Los pequeños ayudantes aman los grandes logros

Los pequeños ayudantes
aman los grandes logros
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Guía práctica sobre modificadores reológicos
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producto, estos datos no eximen a los procesadores de realizar sus propias pruebas e investigaciones; asimismo, estos datos no implican ninguna garantía respecto de determinadas propiedades ni respecto de la
conveniencia de usar el producto para un uso específico. Los dibujos, descripciones, fotografías, datos, proporciones, pesos, etc. indicados en este documento pueden variar sin previo aviso y no constituyen
la calidad contractual acordada del producto. La calidad contractual acordada del producto se determina exclusivamente por las declaraciones que figuran en la especificación del producto. Es responsabilidad del
receptor de nuestro producto garantizar el cumplimiento de todas las leyes y legislaciones existentes y los derechos de propiedad. Cuando manipule estos productos, debe cumplir con la información y los consejos
descritos en la hoja de datos de seguridad. Asimismo, se deben respetar las medidas de protección e higiene en el lugar de trabajo adecuadas para el manejo de productos químicos.
® = marca comercial registrada de BASF Group
Aditivos de formulación de BASF
Creamos química
Los pequeños ayudantes aman los grandes logros
Aditivos de formulación de BASF
3
INTRODUCCIÓN
BASF
la empresa química líder mundial, es un
proveedor de soluciones innovadoras
para el sector de las pinturas y los
recubrimientos. BASF ofrece prácticamente
todos los componentes que se necesitan
para hacer recubrimientos de alta calidad,
junto con el conocimiento para resolver
desafíos de formulación y apoyar el
desarrollo de nuevos conceptos en
recubrimientos. La cartera de productos
incluye dispersiones de polímeros,
pigmentos, resinas y una amplia gama
de aditivos como bloqueadores de luz,
fotoiniciadores y aditivos de formulación.
Damos mucha importancia a nuestras
habilidades de comprensión, escucha y
colaboración para satisfacer las necesidades
de nuestros clientes. Con capacidades
de fabricación mundial, una sólida
plataforma de investigación y desarrollo,
completos laboratorios técnicos regionales,
capacidades de evaluación de productos
y un equipo de expertos competentes y
con experiencia, BASF puede ayudarlo a
mejorar los recubrimientos y aumentar el
éxito de su empresa.
En lo que se refiere a aditivos de
formulación, BASF cuenta con una
sólida cartera de productos líderes que
permiten implementar soluciones
sostenibles y orientadas al rendimiento.
Nuestra oferta incluye la base
tecnológica más amplia de agentes
dispersantes, humectantes y modificadores
de superficie, antiespumantes, agentes
formadores de película y modificadores
reológicos
Los aditivos reológicos son componentes
clave en pinturas, recubrimientos y tintas,
ya que ayudan a controlar la aplicación
del recubrimiento y el aspecto final. BASF
ofrece seis clases de aditivos reológicos
para pinturas y recubrimientos:
• Emulsiones hinchables en medio
alcalino (ASE)
• Emulsiones hinchables en medio alcalino
modificadas hidrofóbicamente (HASE)
• Uretanos etoxilados modificados
hidrofóbicamente (HEUR)
• Poliéteres modificados
hidrofóbicamente (HMPE)
• Atapulguitas (modificadores reológicos
inorgánicos)
• Agentes tixotrópicos a base aceite de
ricino
Cada clase de productos tiene propiedades
características. Comprender lo que hay
detrás de las tecnologías y las funciones
de cada clase de aditivos es fundamental
cuando se formula un recubrimiento
moderno. BASF desarrolla y ofrece
soluciones innovadoras, desde
compuestos básicos a formulaciones
finales, lo que garantiza la interacción
perfecta de todo el sistema con el
modificador reológico. La eficacia del
proceso de producción es clave, ya que,
nos esforzamos por optimizar las
operaciones de fabricación de nuestros
clientes y hacerlas más rentables con
nuestros aditivos reológicos. Lograr una
armonía entre el proceso de producción
y el desarrollo de productos es un
requisito previo para que los productos
finales se posicionen bien en el mercado.
Este folleto se desarrolló para brindar
orientación directa sobre el uso de
aditivos reológicos de BASF y aprovechar
al máximo sus características de
rendimiento.
¿Está buscando soluciones innovadoras
en las que pequeños ayudantes hagan la
diferencia en sus recubrimientos de alta
calidad?
BASF - The Chemical Company
4
Los pequeños ayudantes aman los grandes logros
Aditivos de formulación de BASF
Los pequeños ayudantes aman los grandes logros
Aditivos de formulación de BASF
5
Modificadores reológicos:
Una introducción
Tabla de contenidos
Los aditivos reológicos
son componentes clave en pinturas,
recubrimientos y tintas, ya que controlan
las características y propiedades de los
Modificadores reológicos: Una introducción
5
productos líquidos. Sin estos aditivos
Conocimientos generales de reología
6
“fluidos” como el agua. Durante la
Términos y definiciones
7
Perfiles de reología
8
especiales, esos medios serían tan
aplicación, las pinturas salpicarían en
todas las direcciones, tendrían poco
poder cubriente y su vida útil sería
mucho más corta. Los modificadores
reológicos permiten a los formuladores
Técnicas para medir perfiles de reología
10
Química de los modificadores reológicos
12
pinturas y recubrimientos. De esa manera,
Modificadores reológicos inorgánicos
14
y mejoran las características de aplicación.
Modificadores reológicos orgánicos
14
Los modificadores reológicos de BASF
En especial en pinturas base agua, la
Modificadores reológicos para sistemas base solvente y base agua
15
reducen el goteo y las salpicaduras de la
gran interdependencia de las materias
pintura cuando se aplica con brocha o
primas del recubrimiento, como resinas,
Gama de productos modificadores reológicos de BASF
16
rodillo. Se mejora la resistencia al colgado
surfactantes o pigmentos, requiere
de la pintura gracias a un aumento
mucha experiencia y conocimientos para
Modificadores reológicos para sistemas base agua
17
rápido, pero controlado de la viscosidad
lograr el perfil reológico perfecto. Los
después de la aplicación. Durante el
ingenieros y tecnólogos de BASF
transporte y el almacenamiento de la
ofrecen la competencia científica y la
pintura, los modificadores reológicos
experiencia que se necesitan para
evitan la sedimentación de los pigmentos
satisfacer las más altas exigencias
en una formulación. Los modificadores
impuestas por las regulaciones
22
reológicos garantizan que el producto
medioambientales y los desafíos
final alcance el equilibrio deseado entre
técnicos de la actualidad.
24
consistencia, durabilidad y buenas
• Modificadores reológicos asociativos no iónicos
• Modificadores reológicos acrílicos
• Aluminosilicato de magnesio hidratado
Modificadores reológicos para sistemas base solvente
18
20
ajustar el comportamiento de flujo de
los pintores se benefician de la viscosidad
propiedades de aplicación.
6
Los pequeños ayudantes aman los grandes logros
Aditivos de formulación de BASF
Conocimientos
generales de reología
Los pequeños ayudantes aman los grandes logros
Aditivos de formulación de BASF
7
Conocimientos generales de reología
Términos y definiciones
Reología:
(Griego: rheos = flujo o fluencia)
Estudio de la deformación y el flujo de
la materia.
La reología (griego: rheos = flujo o fluencia) es el estudio de la deformación y el flujo de la
materia. Cuando se aplica una fuerza a un líquido, el líquido fluye para aliviar la tensión de
esta fuerza. Los diferentes sistemas tienen distinta resistencia a este flujo y la medición de
ésta es una medida de la viscosidad del sistema. Isaac Newton fue el primero que introdujo
un modelo básico para la medición del flujo de un líquido entre dos placas paralelas (fig. 1):
Viscosidad:
Fuerzas de fricción en un sistema, y
por consiguiente, la resistencia de un
líquido a fluir.
