2

 

 

 

 

 

 

 

 

La formulación BLANK y la parte principal de formulaciones, incluidos los varios copolímeros de bloque, muestran sedimentos o sedimentos fuertes después de 1 semana en el horno a 40 °C.

La química más eficiente para este sistema específico parece ser el agente humectante polimérico.

El agente humectante polimérico en el estudio es el CLiQSPERSE 140 que se encontró bastante eficiente en la optimización de la viscosidad y la estabilidad con una dosis relativamente baja (2%).

 

Póngase en contacto con nuestro equipo para más información sobre los productos de CLiQ ofrecidos por GTM: gtmchemicals@gtmchemcals.com .

 

Este artículo fue desarrollado en asociación con CliQ SwissTech.

Autores:

Carlos Eduardo Lacerda de Carvalho - Gerente Técnico de Pinturas y Recubrimientos de GTM

 

 

Giovanni Casati - Coordinador de Operaciones y Desarrollo Comercial de CLiQ SwissTech

 

 

Laura Ugalde - Gerente de Marketing de GTM