Aditivos BYK para sistemas de alto teor de sólidos e 100% sólidos (sem presença de solvente)

Aditivos BYK para sistemas de alto teor de sólidos e 100% sólidos (sem presença de solvente)

Jueves, 12 Septiembre, 2024

Na hora de formular tintas mais amigas do ambiente, a redução dos componentes voláteis é um objetivo essencial. Os sistemas convencionais têm evoluído naturalmente para sistemas com elevado teor de sólidos ou para sistemas a 100%, livres de qualquer solvente. Nestes sistemas, o formulador enfrenta vários desafios: por um lado, a presença de pouco ou nenhum solvente, que significará uma maior viscosidade e menor compatibilidade, e por outro lado, maior secagem química e, consequentemente, maior polaridade e maior tensão superficial.

Para uma redução adequada da viscosidade da formulação de tinta, é necessário utilizar aditivos molhantes e dispersantes de elevado peso molecular com um elevado número de grupos relacionados com o pigmento em questão. Os polímeros hiper-ramificados (por exemplo, poliuretano ou poliamina) permitem que os aditivos sejam concebidos com um elevado teor de sólidos e sejam fáceis de manusear. Esta estrutura esta presente nas referências: DISPERBYK-2150TF, DISPERBYK-2155TF, DISPERBYK-2205, DISPERBYK-2152TF e BYK-9076. O aditivo de polimerização controlada (polimerização em cadeia) DISPERBYK-2013 baseia-se numa estrutura linear e reduz consideravelmente a viscosidade da moagem, que é um dos objetivos que se pretende alcançar. A adição destes aditivos molhantes e dispersantes facilita a obtenção de perfis newtonianos na moagem, a eliminação da espuma e um elevado grau de brilho e resistência da cor.

Aditivos BYK interior

Figura 1: Políamina hiper-ramificada DISPERBYK-2152

Os aditivos anti-espuma e de superfície permitirão ao formulador obter um aspeto superficial melhorado. A escolha do anti-espuma depende da resina utilizada (polaridade) e do método de aplicação (spray, rolo, pincel, etc.). Se a mistura for feita corretamente e se tiver alcançado uma boa estabilização dos pigmentos, não será necessário adicionar qualquer anti-espuma ao processo de moagem. Este aditivo é normalmente adicionado no final do processo e a sua escolha depende da aplicação final. Devido à sua elevada eficiência, os aditivos anti-espuma baseados na química dos PFAS (substâncias perfluoroalquiladas) eram os mais utilizados até ao momento. Atualmente, como estes aditivos não são amigos do ambiente e alguns deles estão relacionados com efeitos negativos na saúde humana, têm de ser substituídos em todas as formulações por outros mais seguros. Para este efeito, a BYK lançou uma nova gama de anti-espumantes de silicone sem PFAS:

O BYK-1810 (para PU 2K, epóxis e alquídicos), o BYK-1815 (uso geral) e o BYK-1816 (para monocamadas de PU) são os mais adequados nestes sistemas, livres de PFAS. Para casos específicos, tais como aplicações airless, em que a incorporação de ar é muito pronunciada, recomenda-se a utilização de anti-espumas específicos à base de silicone (por exemplo, BYK-1880), que removem espontaneamente o ar após a aplicação. Para sistemas de alta viscosidade, como epóxis a 100%, um aditivo anti-espuma polimérico 100% sólido, como o BYK-1765, com alta eficiência e ampla compatibilidade, é a escolha mais adequada.