Flujo newtoniano:
La viscosidad de una sustancia es
v
A
Figura 1:
Modelo de corte
newtoniano
simple
v(h)
F
(h)
constante a diferentes velocidades de
corte.
Flujo pseudoplástico
(dilución por corte):
La viscosidad disminuye cuando
Imagine un fluido ubicado entre una placa estática y otra placa que se mueve a cierta
velocidad. La viscosidad, el parámetro reológico utilizado con mayor frecuencia, se calcula
a partir de la velocidad de corte
y el esfuerzo de corte , según la siguiente ecuación:
aumenta la velocidad de corte.
Líquidos tixotrópicos:
Líquidos que presentan una
recuperación de viscosidad dependiente
del tiempo una vez que se elimina la
fuerza de corte.
Líquidos dilatantes
(espesamiento por corte):
El esfuerzo de corte
es la fuerza (F) aplicada a la superficie rectangular (A) cuando
ésta es deformada por el esfuerzo cortante.
La velocidad de corte de un fluido que fluye entre dos placas paralelas, una que se
mueve a una velocidad constante y otra que permanece inmóvil, está definida por la
velocidad
y la distancia
.
Líquidos en los que la viscosidad
aumenta cuando aumenta la velocidad
de corte.
La velocidad de corte ejercida durante la aplicación de un recubrimiento puede variar
desde varios cientos hasta miles de segundos recíprocos en función del método de
aplicación utilizado. Un excelente ejemplo es la velocidad de corte generada durante una
simple aplicación con brocha (fig. 2):
Velocidad de la brocha 0,80 m/s
h
X=80 m = 80 x 10-6m
Sustrato
Velocidad de corte = 0.8/80 x 10-6 = 1 x 104 s-1 = 10.000 s-1
Figura 2: Un sistema simple de aplicación con brocha genera una velocidad de corte
de aproximadamente, 10.000 s-1
8
Los pequeños ayudantes aman los grandes logros
Aditivos de formulación de BASF
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Aditivos de formulación de BASF
Conocimientos generales de reología
Perfiles de reología
Si la viscosidad de una sustancia es constante a diferentes velocidades de corte, se dice
que presenta “viscosidad newtoniana” o ideal (fig. 3). El flujo newtoniano se suele encontrar
Velocidad de corte
Velocidad de corte
Newtoniano
(mPas)
Velocidad de corte
Dilatante
La viscosidad, en particular el comportamiento viscoso no newtoniano, es una propiedad material
importante que contribuye al comportamiento de un fluido. Como las pinturas son pseudoplásticas,
presentan gran estabilidad durante el almacenamiento. Se evita la sedimentación gracias a que la
viscosidad es mayor en condiciones en las que la velocidad de corte es baja (gravedad). Una
Viscosidad
(mPas)
Viscosidad
(mPas)
Viscosidad
Viscosidad
(mPas)
solo con líquidos de bajo peso molecular, como el agua, los solventes y los aceites minerales.
Pseudoplástico
Figura 3: Descripción general de distintos perfiles de corte
viscosidad relativamente alta a velocidades de corte bajas también permite aplicar con brocha una
Velocidad de corte
Tixotrópico
mayor cantidad de pintura sin gotear. El bombeo y mezclado general de los componentes se
realiza a velocidades de corte bajas y medianas. La aplicación de la pintura o recubrimiento suele
realizarse a velocidades de corte relativamente altas (con brocha o mediante aspersión). En este
caso, una menor viscosidad es beneficiosa (fig. 5).
En la práctica, los sistemas más complejos tienen propiedades de flujo que dependen de la
velocidad de corte. Si la viscosidad disminuye a medida que aumenta la velocidad de corte, el
comportamiento del flujo se denomina pseudoplástico o dilución por corte. La mayoría de las
soluciones de polímeros y recubrimientos presentan un comportamiento pseudoplástico.
Los líquidos tixotrópicos presentan una recuperación de viscosidad dependiente del
tiempo después de la aplicación de la fuerza de corte. Una vez que se detiene la fuerza
cortante, se recupera la viscosidad con el paso del tiempo. El grado de tixotropía suele
estar representado por lo que se denomina área de histéresis. El comportamiento
tixotrópico es beneficioso en pinturas aplicadas en superficies verticales, donde la
viscosidad disminuye a causa del corte de la brocha o rodillo, permitiendo el flujo y la
nivelación y, luego, se recupera para evitar su desprendimiento.
Los materiales cuya viscosidad aumenta a mayor velocidad de corte son dilatantes
(espesamiento por corte). Por ejemplo, sistemas con alto contenido de sólidos o altas
concentraciones de polímeros presentan un comportamiento dilatante. El comportamiento
dilatante suele ser indeseable en la práctica industrial y puede ocasionar problemas en los
procesos que implican bombeo o mezclado.
Todo el ciclo de vida de una pintura o recubrimiento (por ejemplo, fabricación, mezclado,
llenado, almacenamiento, aplicación con brocha o aspersión) puede asociarse con
distintas exigencias reológicas y velocidades de corte (fig. 4).
Viscosidad y velocidad de corte de diversas aplicaciones
Viscosidad (mPa.s)
106
105
Pintura de dispersión
Líquido newtoniano
104
103
Brocha - perfil newtoniano/tixotrópico
Rodillo - pseudoplástico, pero con una
alta viscosidad de corte complementaria
Aspersión - fuertemente
pseudoplástico
Recubrimientos
industriales aplicados
mediante
Aspersión: fuertemente
pseudoplástico
Recubrimiento por cortina:
newtoniano
Rodillo (máquina): newtoniano,
ligeramente pseudoplástico
Inmersión: pseudoplástico
Figura 5: Técnicas de aplicación y perfiles de reología deseados
Las pinturas suelen requerir cierto grado de nivelación después de la aplicación, por lo que tal vez
no sea conveniente una recuperación demasiado rápida de la viscosidad. Sin embargo, una
recuperación demasiado lenta puede ocasionar goteo y colgado. Es posible que otros sistemas
requieran una recuperación de viscosidad instantánea. En esos casos, conocer bien la manera en
que los distintos aditivos reológicos afectan el comportamiento del flujo permitirá seleccionar los
mejores productos para la aplicación deseada.
Con los modificadores reológicos de BASF, se puede crear una gran variedad de perfiles reológicos.
Estabilidad durante
el almacenamiento
102
10
Recubrimientos
arquitectónicos
aplicados mediante
0,001
0,01
Corte bajo
Goteo
consistencia
1
Mezclado, aplicación
con brocha o rodillo
10
102
Velocidad de corte (s-1)
Corte medio
Aplicación por
aspersión
103
Corte alto
Figura 4: Distintas velocidades de corte y aplicaciones asociadas con las mismas
104
El comportamiento de sus productos se puede modificar para que su naturaleza sea más
newtoniana (brocha, rodillo, recubrimiento por cortina) o más pseudoplástica (aplicación
por aspersión) a fin de garantizar propiedades de aplicación óptimas.
9
10
Los pequeños ayudantes aman los grandes logros
Aditivos de formulación de BASF
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Conocimientos generales de reología
Técnicas para medir
efectos reológicos
Viscosímetro Brookfield:
Abarca un rango de valores de
velocidad de corte baja a mediana
Los formuladores utilizan una variedad de métodos y tipos de viscosímetros para medir y
Los viscosímetros Brookfield y Stormer son herramientas comunes, sencillas de
comprender el comportamiento de sus formulaciones. En la figura 6, se enumeran
manejar y se suelen utilizar como herramientas de control de calidad para medir la
algunos tipos comunes de viscosímetros junto con los rangos de valores de velocidad de
viscosidad a una temperatura determinada y velocidades de corte específicas.
corte que suelen representar.
