Com regulamentos e exigências ambientais em constante mudança, há uma necessidade contínua de formulações avançadas de revestimento à base de água (WB), com baixo teor de COV ou sem COV que ofereçam qualidades similares aos sistemas de base solvente (SB). Mesmo com todo o progresso nos revestimentos WB desde sua introdução há várias décadas, ainda há espaço para melhorias. Isto é especialmente desafiador quando se trata de dispersar os pigmentos e combinar o desempenho das formulações SB. Para enfrentar esses desafios, as novas tecnologias comprovadas de dispersantes WB devem permitir que os formuladores desenvolvam revestimentos com propriedades aprimoradas e custo potencialmente mais baixo.
Os desafios dos dispersantes WB
Os dispersantes têm duas partes: grupos de ancoragem afínicos de pigmento/corante e cadeias estabilizadoras. Para alcançar as propriedades desejadas, um dispersante deve ter um projeto arquitetônico adequado com uma distribuição de peso molecular bem controlada e uma relação correta de grupos de ancoragem para cadeias estabilizadoras.
Há dois tipos de mecanismo estabilizador nos sistemas WB: estérico e eletrostático. As cadeias estéricas são os grupos estabilizadores dominantes nas dispersões SB. Ter opções limitadas na escolha de cadeias estabilizadoras para dispersantes WB aumenta a complexidade dos sistemas WB. Além disso, fatores como eletrólitos, pH e outros componentes de revestimento/formulação no sistema WB influenciam as dispersões e suas propriedades de desempenho. Portanto, pode ser difícil observar muita diferenciação quando se trata de desempenho de sistemas WB em comparação com os sistemas de solvente. Com formulações WB, a química deve ser excepcional para ver um salto no desempenho, onde há menos sedimentação e uma dispersão boa e estável em uma lata de tinta com propriedades tintoriais aceitáveis.
Formular desafios
Sistemas à base de água podem exigir outros revestimentos complexos e componentes de formulação para funcionar de forma eficaz, como aglutinantes, cossolventes miscíveis em água, surfactantes, antiespumantes e modificadores de reologia. Isto torna a formulação mais difícil, já que múltiplos componentes introduzem mais custos e também trazem compatibilidade e desafios como competição por afinidade de pigmentos para o sistema, aumentando a instabilidade. Basicamente, uma formulação de revestimento aquosa deve ser estável apesar da presença de pH, eletrólitos, componentes miscíveis em água, polímeros solúveis e fases coloidais.
Desafios da fabricação
Uma vez formulado, o revestimento precisa ser fabricado. A escolha adequada do dispersante pode ter impacto no tempo de fresagem, comportamento reológico, estabilidade no processo, tamanho das partículas, todos relacionados ao tempo e custo de produção de um lote de tinta. Os revestimentos à base de água tendem a exigir tempos de fresagem mais longos e maior controle das propriedades reológicas e de dispersão.
Outras formulações, como adição de aglutinantes, cossolventes, aditivos (por exemplo, inibidores de corrosão, promotores de adesão, agentes controladores de reologia) podem ser necessárias para alcançar as propriedades desejadas. Isto obviamente aumenta a complexidade do sistema e introduz mais desafios na fabricação dos revestimentos.
Desafios da estabilidade em latas
Como a tinta fica na prateleira, um bom dispersante permite menos aglomerados e mantém a dispersão estável por um período razoável em condições ambientais e de armazenamento. Quanto mais aglomerados houver, mais material é desperdiçado, o que equivale a mais tempo e dinheiro.
Impacto sobre as propriedades tintoriais e do filme
Os dispersantes exercem um papel fundamental na obtenção de propriedades tintoriais superiores, como intensidade de cor, brilho e névoa. Mesmo pequenos aglomerados podem afetar as propriedades estéticas das pinturas/revestimentos. Além disso, como os dispersantes WB contêm grupos hidrófilos, eles poderiam ter impacto negativo sobre a resistência à água e à cessão dos revestimentos. Portanto, é importante assegurar que o dispersante seja desenvolvido para minimizar este impacto negativo, mantendo as propriedades tintoriais.
Criar diferenciação técnica e lidar com os custos
Ao identificar as necessidades não atendidas no mercado e ouvir a voz de nossos clientes, a Lubrizol desenvolveu uma nova linha da tecnologia hiperdispersante Solsperse™ para ajudar na superação de vários desafios. A Solsperse W-Series também oferece um nível muito alto de aparência e desempenho, eficiência e qualidade de fabricação, além da capacidade de trabalhar de forma eficaz com pigmentos difíceis de dispersar, tanto em sistemas que contêm resina como em sistemas sem resina.
Solsperse™ W100 foi desenvolvido com ancoragem múltipla que funciona com uma grande variedade de pigmentos: orgânicos, inorgânicos ou carbono preto. Ele pode ser usado em formulações com ou sem resina para reduzir a complexidade que os químicos enfrentam: um dispersante que funcione para uma ampla gama de pigmentos, aglutinantes e aplicações. Ele também ajuda a controlar os custos através de eficiências de desempenho, uma vez que é necessário um dispersante significativamente menor, quando comparado aos dispersantes concorrentes, para alcançar o mesmo desempenho. O produto também é mais hidrófobo do que outros dispersantes disponíveis; portanto, promove maior resistência à água e à corrosão em revestimentos.
Solsperse™ W200 foi criado a partir do desenvolvimento de um novo grupo de ancoragem que tem como alvo os pigmentos carbono preto e orgânicos, permitindo um melhor desempenho da cor em revestimentos à base de água. Este produto patenteado proporciona umedecimento rápido, tempo de fresagem mais curto, dispersão e estabilização mais rápidas. Isto significa o uso de menos energia durante o processo de fresagem, resultando em economia de dinheiro. É necessário menos produto em carbonos pretos do que em outros dispersantes; portanto, também reduz os custos.
Entre em contato com seu gerente de conta da Lubrizol ou visite www.lubrizol.com/solsperse para saber mais sobre otimização de dispersão de pigmentos em revestimentos à base de água.
