Dins el ventall d’especialitats químiques que fabrica Concentrol, les emulsions i les dispersions han esdevingut una de les famílies més importants. Són productes que moltes vegades han estat desenvolupats per donar solució a problemes concrets, amb un alt grau d’especialització, sovint en estreta col·laboració amb els nostres clients i que s’han adaptat a diferents sectors químics i industrials.
Les emulsions són aquells productes que contenen típicament un líquid insoluble en aigua, aigua i emulsionants, de manera que s’aconsegueix obtenir un producte líquid estable.
Una dispersió, de manera similar, és aquella preparació consistent en un sòlid insoluble en aigua, aigua i emulsionants, per aconseguir també un producte líquid estable.
L’ús d’aigua com a vehicle del producte actiu insoluble ofereix clars avantatges respecte a altres vehicles com són els dissolvents. Per exemple i sense que la llista sigui completa, la seva nul·la toxicitat, les nul·les emissions contaminants volàtils (COV), el fet de no ser perjudicial per al medi ambient, el seu baix cost i la seguretat en la seva manipulació en evitar l’ús de dissolvents inflamables.
Per contra, aconseguir una bona estabilitat de les emulsions i les dispersions, és un repte tècnic important. Aquests han estat, però, els reptes que Concentrol ha assumit de bon grat al llarg de la seva història i que ha permès desenvolupar l’ampli ventall de productes de base aigua que actualment comercialitzem.
Dins la família de les emulsions, aquelles basades en la química de les silicones han esdevingut d’una gran importància. La química de les silicones, actualment, es troba en múltiples camps, des del control de la formació no desitjada d’espuma, a la millora en la humectació i l’anivellament de múltiples recobriments, la millora de la resistència a l’aigua, a l’abrasió, al ratllat, millores en el lliscament, augment de la brillantor, efectes antiadherents i altres efectes que en molts casos, s’aconsegueixen amb una dosificació molt baixa.
Les emulsions de silicona, típicament contenen un component de silicona (usualment un oli de silicona, polidimetilsiloxà), aigua i els emulsionants adequats. Des del punt de vista químic, un oli de silicona és una cadena finita d’àtoms de silici i d’oxigen units un a l’altre. El silici, per la seva banda, té dues unions a grups orgànics que en molts casos són grups metil (CH3) que confereixen a la cadena de silicona les seves característiques semiorgàniques.
Com hem comentat, una de les principals dificultats en el món de les emulsions és aconseguir un producte que sigui suficientment estable al llarg del temps. Cal evitar la tendència natural a separar-se entre el fluid insoluble (silicona en aquest cas) i l’aigua.
Això s’obté amb la selecció del sistema emulsionant més idoni per cada fluid insoluble. S’aconsegueix d’aquesta manera, en les emulsions de fase normal, obtenir petites esferes d’oli de silicona embolcallades per una matriu aquosa. Aconseguir la mida adequada així com una distribució d’aquesta mida el més homogènia possible són requisits necessaris per assolir una estabilitat òptima en l’emulsió.
En funció de la mida de la partícula es classifiquen les emulsions de silicona en dues subfamílies, les macro i les microemulsions.
Característiques de les macroemulsions de silicona:
- Aspecte blanc, emulsions estables amb diferent % de contingut de silicona
- Grandària mitjana típica de partícula = 0,1 a 1 micra
- Es poden formular mitjançant olis de silicona amb diferents viscositats, sent els més habituals 350 cps i 1000 cps
- Un cop aplicat, quan l’aigua s’ha evaporat, la silicona roman a les superfícies externes, on ofereix beneficis com la reducció del coeficient dinàmic de fricció, que proporciona un efecte lubricant.
Característiques de les microemulsions de silicona:
- Aspecte translúcid, molt estable en condicions extremes
- Mida mitjana molt petita de les partícules (<0,4 micres)
- L’oli de silicona sol tenir un tipus de viscositat molt elevat (> 100000 cps)
Les microemulsions de silicona són les que presenten una estabilitat més gran a la dilució en aigua, essent estables en qualsevol proporció i al llarg del temps. Són també les més adients per ser utilitzades com additiu en formulacions complexes, ja que tenen una tendència molt limitada a interactuar negativament amb altres components.
L’emulsió de silicona EMULTROL PS-2470 ha demostrat, al llarg dels anys, una sèrie d’avantatges per sobre dels obtinguts per emulsions de silicona similars, esdevenint un referent en múltiples sectors d’ús.
Utilitzat com additiu en formulacions de recobriments ofereix propietats de millora del lliscament i de millora de l’abrasió i el desgast. S’ha mostrat altament eficaç en formulacions acríliques, epoxídiques, polièster i poliuretà.
La seva elevada compatibilitat el fa adequat tant en la dosificació en punt final com postaddició, en dosificacions que oscil·len entre un 0.5% i un 0.05%.
Utilitzat com a component en la formulació d’adhesius de tipus acrílic, com per exemple els autoadhesius que s’utilitzen en l’etiquetatge d’ampolles i altres suports, incrementa el rendiment en el pas del tall de l’etiqueta en disminuir l’embrutiment de la fulla del tall. S’aconsegueix d’aquesta manera incrementar la productivitat en la fabricació d’etiquetes en disminuir les parades necessàries per a la neteja de la fulla del tall.
Això s’assoleix sense cap dels desavantatges que de manera clàssica s’associen a l’ús industrial de silicones, com poden ser la contaminació, els problemes d’humectació, o defectes en el pintat o adhesió posteriors.
L’emulsió de silicona EMULTROL PS-2470 és totalment compatible tant amb la dispersió acrílica com amb la dispersió de resina de colofònia, essent també compatible amb la resta de components habituals de la formulació adhesiva, com poden ser els humectants, els antiespumants i els biocides.
La seva dosificació d’ús es troba entre un 2% i un 6% respecte al pes total de l’adhesiu en humit, i gràcies a la seva baixa viscositat, es pot incorporar en qualsevol moment a la formulació.
L’elevada compatibilitat de l’emulsió EMULTROL PS-2470, amb una mida de partícula mitjana inferior a 0,2 micres, aconsegueix oferir els avantatges d’un fluid de silicona sense cap dels inconvenients que habitualment es troben amb el seu ús.
CONCLUSIONS
Les emulsions i dispersions amb base aigua són beneficioses en diversos aspectes, com per exemple que no generen emissions contaminants volàtils (COV), no són perjudicials pel medi ambient, són més segures a l’hora de manipular i alhora són més econòmiques; entre altres avantatges. Per tot això, Concentrol ha treballat amb el repte d’aconseguir els millors resultats amb productes amb base aigua i actualment comercialitza un ampli ventall de productes amb aquest perfil.
En el cas de l’emulsió EMULTROL PS-2470 s’ha aconseguit un producte amb una alta compatibilitat i grans resultats que arriben a ser superiors als d’una emulsió de silicona. Es tracta d’una referència que s’ha convertit en un referent per diferents sectors d’ús i que no presenta cap dels inconvenients dels productes de silicones, d’aquí el seu èxit i els grans avantatges de la seva fórmula.