Un viscosímetro Brookfield mide el par de torsión necesario para rotar una aguja
Viscosímetro Stormer,
Unidades Krebs (KU):
inmersa en un fluido. Para una viscosidad determinada, la resistencia a fluir (indicada
por el grado de deflexión del resorte), es proporcional a la velocidad de rotación de la
aguja y está relacionado con la forma y el tamaño de ésta. Si se cambian las velocidades
Abarca un rango de valores
medios de velocidad de corte
y las agujas, se pueden medir una variedad de rangos de viscosidad.
Viscosímetro de cono y
plato (ICI):
Para tener un conocimiento más completo del perfil de reología de su sistema, es
de velocidad de corte
medición precisa de viscosidades a velocidades de corte bajas, medias y altas. Un
posible que sea necesario usar un reómetro que pueda tomar múltiples medidas en un
amplio rango de velocidades de corte. Reómetros más avanzados permiten la
Abarca un rango de valores altos
Reómetro:
Stormer: KU
Cono y plato ICI
reómetro de dichas características puede funcionar en diversos modos (por ejemplo,
modo de esfuerzo cortante controlado, modo de velocidad de corte controlada o modo
oscilatorio). Mediante mediciones continuas o escalonadas, un instrumento de estas
Universal; un rango de valores de
características sigue el cambio de los parámetros de flujo y mide con precisión las
velocidad de corte baja a alta
velocidades de corte, el esfuerzo cortante y las viscosidades en un amplio rango de
condiciones.
También vale la pena mencionar que existen diversos tipos de copas de flujo y que se
utilizan como herramientas de control de calidad para comprobar las viscosidades
rápida y fácilmente. El tiempo de flujo está relacionado con la viscosidad del líquido.
Copa DIN/Ford
Agujas y disco
(Brookfield)
Geometría de Couette
Reómetro
Figura 6: Fotografías de diversos dispositivos para medir viscosidades
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Los pequeños ayudantes aman los grandes logros
Aditivos de formulación de BASF
Química de los
modificadores reológicos
Los pequeños ayudantes aman los grandes logros
Aditivos de formulación de BASF
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Química de los modificadores reológicos
Modificadores reológicos
inorgánicos:
están basados en productos
inorgánicos como arcillas o sílices
Modificadores reológicos
orgánicos:
están basados en productos
orgánicos, como celulósicos,
poliacrilatos o poliuretanos
Modificadores reológicos
asociativos:
espesamiento por interacciones no
específicas de grupos finales
hidrofóbicos de una molécula
espesante consigo misma, con
otra, o con componentes del
Los modificadores reológicos son aditivos orgánicos e inorgánicos para
recubrimientos los cuales permiten controlar las características reológicas de una
formulación líquida. En la tecnología de los recubrimientos, los modificadores reológicos
se utilizan principalmente para proporcionar propiedades pseudoplásticas o tixotrópicas.
Las propiedades reológicas están determinadas por la composición y concentración de los
componentes en la formulación del recubrimiento: resinas (polímeros, oligómeros,
diluyentes reactivos), disolventes (orgánicos, acuosos), pigmentos (orgánicos, inorgánicos), cargas y aditivos (estabilizadores, iniciadores, catalizadores, etc.). Es por esto que,
no hay soluciones universales para todos los recubrimientos, pero si existen distintas
tecnologías para distintas aplicaciones con límites más o menos claros. Además, el perfil
de reología necesario para una formulación de recubrimiento puede variar drásticamente
durante todo el ciclo de vida, desde el proceso de fabricación, hasta el transporte,
almacenamiento y, por último, durante los distintos procesos de aplicación.
Actualmente, se conocen numerosas tecnologías para modificar el perfil de reología de
las pinturas y recubrimientos; todos estos modificadores reológicos disponibles pueden
dividirse en sustancias químicas orgánicas e inorgánicas (fig. 7).
recubrimiento (“red física”)
Modificadores reológicos
no asociativos:
Modificadores reológicos
espesamiento por un entrelazado
de cadenas de polímeros de alto
peso molecular solubles en agua
Inorgánicos
Orgánicos
Arcillas
Celulósicos
Sílices pirogénicas
Sintéticos
Arcillas especializadas
Figura 7: Descripción general y clasificación
de las principales tecnologías de
los modificadores reológicos.
Tipo asociativo
Tipo no asociativo
Otros base solvente
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Los pequeños ayudantes aman los grandes logros
Aditivos de formulación de BASF
Química de los modificadores reológicos
Modificadores reológicos inorgánicos
Química de los modificadores reológicos
Modificadores reológicos
para sistemas base solvente
y base agua
Los tipos más comunes de modificadores reológicos inorgánicos
Generalmente, la viscosidad de la formulación disminuye con el
modificados y no modificados son las arcillas atapulguita, las
tiempo a una velocidad de corte constante a medida que se
arcillas bentonitas, las arcillas orgánicas y las sílices sintéticas
desmorona su estructura de gel. Si se elimina el corte, el
tratadas y sin tratar. La mayoría de los modificadores reológicos y
recubrimiento recupera gradualmente su viscosidad original.
espesantes inorgánicos se suministran en polvo. Si se dispersan
Algunas clases o tipos de minerales sirven para espesar
adecuadamente en un recubrimiento, suelen funcionar como
sistemas acuosos y otros para recubrimientos base solvente. Su
agentes de gelación o suspensión y algunos tienen una segunda
utilidad en uno u otro medio es principalmente una función de la
utilidad como pigmentos de extensión. Los modificadores
superficie de partículas del espesante, que se puede modificar
reológicos inorgánicos tienden a presentar altos valores de
orgánicamente a fin de volverla hidrofóbica para recubrimientos
deformación y se caracterizan como tixotrópicos.
base solvente.
y pinturas base solvente son arcillas orgánicas, aceites de ricino hidrogenados, sílices pirogénicas o
En ocasiones, se agregan modificadores reológicos inorgánicos
espesantes acrílicos (ASE/HASE), los espesantes asociativos (HEUR, HMPE) y arcillas modificadas. La
en formulaciones acuosas como espesantes secundarios para
Todas las tecnologías de espesamiento pueden dividirse en espesantes para formulaciones acuosas y
no acuosas (basadas en solventes). Algunas tecnologías de espesamiento comunes para recubrimientos
poliamidas. Entre los espesantes para sistemas base agua se encuentran los celulósicos, los
figura 9 muestra una descripción general sobre las principales ventajas y limitantes de cada tecnología.
mejorar las propiedades reológicas y evitar las salpicaduras,
sedimentación, sinéresis y el escurrimiento de un recubrimiento.
Modificadores reológicos orgánicos
Los modificadores reológicos orgánicos son más diversos que los
inorgánicos. Se pueden subdividir en productos de origen natural,
como celulosa o xantana, y en productos orgánicos sintéticos,
como poliacrilatos o poliuretanos. A su vez, los productos
sintéticos se pueden subdividir en modificadores reológicos
asociativos y no asociativos:
Modificadores reológicos no asociativos
Actúan mediante entrelazamiento de cadenas de polímeros
Medios base agua:
Producto
Ventajas
Limitaciones
Celulósicos
Amplio rango de aplicaciones
Adelgazamiento por corte para una fácil aplicación
Compatibilidad con colorantes
Control de tiempo abierto por retención
de agua.
