Aditivos Humectantes y Dispersantes

5/16/2018 Aditivos Humectantes y Dispersantes - slidepdf.com

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Aditivos

Humectantes yDispersantes

en la Industriade las Pinturas

Dr. S. Flores



Pigmento

Extender

Barniz

Pinturas

Pigmento

coloreado

Resina :

Polímero (o

componentes

reactivos)

plastificante

Líquido Aditivos

solvente Diluyente



ADITIVOS

• Componentes incluidos en las

formulaciones de las pinturas para mejorar

una función tecnológica o técnica.

• Se usan en pequeñas cantidades para limitar

su influencia en las otras propiedades.

• Son diferentes a los componentesfuncionales.



¿Porqué utilizar humectantes y dispersantes? • Si no se alcanza una distribución homogénea del pigmento

sólido en la solución de resina líquida puede ocurrir una

variedad de defectos.



• Para conseguir partículas más pequeñas (0,05 a 0,5 µm) con unamayor interfase pigmento solución, suministramos energía alsistema.

• Durante el secado estas partículas primarias se congregan para

formar “aglomerados” de tamaño > 100 µm • En el recubrimiento acabado los pigmentos deben estar

suficientemente divididos para permitir el mejor desarrollo delas propiedades ópticas y de aplicación.



• El proceso de molienda puede dividirse en

tres pasos:

– La interfase sólido/gas es transformada

en una interfase sólido/líquido.

– Molienda.

– Estabilización de la dispersión.

• Los pasos 1 y 3 se pueden influir mediante

aditivos.



Aditivos humectantes

La humectación dependen de la naturaleza del pigmento

y de la solución de resina.

Como la velocidad de humectación (V/t) dependen del cubo de

radio capilar de los poros, los pigmentos deberían ser polvos no

compactados con gran volumen de poro.



Aditivos Humectantes

• Sustancias que reducen la tensión interfacial.

• Estructura de un surfactante (interfacialmente

activo): polar, elementos estructurales hidrofílicosy no-polar, elementos estructurales hidrofóbicos.

• Segmento polar puede ser iónico (aniónico) y no-

ionico.

• Segmento no polar: cadenas hidrocarbonadas.



Aditivos Dispersantes

• Mantienen las partículas de pigmentos

distanciadas mediante: repulsión electrostática

Incrementan la carga de

los pigmentos y hacen

que todas las partículas

tengan carga

equivalente.

Doble capa eléctrica

Especialmente usados en látex.

Polielectrolitos: polifosfatos; ácidos policarboxílicos.



Aditivos Dispersantes • Impedimentos estérico

Mecanismo de estabilización entrópica: restricción de la movilidadde las partículas (pérdida de entropía).

Este mecanismo ocurre en sistemas base solvente.

Estructura de aditivos humectantes.



Floculación controlada

• Cuando los grupos afines a pigmentos están repartidos

de manera adecuada en la molécula de pigmento, se

forman puentes.

• Con esta estructura, la pintura en reposo posee una elevadaviscosidad:

•Estabilidad en capa gruesas y en áreas verticales.

•Influencia positiva en la sedimentación.



Clasificación de Aditivos Humectantes y

Dispersantes

• Aditivos defloculantes poliméricos de bajo pesomolecular:

– Estabilizan el estado defloculado mediante el

impedimento estérico (Anti-tera; Lactimon).

– Algunos estabilizan pigmentos inorgánicos como elTiO2(Disperbyk-110 y -111).



• Pigmentos inorgánicos: polares (fáciladsorción de aditivos).

• Pigmentos orgánicos: no polares (difíciladsorción por aditivos convencionales)

• Aditivos poliméricos de alto peso

molecular: – Características parecidas a la resina.

– Mayor número de grupos afines al pigmento.

– Actúan mediante impedimento estérico.

– Compatibilidad con resina es más restringida

– Altamente selectivos respecto a un determinadotipo de resina.



Flotación

• La mayoría de sistemas pigmentados contienen

varios tipos de pigmentos.

• Flotación:

– Horizontal: diferencias locales de concentración.

– Vertical: diferencia de color dentro de la capa de

pintura.

• En los fenómenos de flotación se debe considerar:

– movilidad de los pigmentos.

– Carga de los pigmentos.



• Movilidad:

– Diferencia en la movilidad debido a los

cambios de temperatura, densidad y tensiónsuperficial durante el secado.

– Las diferencias de movilidad puede ser

equilibrada con aditivos de floculación

controlada.

• Carga eléctrica:

– La carga del pigmento depende tanto del

pigmento como de la resina.

– Los aditivos uniformizan las cargas de los

pigmentos, evitando así la inestabilidad.



Consideraciones Finales

• Dosificación: – Depende de la superficie específica del

pigmento.

Tipo de aditivo humectantedispersante

Pigmentosinorgánicos

Pigmentosorgánicos

Fórmulatotal

Clásicos, polímeros de bajopeso molecular

0.5 - 2% 1 - 5% 0.1 - 1%

Polímeros alto peso Molecular 1 - 10% 10 - 80% 0.2 - 3%



• Momento de la adición:

– En el momento de la molienda.

– Premix (pigmento, solventes y aditivos): mejores

resultados.

– Post-adiciones para corregir problemas defloculación/flotación.

•Combinación: – Para obtener efectos sinérgicos

– Con aditivos reológicos: Bentonitas, fumed silica.

– Con aditivos de siliconas: reprimir células de Bènard)



• Efectos secundarios:

– Influencia en la nivelación y estabilización de

la espuma.

– Mal seleccionados, influyen negativamente en

las propiedades protectoras (inhibición de lacorrosión, protección UV).

– En cantidad excesiva puede disminuir la

estabilidad de la pintura a ser almacenada, así

como la eficiencia óptica (opacidad, brillo,

firmeza del color).

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