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Figura 2: Resultados com BYK-1815 num PU 2K com alto teor de sólidos (dosagem de fornecimento)

A seleção correta dos aditivos de superfície é outro passo fundamental para melhorar a aparência final. A química do polidimetilsiloxano (PDMS) modificado é utilizada para controlar a tensão superficial da tinta. Idealmente, estes devem ser livres de estanho, de grupos aromáticos e de ciclos D4, D5 e D6. A escolha final do aditivo dependerá da sua atividade superficial e da sua capacidade de não estabilizar a espuma. Recorde-se que os sistemas com alto teor de sólidos e sistemas a 100%, têm tensões superficiais elevadas devido ao grande número de grupos funcionais presentes nas resinas (secagem química) e por esse motivo, por vezes pode ser necessário utilizar silicones ativos para melhorar a humidade em substratos difíceis. Uma combinação comum é a utilização de um silicone ativo, por exemplo, BYK-3760, para eliminar as células de Bénard (criadas por diferenças de tensão superficial entre a interface tinta - ar e tinta -substrato), juntamente com um silicone de baixa atividade superficial, mas mais incompatível (como o BYK-320, não polar, ou a sua versão sem cumeno BYK-LP G 26292) para evitar a estabilização da espuma e ajudar a nivelar. Tal como acontece com os anti-espumas, se estiver a lidar com aplicações específicas, por exemplo, pulverização HVLP (alto volume, baixa pressão) ou sistemas de repintura automóvel, também necessitará de aditivos de superfície específicos. O BYK-3558 é um aditivo com uma estrutura acrílica ramificada com poliéteres de silicone que proporciona a estes sistemas um bom nivelamento e uma redução moderada da tensão superficial. É um aditivo único que combina as vantagens da química do silicone e do acrilato.

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Figura 3: Resultados com BYK-3760+BYK 320 e BYK-3558 num PU 2K com elevado teor de sólidos (quantidade de aplicação sobre o Componente A)

As propriedades reológicas também desempenham um papel importante no comportamento de qualquer tinta. Quer seja para evitar a perda de viscosidade, para evitar a sedimentação das partículas ou para controlar o comortamento reológico da tinta, a seleção correta dos aditivos reológicos é essencial. A utilização de bentonites está muito difundida nestes sistemas, no entanto a dificuldade de separar as suas camadas quando há pouco solvente (mesmo com pré-géis) é uma realidade conhecida. Por este motivo, recomenda-se a utilização de misturas minerais (gama GARAMITE cujos aditivos cobrem toda a gama de polaridade) que, com a sua estrutura desordenada, deixam espaços livres que facilitam a penetração do sistema de pintura entre os seus orifícios, permitindo a obtenção da estrutura tridimensional responsável por fornecer o perfil reológico correto.

Por último, em qualquer tinta industrial, de manutenção ou de retoque, é necessária uma certa resistência à abrasão e ao risco. Para este efeito, são habitualmente utilizadas ceras à base de misturas de teflon e polietileno. O PTFE tem propriedades muito especiais: é quimicamente inerte, resistente à temperatura, tem uma densidade elevada e não prejudica o brilho do revestimento, no entanto, o PTFE é um PFAS e, desta forma, também deve ser substituído em qualquer formulação onde este esteja presente. Por este motivo, foram lançadas no mercado ceras sem PFAS para melhorar a resistência à abrasão e aos riscos da superfície da pintura. As ceras CERAFLOUR-1050, 1051 e 1052 (à base de polietileno e “ligas” de polietileno) oferecem uma eficácia comparável à das ceras à base de teflon, uma vez que têm uma distribuição granulométrica estreita, são adequadas para o contacto com os alimentos, não prejudicam o nivelamento e são distribuídas uniformemente pela película de tinta.

Aditivos BYK

Figura 4: Resultados com CERAFLOUR-1050, CERAFLOUR-1051 e CERAFLOUR-1052 E num sistema PE/Melamina sem BPA (1% de cera na fórmula)

A BYK oferece uma gama completa de aditivos dispersantes, anti-espumas, de superfície, reológicos e uma variedade de ceras para sistemas com alto teor de sólidos e 100% sólidos.

Autores: Pilar Casas (pilar.casas@altana.com; +34 699 659 491) e Juan José Andrés Bello (juanjose.andresbello@altana.com; +34 622 304 229), ambos de BYK-Chemie GmbH – BYK Marketing & Technical Service.

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