Control de colgado
Flujo y nivelación
Salpicaduras con rodillo
Efecto en la resistencia al agua y a la lavabilidad
Influencia negativa en el brillo
Ataque por microorganismos
Acrílicos
(ASE, HASE)
Fuerte adelgazamiento por corte
Evitan la sedimentación y colgado
Ventaja en los costos
Buenas propiedades de aspersión
Sensibilidad al pH
Efecto en la resistencia al agua y a la lavabilidad
Asociativos
(HEUR/HPME)
Excelente flujo y nivelación
Ligero adelgazamiento por corte
Salpicaduras con rodillo minimizadas
Brillo
Rápida formación de película
Pérdida de viscosidad en el entintado
Control del colgado
Arcillas especializadas
Resistencia al colgado
Resistencia al calor
Incorporación
Flujo y nivelación
Control de tiempo abierto
solubles de alto peso molecular (“espesamiento hidrodinámico”).
La efectividad de un espesante no asociativo está controlada
principalmente por el peso molecular del polímero. Las
formulaciones espesadas de manera no asociativa tienen una
reología pseudoplástica altamente elástica. Esto previene la
sedimentación y el colgado y permite aplicar recubrimientos
con altos espesores. Los sistemas espesantes de manera no
asociativa suelen presentar una fluidez limitada, e incluso a
veces el alto peso molecular de los polímeros puede ocasionar
problemas de compatibilidad, como floculación.
Modificadores reológicos asociativos
Figura 8: Formación de una red física
A diferencia de los tipos no asociativos, los espesantes asociativos
Medios base solvente:
Producto
Ventajas
Limitaciones
Arcillas orgánicas
Amplio rango de aplicaciones
Adelgazamiento por corte para una fácil aplicación
Flujo tixotrópico con excelente resistencia al colgado
Resistencia al calor
Incorporación, alto corte requerido
Por lo general, no son adecuadas para recubrimientos transparentes
Brillo reducido, menos nivelación
Menos tixotropía que aditivos orgánicos
Hidrogenados
Aceite de castor
Excelente flujo tixotrópico
Adelgazamiento por corte
Nivelación
Resistencia al colgado
Control de temperatura
Requiere tiempo y altos cortes para ser activados
Se deben enfriar antes de empaquetar (consistencia falsa)
Seeding (cristalización)
Dependencia de disolvente
Poliamidas
Ninguna temperatura máxima de activación
Excelente tixotropía
Adelgazamiento por corte
Rápida formación de película
Universal
Temperatura de procesamiento mínima
Requiere corte adecuado y tiempo de activación
Adhesión entre capas
Sílices pirogénicas
Quimicamente inertes
Resistencia al calor
Sensibilidad a altos cortes
Difícil de dispersar
interactúan con las partículas de polímeros utilizadas como
resinas. Los grupos hidrofóbicos laterales y terminales de estos
espesantes se combinan para formar redes que sirven para
aumentar la viscosidad.
Se espesan mediante interacciones no específicas de grupos
terminales hidrófobos de una molécula consigo misma, con otra
molécula o con otros componentes del recubrimiento, formando
la denominada “red física” (fig. 8):
Figura 9: Tipos comunes de modificadores reológicos para formulaciones acuosas y no acuosas
15
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Los pequeños ayudantes aman los grandes logros
Aditivos de formulación de BASF
Los pequeños ayudantes aman los grandes logros
Aditivos de formulación de BASF
Gama de productos
de modificadores
reológicos de BASF
17
Gama de productos de modificadores reológicos de BASF
Modificadores
reológicos de BASF
para sistemas
base agua
Rheovis® AS:
Emulsiones hinchables en medio
alcalino (ASE) para pinturas y
recubrimientos base agua.
Rheovis® HS:
BASF ofrece casi todas las clases de aditivos reológicos orgánicos para pinturas y
recubrimientos base agua que se utilizan comercialmente. Cada tipo de productos tiene
propiedades características. En la tabla 11, se destacan los beneficios y las áreas de uso
de cada tipo. Los siguientes párrafos le brindarán más información sobre las ventajas de
los modificadores reológicos de BASF, incluidas recomendaciones de producto para
distintas áreas de aplicación.
Emulsiones hinchables en medio
alcalino modificadas hidrofóbicamente (HASE) para pinturas y
recubrimientos base agua.
Rheovis® PU:
Los aditivos de formulación de BASF
ofrecen seis clases de aditivos reológicos
para pinturas y recubrimientos (fig. 10):
Espesantes asociativos no iónicos
Modificadores reológicos
derivados de poliuretano modifica-
alcalino (ASE)
pinturas y recubrimientos base
Inorgánicos
agua.
Orgánicos
• Poliuretanos modificados
hidrofóbicamente (HEUR)
• Poliéteres modificados
hidrofóbicamente (HMPE)
• Atapulguitas (modificadores reológicos
inorgánicos)
Arcillas
Celulósicos
Sílices pirogénicas
Sintéticos
Arcillas especializadas
Atapulguita
• Agentes tixotrópicos a base de aceite
Espesantes asociativos no iónicos
derivados de poliéter modificados
hidrofóbicamente para pinturas y
recubrimientos base agua.
Tipo asociativo
HEUR / HMPE
HASE
de ricino
Figura 10: Cartera de modificadores reológicos
de BASF
Acrílicos
(Rheovis® AS, Rheovis® HS)
Viscosidad a bajo corte
Contribución media
Gran contribución
Viscosidad a alto corte
Gran contribución (es posible lograr
una película de gran espesor mediante
la aplicación una brocha o rodillo
Baja contribución; menos impacto
en el espesor de la película
Salpicado
Disminuye las salpicaduras
Bajo efecto
Brillo
Efecto bajo o nulo
Efecto mate posible
Influencia de surfactantes
Efecto medio a alto;
se debe probar en cada caso
Casi nula (AS)
Moderada (HS)
Sinéresis
Tendencia a la sinéresis
Tendencia baja o nula a la sinéresis
según el tipo
Resistencia al tallado
y a la lavabilidad
Muy buena
Efecto bueno a moderado
dependiendo el grado
Rheovis® PE:
alcalino modificadas hidrofóbicamente
(HASE)
Poliuretanos, poliéteres
(Rheovis® PU, Rheovis® PE)
dos hidrofóbicamente para
• Emulsiones hinchables en medio
• Emulsiones hinchables en medio
Propiedad/Influencia
Tipo no asociativo
ASE
Otros base solvente
Tixotrópicos derivados
de aceite de ricino
Attagel® :
Agentes de suspensión y
espesantes inorgánicos creados a
partir de atapulguita procesada
especialmente, un aluminosilicato
de magnesio hidratado.
Figura 11: Beneficios y limitaciones de modificadores reológicos
acrílicos y de poliuretano/poliéter
Los pequeños ayudantes aman los grandes logros
Aditivos de formulación de BASF
Los pequeños ayudantes aman los grandes logros
Aditivos de formulación de BASF
Gama de productos de modificadores reológicos de BASF
Modificadores reológicos
asociativos no iónicos
(Rheovis® PU, Rheovis® PE)
Beneficios clave para su formulación:
materiales innovadores basados principalmente en derivados de
poliuretano y poliéter modificados hidrofóbicamente. Con estos
• Amplios perfiles reológicos
espesantes, es posible crear una gran variedad de perfiles
• pH Independiente
pinturas y recubrimientos base agua.
