Dispersantes modernos para pinturas y barnices al agua.

Su cantidad en la composición total es muy pequeña, pero crucial (normalmente no supera el 1 %de la composición de la pintura). Los agentes dispersantes garantizan la consistencia de la pintura y le confieren las propiedades deseadas, como la intensidad del color o la pigmentación y compatibilidad adecuadas del producto final.

Preparación de un concentrado de pigmento acuoso

La preparación de una suspensión acuosa de pigmentos es un proceso complejo de varios pasos. La primera fase es la humectación, que consiste en desplazar el aire contenido en las moléculas de pigmentos mediante agua. En la segunda etapa, los grandes aglomerados de pigmentos se descomponen en partículas más pequeñas mediante altas fuerzas de cizallamiento. La última fase es la estabilización de las partículas pequeñas dispersas para evitar la reaglomeración durante la floculación. Todas las etapas de la preparación del concentrado acuoso de pigmentos se llevan a cabo en dispositivos especialmente diseñados, llamados disolvedores, que, gracias a su control suave de la velocidad y al uso de un sistema de ventilación, son ideales para la producción de todo tipo de pinturas y barnices. Para garantizar una dispersión adecuada del pigmento en el concentrado acuoso, se utilizan dispersantes, especialmente en la primera y tercera etapa del proceso.

Tipos y función de los dispersantes en la suspensión acuosa de pigmentos.

Los dispersantes son fundamentales durante el proceso de humectación. Permiten reducir la tensión superficial del agua, facilitando así su penetración en los espacios entre las partículas de pigmento. A su vez, durante la etapa de estabilización, los dispersantes se depositan en la superficie del pigmento, garantizando así la durabilidad requerida de todo el sistema. Los dispersantes de primera generación incluyen surfactantes aniónicos, catiónicos o no iónicos estándar, caracterizados por una masa molar relativamente baja. En este grupo, también se incluyen las sales de amonio o sodio del ácido poliacrílico. Un ejemplo de este tipo de dispersante es el Tensol DDM , utilizado en la producción de pinturas al agua. Las sales de sodio del ácido poliacrílico se utilizan ampliamente como dispersantes de blanco de titanio y cargas minerales. Además, el Tensol DDM es compatible con los homopolímeros y copolímeros acrílicos, estireno-acrílicos y acetato de vinilo disponibles comercialmente. Las sales de sodio del ácido poliacrílico proporcionan una humectación eficaz del pigmento y, al mismo tiempo, son agentes dispersantes relativamente simples y económicos. Por supuesto, estos compuestos también presentan limitaciones en su uso. Debido a su bajo peso molecular, las sales de sodio del ácido poliacrílico tienden a desprenderse de la superficie del pigmento, lo que afecta negativamente la estabilización del sistema. Además, pueden caracterizarse por su alta capacidad espumante, un efecto indeseable que provoca defectos en los recubrimientos de pintura aplicados.

Para eliminar estas desventajas, se han desarrollado dispersantes de nueva generación. Estos incluyen surfactantes con una estructura polimérica compleja, como copolímeros de acrílico, estireno, etileno y propileno modificados, entre otros. ROKAmer 1010/50 es un ejemplo de dispersante hidrosoluble con esta estructura química. Se trata de un polímero de alto peso molecular con una estructura bifuncional específica, lo que significa que posee dos grupos hidrófilos. Además, ROKAmer 1010/50 no presenta punto de enturbiamiento en agua, por lo que crea soluciones transparentes incluso a altas temperaturas. Gracias a su estructura de copolímero, también posee propiedades antiespumantes, una característica muy deseable en la creación de emulsiones para la industria de pinturas y barnices. EXOdis PC30 es un dispersante iónico polimérico utilizado en formulaciones hidrosolubles. Este producto proporciona una excelente estabilización final, incluso a concentraciones muy bajas. EXOdis PC30 facilita la introducción eficaz del pigmento en el sistema al reducir significativamente la viscosidad de las suspensiones acuosas de blanco de titanio y cargas minerales. Otro grupo de polímeros con excelentes propiedades dispersantes son los compuestos de sales sódicas de ácido naftalensulfónico con formaldehído. Un ejemplo de estos productos es la serie Rodys ( L y LP ). Estos productos permiten obtener dispersiones acuosas estables en el tiempo con las propiedades fisicoquímicas deseadas. Se caracterizan por una baja concentración de formaldehído libre y naftaleno, y permiten obtener concentraciones muy bajas de coagulantes de partículas dispersas.

Ventajas del uso de dispersantes y su amplia gama de aplicaciones

La enorme diversidad de compuestos poliméricos hace que el potencial de diseño de sus estructuras sea prácticamente ilimitado. Esto también se traduce en la capacidad de elegir el polímero adecuado para cada aplicación. La elección del dispersante adecuado no solo garantiza la estabilidad del tinte final, sino también otras características. Los dispersantes mejoran propiedades clave de pinturas y barnices, como la opacidad, la transparencia, el brillo, la intensidad del color e incluso la resistencia al frote . PCC Exol SA fue la primera empresa polaca en iniciar la investigación sobre el desarrollo de surfactantes con una estructura polimérica especial, que pueden utilizarse como agentes dispersantes y humectantes especializados con una amplia gama de aplicaciones en la industria. Tras las modificaciones pertinentes, los dispersantes recién formados pueden utilizarse, por ejemplo, como demulsionantes en el procesamiento de petróleo, dispersantes de sustancias activas en la industria agroquímica y donde sea necesario cumplir con estrictas restricciones en cuanto a la estabilidad y las propiedades de aplicación de la composición.