• Mejor resistencia a la lavabilidad y a la abrasión
• Bajo impacto en la absorción de agua
El comportamiento reológico de las pinturas y los recubrimientos
• Bajo impacto en el blanqueamiento por agua
acuosos se puede modificar para que su comportamiento sea
• Excelente nivelación
newtoniano (brocha, rodillo, aplicación por cortina) o pseudoplástico
• Menos salpicaduras
(aplicación por aspersión) a fin de garantizar propiedades óptimas
Limitaciones:
de aplicación. Estos espesantes son polímeros emusionables o
solubles en agua con una estructura segmentada. La estructura
• Otros componentes (surfactantes, solventes, dispersiones
básica consta de polietilenglicoles, diisocianatos, alcoholes
de polímeros, pigmentos) pueden influir sobre el
hidrofóbicos u otros grupos de enlace (fig. 12).
rendimiento del espesante
Las químicas de poliuretano y poliéter son muy versátiles para
sintetizar espesantes con diferentes perfiles reológicos. Esto
Diisocianato
puede lograrse modificando:
Alcohol hidrofóbico
Polietilenglicol
Espesante asociativo clásico
• El tipo de grupo terminal hidrofóbico
• El peso molecular del espesante
Nuevo espesante asociativo
• El grado de ramificación del polímero
pueden controlarse mediante el tipo de grupos terminales
Figura 12: Dibujo esquemático de la química del espesante
de poliuretano Rheovis® PU
hidrofóbicos. Los grupos terminales hidrofóbicos grandes ejercen
fuertes interacciones y garantizan un espesamiento eficiente a
El tamaño del grupo hidrofóbico no solo influye sobre la fuerza del
efecto asociativo, sino también afecta la cinética del intercambio
y, por consiguiente, la velocidad a la cual los puntos de enlace
asociativos se crean y regeneran. Es decir, el tipo de modificación
hidrofóbica tiene un impacto directo sobre el perfil reológico de
los espesantes de los modificadores reológicos asociativos (fig.
13).
Viscosidad
10000
Viscosidad de Brookfield (cP)
velocidades de corte bajas.
C14
C12
1000
Influencia de los surfactantes en
la eficiencia de espesamiento:
C10
100
C6
0
1
2
3
Concentración (%)
4
viscosidad necesario fácilmente. Su aplicación es sencilla y
producen acabados de la más alta calidad, ideales para
recubrimientos avanzados marinos, industriales y arquitectónicos
base agua. Los espesantes Rheovis® PU y Rheovis® PE de
BASF tienen baja viscosidad, por lo que se recomienda su
incorporación directa en la formulación acuosa a una velocidad
de corte moderada.
En principio, el espesante se puede incorporar en cualquier
etapa de la fabricación de la pintura. Es una práctica común
fabricación de la pintura. Dado que los espesantes asociativos
son componentes tensoactivos, se debe tener cuidado al
incorporarlos en formulaciones sensibles para evitar que se
5
Figura 13: Influencia que tiene el tamaño del grupo hidrofóbico
en el desarrollo de la viscosidad de modificadores reológicos asociativos
combinaciones de espesantes de velocidad de corte alta con
espesantes de velocidad de corte baja y media (u otros tipos de
espesantes, por ejemplo, éteres de celulosa) para lograr el
equilibro deseado en el perfil de reología.
Los espesantes Rheovis de BASF ayudan a proporcionar
acabados de gran calidad. Para optimizar su impacto en la
pintura, los formuladores deben tener en cuenta el tamaño de
partícula y la química de superficie de la dispersión, los
surfactantes y los cosolventes utilizados en la pintura para evitar
efectos no deseados.
Resumen:
Los modificadores reológicos asociativos Rheovis® PU
y PE ofrecen una serie de ventajas en comparación con
los agentes de espesamiento que se utilizan comúnmente.
• Posibilidad de crear una amplia variedad de perfiles
reológicos; eficacia en muchos tipos de resina
• Fácil aplicación por pistola y aplicación con rodillo
• Mejora el flujo, la nivelación y la resistencia al colgado
Influencia del tamaño de partícula de las dispersiones
de polímeros acuosas en la eficiencia de espesamiento:
1000000
30000
25000
20000
15000
10000
5000
0
desestabilice la pintura de dispersión. Es posible utilizar
Influencia de los solventes en
la eficiencia de espesamiento:
35000
10
1
agregar el espesante justo antes de la dilución o al final de la
Viscosidad [m Pa.s]
La fuerza de la red física y las propiedades reológicas del sistema
Como siempre, cuando varios componentes deben trabajar
juntos en un sistema, debe tenerse en cuenta las siguientes
posibles "interacciones" (fig. 14):
diseñados para garantizar que se pueda obtener el perfil de
• Surfactantes: Como los espesantes asociativos actúan como
surfactantes, compiten por ejemplo, con otros emulsificantes
dentro del sistema. Estas interacciones pueden afectar la
viscosidad, nivelación, brillo y poder cubriente.
• Solventes orgánicos: Los solventes orgánicos pueden influir
sobre la eficiencia de los espesantes asociativos. Por lo general,
los solventes hidrofóbicos (por ejemplo, aceites minerales) aumentan
el efecto de espesamiento. Los solventes más polares (por ejemplo,
glicol butílico) pueden reducir la eficiencia de espesamiento.
• Tamaño de partícula de las dispersiones de polímeros:
Cuanto más grande sea el área superficial de una dispersión
polimérica acuosa, mayor será la cantidad de interacciones
posibles de un espesante asociativo con las partículas de
polímero. Ese es el motivo por el cual una dispersión polimérica
de menor tamaño de partícula es benéfica para la eficiencia de
espesamiento de un modificador reológico asociativo.
• Dispersantes: Los dispersantes de tipo poliácido pueden
interactuar con espesantes asociativos no iónicos, lo que
reduce la solubilidad.
• Pigmentos/concentrados de pigmentos: Los espesantes
Rheovis® PU y Rheovis® PE son compatibles con una gran
variedad de pigmentos predispersados. No obstante, a veces
se observa una reducción de la viscosidad (“pérdida de
viscosidad en la coloración”).
• Otros espesantes: En la mayoría de los casos, se necesitan
mezclas de solo dos o tres espesantes para obtener el perfil
reológico deseado.
• Gran eficiencia en muchos tipos de resina
reológicos y conceder magníficos atributos a una amplia gama de
Nuestros productos Rheovis® PU y Rheovis® PE están
1
10
100
velocidad de corte [1/s]
1000
100000
Viscosidad [m Pa.s]
Las series Rheovis® PU y PE representan una clase de
19
Cuando se les compara con los espesantes no asociativos, los
espesantes asociativos producen un perfil de reología más
favorable (más newtoniano). A diferencia de los espesantes de
poliacrilato, el desempeño de los productos Rheovis® PU y
Rheovis® PE es independiente del pH y tienen un efecto
mínimo en la sensibilidad al agua. Como ofrecen elasticidad
controlada y bajo peso molecular, reducen las salpicaduras de
forma notable e invariable. Estos espesantes asociativos
garantizan un excelente control de reología que simplifica el
manejo y la aplicación. El resultado son barnices y pinturas para
interiores y exteriores base agua que no dañan el medio
ambiente y resultan muy atractivos para el consumidor.
Viscosidad [m Pa.s]
18
100000
1000
1
10
100
velocidad de corte [1/s]
1000
10000
1000
100
1
10
100
velocidad de corte [1/s]
1000
Referencia
Disponil FE 1080 0.5%
Referencia
Glicol butílico 5,0 %
Acronal LR 9014 (tamaño de partícula pequeño)
Disponil FES 993 0,5 %
Dispex Ultra FA 4480 0,5 %
Agua desmineralizada 5,0 %
Diglicol butílico 5,0 %
Acronal 290 D (tamaño de partícula mediano)
Éster TMB 5,0%
Loxanol EFC 300 5,0%
Hydropalat WE 3485 0,5 %
Propilenglicol 5,0 %
Figura 14: Influencia de surfactantes, solventes y tamaño de partícula de dispersiones de polímeros acuosas
en el desempeño de los modificadores reológicos asociativos
20
Los pequeños ayudantes aman los grandes logros
Aditivos de formulación de BASF
Los pequeños ayudantes aman los grandes logros
Aditivos de formulación de BASF
21
Gama de productos de modificadores reológicos de BASF
Modificadores reológicos acrílicos
(Rheovis® HS, Rheovis® AS)
Las emulsiones hinchables en medio alcalino (ASE) son dispersiones en agua de polímeros
acrílicos con funcionalidad ácida. Se suministran en un pH bajo y los grupos ácidos en las
cadenas de polímeros se deben neutralizar para permitir que el polímero se hinche y espese.
En condiciones ácidas, las cadenas de polímeros tienen una estructura espiral enrollada
sobre si misma creando partículas esféricas; después de la incorporación de álcali al
sistema, el pH aumenta y los grupos neutralizados del espesante comienzan a repelerse.
Como resultado, el espesante se vuelve más soluble en agua y comienza a desenrollarse.
A medida que el pH aumenta aún más, el polímero adopta una estructura de cadena
larga más abierta, lo que genera el entrelazado de las moléculas del espesante entre si.
Esto ocasiona un aumento en la viscosidad, esquemáticamente mostrado a continuación:
Los espesantes tipo HASE se obtienen cuando grupos
En la práctica, los espesantes HASE han logrado una gran
hidrofóbicos, denominados monómeros asociativos, se
aceptación como modificadores reológicos, no solo por su
copolimerizan en la estructura central polimérica de un
desempeño técnico en el sector de los recubrimientos, como su
espesante de tipo ASE. De forma similar a los espesantes de
buen flujo y nivelación y eliminación de salpicaduras con rodillo,
tipo ASE, los polímeros HASE se espesan a un pH superior a 7
sino también por su atractivo costo. El desempeño de los
mediante la repulsión de aniones carboxilato en la estructura
modificadores reológicos se puede optimizar mediante la
• Blanqueamiento por agua
central polimérica. No obstante, los polímeros HASE presentan
selección de los grupos hidrofóbicos adecuados. Los modificadores
Resumen:
una viscosidad mejorada porque los grupos hidrofóbicos se
reológicos HASE son menos pseudoplásticos o, a la inversa,
agregan juntos en la fase de agua de forma similar a la manera
más ‘newtonianos’ que los modificadores reológicos ASE.
Limitaciones:
• Sensibilidad al pH
• Sensibilidad a iones Ca++
• Resistencia al tallado y al agua
limitadas
Los modificadores reológicos
hidrofóbicas' pueden asociarse entre sí de forma intermolecular
Los espesantes ASE y HASE de BASF suelen suministrarse
o intramolecular, o en combinación con otros materiales
como emulsiones de baja viscosidad y con una concentración
hidrofóbicos, especialmente látex y surfactantes en una
de sólidos que varía entre un 25 % y un 45 % según el grado.
acuosas
formulación de recubrimiento. Por ello se les suele llamar
Se mezclan fácilmente en sistemas acuosos y, en muchos
Beneficios clave para su
formulación:
espesantes ‘asociativos’.
casos, se pueden agregar directamente al sistema que se
En comparación con los espesantes de poliuretanos modificados
Por lo general, la formulación espesada debe tener un pH final
hidrofóbicamente (HEUR), los espesantes HASE tienen mayor
entre 8 y 9,5 para garantizar una óptima eficacia de espesamiento
peso molecular, son iónicos y tienen menor densidad
y poder mantener una viscosidad estable. Si se utiliza un álcali
hidrofóbica (número hidrofóbico por volumen molecular). Por tal
volátil, como el amoníaco, se debe tener cuidado para evitar la
motivo, los espesantes HASE son una especie de espesante
pérdida del álcali y la disminución del pH, ya que puede
híbrido, modificando la viscosidad mediante interacciones
ocasionar la reducción de la viscosidad. En algunos casos, es
hidrofóbicas y el efecto sobre el volumen molecular observado
posible que sea necesario diluir el espesante (hasta en una
en los espesantes no asociativos (por ejemplo, ASE).
proporción de 2:1 con agua) antes de incorporarlo a algunos
ASE/HASE ofrecen amplias
ventajas, con algunas limitantes
para recubrimientos y pinturas
• Aumento de viscosidad en el
rango de pH alcalino
espesando la fase acuosa a causa del
entrelazamiento de cadenas de polímeros
Viscosidad
Aumento de
pH
coo -
pH 4
5
6
7
8
9
Emulsión: pH < 5, enrollado
10 11 12
coo -
coo -
Aplicación: pH > 7, desenrollado
Figura 15: La neutralización de las emulsiones hinchables en medio alcalino produce la
solubilización de las partículas de polímeros y el aumento de la viscosidad (“espesamiento
hidrodinámico”)
• Fuerte efecto pseudoplástico
• Evitan la sedimentación y el
colgado
• Excelentes propiedades de
aplicación por aspersión
• Buena estabilidad de la
viscosidad después del entintado
(ASE)
La concentración de grupos ácidos, el peso molecular y el grado de entrelazamiento del
polímero son factores importantes que influyen sobre el perfil de reología y la eficacia de
espesamiento de los espesantes acrílicos.
Los espesantes asociativos HASE (emulsiones hinchables en medio alcalino modificadas
hidrofóbicamente) son comunes también en pinturas látex. Lo que diferencia a los
espesantes HASE de los productos ASE es que contienen grupos hidrofóbicos de cadena
larga además de grupos ácidos distribuidos a lo largo de la cadena polimérica.
ASE
O
H 2C
OH
H2 C
O
HASE
CH2
O
CH2
H2C
O
O
CH2
H2 C
ORIENTACIÓN ALEATORIA
DE GRUPOS HIDROFÓBICOS
O
O
CH2
(injertadas en la estructura
central polimérica)
Figura 16: Los espesantes HASE se basan en una estructura central polielectrolítica
(similar a los espesantes ASE), con ramificaciones de grupos hidrofóbicos.
en que los surfactantes forman micelas. Estas 'modificaciones
• Manejo sencillo; baja viscosidad
desea espesar y después realizar los ajustes de pH necesarios.
sistemas de látex a fin de evitar cualquier inestabilidad y
espesamiento localizado.
22
Los pequeños ayudantes aman los grandes logros
Aditivos de formulación de BASF
Los pequeños ayudantes aman los grandes logros
Aditivos de formulación de BASF
23
Gama de productos de modificadores reológicos de BASF
Aluminosilicato de magnesio
hidratado (Attagel®)
Los modificadores reológicos de Attagel tienen distintos grados
de hidratación obtenidos por secado a baja temperatura. Se les
procesa especialmente para crear partículas de tamaño submicrónico
con especificaciones de humedad y residuos seleccionados
para brindar una capacidad óptima de gelación y dispersión.
Los espesantes Attagel adquieren una viscosidad alta cuando
Los modificadores reológicos de atapulguita Attagel® de BASF
Entre los beneficios que brindan los agentes de suspensión y
ofrecen una gran variedad de beneficios de desempeño en
espesantes Attagel, se encuentran la fácil dispersión, la libertad
muchos sistemas líquidos. Los agentes de suspensión y
de formulación y la estabilidad a largo plazo. La red coloidal
espesantes Attagel se crean a partir de atapulguita procesada
forma un gel tixotrópico que, si no se le altera, permanece
especialmente, un aluminosilicato de magnesio hidratado y
estable por tiempo indefinido. No obstante, si se aplica un
miembro principal de la familia de minerales arcillosos teniendo la
esfuerzo cortante medio, la estructura se fragmenta y el líquido
siguiente fórmula perfecta: 3MgO – 1.5Al2O3 – 8SiO2 -9H2O.
se vuelve delgado y fluido. Cuando cesa la agitación, las
partículas dispersas se realinean para volver a formar la red
La atapulguita se encuentra como aglomerados de partículas
coloidal y espesar el líquido. El ciclo de dilución y espesamiento,
submicrónicas cuya estructura es similar a la de una cadena que le
mediante cambios en el esfuerzo cortante, puede repetirse
brinda propiedades coloidales y absorbentes únicas. El modificador
infinitamente.
partículas submicrónicas. Cuando los paquetes están dispersos
Como líder en tecnología en atapulguita, BASF fabrica los
correctamente en sistemas líquidos, las partículas coloidales
productos Attagel mediante los métodos que desarrolló y sigue
interactúan para formar una red que atrapa líquido y partículas
innovando. Para brindar productos de calidad, partimos de un
más pequeñas y suspende partículas más grandes (fig. 18).
mineral atapulguita de alto grado y lo procesamos bajo un
control estricto. El mineral se extrae de nuestras minas en el
Excepcionalmente, los modificadores reológicos Attagel son
suroeste de Georgia y el noroeste de Florida, Estados Unidos,
agentes de suspensión, tixotrópicos y gelantes eficaces que
que contienen algunas de las atapulguitas más puras. Luego,
proporcionan un rendimiento consistente en una amplia variedad
liberamos todo el potencial de este mineral, purificándolo y
de sistemas líquidos. Nuestros clientes los utilizan en lugar de
fabricando así una variedad de productos mediante el
agentes de reología más costosos, sustituyéndolos parcial o
procesamiento del tamaño de
completamente, para aprovechar los numerosos beneficios que
las partículas y un
ofrecen durante el ciclo de vida de un producto.
tratamiento térmico
Figura 17:
Micrografía electrónica
de partículas inorgánicas
de Attagel®
atapulguita y distribuir las partículas de forma uniforme en el
fluido. En recubrimientos base agua, los productos Attagel se
suelen incorporar al final de la dispersión de pigmentos para
evitar la absorción de surfactantes que puede ocasionar una
dispersión excesiva y dificultar la gelación. La mezcla debe tener
suficiente agua para mantenerse en la zona de viscosidad
adecuada, para un esfuerzo cortante casi máximo, a medida que
aumenta la viscosidad. En sistemas base solvente, se necesita
un surfactante para dispersar las partículas hidrofílicas de Attagel.
Es necesario dispersarlo con alta velocidad de corte para crear
reológico Attagel es un mineral ultrafino que contiene paquetes de
bien controlados.
están bien dispersos. Esto implica romper los agregados de
un espesamiento rápido. Se puede mezclar de forma lenta e
intensiva como con un "double planetary-type mixer", pero es
posible que tarde más en alcanzar una viscosidad máxima y
pueda necesitarse mayor contenido de sólidos para generar el
esfuerzo cortante adecuado. Como la velocidad de corte es más
importante que la velocidad de mezcla, se pueden utilizar
mezcladores lentos adicionando el Attagel en forma de pregel.
Los productos de pregelación Attagel aprovechan la velocidad
de corte proveniente del choque de aglomerados de partículas.
Los fabricantes suelen usar concentrados de Attagel pregelado
previamente preparados si no se puede aplicar un esfuerzo
Figura 18:
Representación esquemática
del mecanismo de espesamiento
de las partículas inorgánicas
de Attagel®
cortante suficiente a la mezcla de la composición principal. Los
pregeles resultan muy útiles en formulaciones que generan
espuma cuando se les agita rápidamente o cuando no se
cuenta con mezcladores de alta velocidad. También se
adicionan a sistemas con abundante líquido y cantidades
relativamente pequeñas de pigmento y vehículo.
Muchos procesos utilizan pregeles de Attagel con una concentración de sólidos de entre un 10 % y un 15 %. Estos se
incorporan fácilmente cuando se agregan bajo agitación lenta a
moderada.
Resumen:
Los productos Attagel ofrecen ventajas considerables
respecto de otros agentes de suspensión y espesantes
que se utilizan comúnmente.
• Durante la formulación, las arcillas coloidales Attagel se
dispersan fácilmente en sistemas acuosos y base
solvente
• Los productos Attagel ofrecen gran libertad de
formulación, ya que son esencialmente inertes y
compatibles con la mayoría de los aditivos y toleran la
mayoría de los ambientes físicos y químicos
• Los productos Attagel no necesitan modificadores,
activadores ni solventes especiales, salvo en sistemas
base solvente donde se recomienda utilizar un
surfactante
• Los modificadores reológicos Attagel contribuyen al
control de la sinéresis, la resistencia al colgado, la
formación de película, la resistencia a salpicaduras, la
floculación, la intensidad de la coloración y el poder
cubriente
• Durante el almacenamiento, los productos Attagel
reducen la separación del líquido (sinéresis), se
mantienen estables en un amplio rango de temperaturas
y pH, son insolubles en líquidos orgánicos y suelen
resistir la sedimentación
24
Los pequeños ayudantes aman los grandes logros
Aditivos de formulación de BASF
Los pequeños ayudantes aman los grandes logros
Aditivos de formulación de BASF
25
Gama de productos de modificadores reológicos de BASF
Modificadores reológicos para
sistemas base solvente
RM:
Tixotrópicos orgánicos derivados
de aceite de ricino hidrogenado
para pinturas y recubrimientos no
acuosos (anteriormente marca
Rilanit®)
Para controlar la reología o aumentar la viscosidad en recubrimientos base solvente, se
Se pueden obtener resultados óptimos si se siguen las siguientes instrucciones de procesamiento:
utilizan muchas sustancias activas orgánicas e inorgánicas diferentes. Los aceites de
ricino hidrogenados, como Efka® RM 1900 y Efka® RM 1920 (anteriormente Rilanit®
• De ser posible, se prepara un pregel en equipos de corte de alta velocidad. Se suele
Special Micro y Rilanit® HT Extra), brindan un gran efecto de espesamiento en distintos
agregar en forma de polvo, donde se debe dispersar previamente el espesante durante
sistemas. Al mismo tiempo, estos productos producen alta tixotropía, lo que permite
aproximadamente cinco minutos en la mezcla de resina-base solvente antes de agregar el
aplicar una película de mayor espesor. Se evita el escurrimiento de películas con altos
pigmento.
manejabilidad. Así mismo, se reduce considerablemente la sedimentación del pigmento.
• Límites de temperatura: Los productos Efka® RM tienen distintos límites de temperatura
Efka® RM 1900 y Efka® RM 1920 son polvos blancos micronizados, a continuación, se
que también se ven afectados por la polaridad de los solventes como se muestra en el
muestra el uso y la mecánica de trabajo:
siguiente diagrama. Para garantizar la dispersión adecuada del agente espesante,
es fundamental no exceder ciertos límites de temperatura y aplicar fuerzas de corte
suficientes a fin de que se genere la dispersión correcta.
calor,
humectación
por el solvente
tixotrópico orgánico
aglomerado
esfuerzo
cortante,
calor
partículas blandas
hinchadas en solvente
desaglomeradas
espesante se agrega en forma pregelificada. Por lo general, las fuerzas de corte que
suelen generarse en dispersores, molinos de perlas o equipos de dispersión similares
son suficientes para obtener el grado de dispersión necesario.
tixotrópicos orgánicos derivados
de aceite de ricino hidrogenado
• Ofrecen un gran efecto de
espesamiento en distintos
sistemas. Al mismo tiempo, los
productos Efka® RM producen
• Se evita con eficacia el
escurrrimiento y también se
mejoran las propiedades de flujo
y manejabilidad. Se reduce
considerablemente la
sedimentación del pigmento.
condiciones que se deben evitar:
calor
excesivo
Los productos Efka® RM son
una alta tixotropía
• No es suficiente solo mezclar para lograr una homogenización adecuada, incluso si el
tixotrópico
orgánico activado y
completamente disperso
Resumen:
para formulaciones no acuosas:
espesores en superficies verticales y también se mejoran las propiedades de flujo y
solución
tixotrópico
orgánico activado
enfriamiento
Figura 20:
Dependencia de la
temperatura de los
tixotrópicos Efka® RM
en solventes con
distinta polaridad
inoculación
Figura 19: Mecanismo de trabajo de los tixotrópicos Efka® RM en recubrimientos base
• Se necesitan fuerzas de corte
suficientes para garantizar la
dispersión adecuada de
Efka® RM. De ser posible, se
prepara un pregel en
molinos de corte de gran
velocidad antes de agregar el
pigmento
solvente y condiciones que se deben evitar.
Temperatura [oC]
Efka®
80
• No se deben exceder ciertos
límites de temperatura
70
60
• Efka® RM 1900 tolera
50
Efka® RM1920
40
30
polar
Efka® RM1900
no polar
Altos sólidos 100% sólidos
temperaturas de trabajo
relativamente altas
Gama de productos de modificadores reológicos de BASF
Desafíos de formulación y recomendaciones de producto
BASF ofrece una amplia gama de modificadores reológicos, principalmente orgánicos diseñados para satisfacer los requisitos de los
clientes y áreas de aplicación específicos.
-
Newtoniano
+
HEUR
HMPE
Rheovis® PU 1190
Rheovis® PU 1191
HASE
Rheovis®
HS 1162
Rheovis®
HS 1152
ASE
Rheovis®
AS 1130
Rheovis®
AS 1125 NA
Aplicación
típica:
+
+ Pseudoplástico
Rheovis®
PU 1280
Rheovis®
HS 1169
-
Rheovis®
PU 1214
Rheovis®
HS 1212
Rheovis®
PU 1331
Rheovis®
PE 1330
para sistemas base agua y sus perfiles
de corte correspondientes.
HEUR: Poliuretanos modificados hidrofóbicamente
corte medio
Pulverización, rodillo dispersante,
resistencia al colgado
Brocha, rodillo. Balance
nivelación-colgado y salpicaduras
A continuación, figuran algunos desafíos típicos
que enfrentan los clientes al formular pinturas:
• Nivelación: Se necesita una buena nivelación
para garantizar un acabado liso para evitar
marcas de brocha.
- Los espesantes de corte alto ayudan a
mejorar la nivelación.
• Arrastre de brocha: Se necesita un arrastre de
brocha balanceado para proporcionar un poder
cubriente adecuado.
- Los espesantes de corte medio ayudan a ajustar
la “resistencia” necesaria para procesar la pintura.
• Colgado: El colgado o escurrimiento ocasiona
irregularidades de espesor a causa de la gravedad
y se puede evitar modificando la pintura para
que tenga un comportamiento pseudoplástico.
- Los espesantes tipo ASE proporcionan
óptima resistencia al escurrimiento.
• Salpicado:
- Un espesante asociativo permite que haya
pocas salpicaduras.
• Estabilidad de la dispersión: La distribución
homogénea de los componentes de la pintura
permite lograr una pintura lista para usar sin
mezclar ni agitar.
- Attagel proporciona características
que ayudan a mantener la estabilidad en la
dispersión.
A. Control de reología en sistemas acuosos,
espesamiento a velocidades de corte bajas,
pseudoplasticidad
Rheovis PU 1191
Espesante de bajo corte de última generación con
un desempeño excelente y manejo sencillo. Gran
pseudoplasticidad, exento de VOC.
Rheovis PU 1190
corte alto
Brocha, rodillo, nivelación de
aplicación por cortina,
antisalpicaduras
período de contacto con agua; altamente
recomendado para pinturas y colorantes que no
deben gotear.
Emulsiones hinchables en medio alcalino
hidrofóbicamente (HASE) para sistemas base
mejora la resistencia al colgado; prolonga el
tiempo abierto.
Rheovis AS 1130
Espesante no asociativo acrílico; espesante de
corte bajo de gran eficacia; adelgazamiento por
corte, resistencia al escurrimiento y antisedimen-
tante; se utiliza en pastas de rellenos y pigmentos,
Emulsión hinchable en medio alcalino modificada
agua de alta calidad donde se necesitan buen flujo
y nivelación. Mejora el flujo; excelente eficiencia;
producto integral que se puede utilizar en la
mayoría de sistemas de pinturas.
C. Control de reología en sistemas acuosos,
pero también tiene mucho éxito en formulaciones
espesamiento a velocidades de corte altas, newtoniano
mediante aspersión.
Rheovis PU 1331
Espesante no asociativo acrílico puro; emulsión
VOC de poliuretano en agua. Espesante de corte
industriales y automotrices para aplicaciones
Rheovis AS 1125 NA
hinchable en medio alcalino (ASE); espesante de
corte bajo; adelgazamiento por corte; resistencia
al colgado; menor absorción de agua.
Rheovis HS 1169
Espesante acrílico de corte bajo con
Solución exenta de metales pesados, solventes y
alto de última generación. Ultra eficaz; el mejor
rendimiento ICI en su clase.
Rheovis PE 1330
Modificador reológico newtoniano para
recubrimientos acuosos. Las características
espesamiento asociativo; adecuado para
incluyen propiedades de flujo y nivelación
de agua; mayor tiempo abierto.
resistencia a salpicaduras, buen desarrollo del
aplicación mediante pulverización; baja absorción
B. Control de reología en sistemas acuosos,
espesamiento a velocidades de corte medias,
pseudoplasticidad media a baja
Rheovis PU 1280
Espesante asociativo sin olor que muestra gran
eficacia en viscosidad ICI a una dosis menor. Este
modificador reológico de corte medio bien
balanceado permite lograr un mejor poder
cubriente y un aspecto excelente de la película. Es
adecuado para todo tipo de pinturas y
recubrimientos acuosos: recubrimientos brillantes
y semibrillantes, mate y con aspecto de cáscara
de huevo.
sistemas acuosos, viscosidad estructural baja,
absorción de agua; incluso después de un largo
modificadas hidrofóbicamente
ASE:
espesamiento asociativo para pinturas y yesos;
cortante para crear una viscosidad pseudoplástica.
gran comportamiento de flujo tixotrópico; baja
HASE: Emulsiones hinchables en medio alcalino
Rheovis HS 1212
Espesante acrílico de corte bajo con
Rheovis PU 1214 / PU 1215
propiedades de gran espesamiento a un bajo esfuerzo
HMPE: Poliéteres modificados hidrofóbicamente
Rheovis HS 1152
Un aditivo de reología no iónico de gran eficacia con
Espesante acrílico con espesamiento asociativo;
Recomendaciones de producto de BASF
para modificadores reológicos orgánicos
Rheovis®
HS 1332
corte bajo
Rheovis HS 1162
Figura 21:
Un espesante de corte medio no iónico para
polímero de poliuretano. Casi newtoniano, excelente
equilibrio de viscosidad de corte bajo y alto.
excelentes, excelente poder cubriente y
brillo y excelente vida útil de los recubrimientos.
D. Control de reología en sistemas no acuosos
Efka RM 1920
Efka® RM 1920 ofrece gran eficiencia de
espesamiento en distintos sistemas. Produce una
alta tixotropía, lo que permite aplicar una película
de mayor espesor. Se evita con eficacia el
escurrimiento de películas con alto espesor en
superficies verticales y también se mejoran las
propiedades de flujo y trabajo. Efka RM 1920
tolera temperaturas de trabajo relativamente altas.
Muestra una estabilidad de temperatura óptima en
recubrimientos a base de, por ejemplo, resinas
alquidálicas de secado por aire.
Efka RM 1900
Polvo micronizado que ofrece un gran efecto de
espesamiento; alta tixotropía, resistencia al
colgado y, mejores propiedades de flujo y trabajo.