Los productos antiespumantes permiten controlar la presencia de espuma no deseada en diferentes procesos, incluyendo la fabricación y aplicación de pinturas.

Una de las etapas más críticas en la formación de espuma en las pinturas es la fase de molienda. Durante la molienda de las pinturas, se utiliza equipo que genera fuerzas de corte elevadas para obtener una distribución homogénea del tamaño de las partículas de los rellenos. Aunque el equipo suele estar diseñado para reducir la formación de espuma, algunas burbujas de aire son inevitables. Otra fase en la que la espuma suele causar desviaciones en el sistema de producción es durante el embalaje, donde la disminución de la densidad de la pintura, es decir, la relación entre su volumen y su peso, hace que no se puedan alcanzar las especificaciones de peso debido al contenido excesivo de aire. Además, durante la aplicación de pinturas, especialmente si se aplican con aplicadores de alta corte, como pistolas de pulverización o rodillos de espuma, estos promueven la incorporación de burbujas de aire en la pintura que pueden causar defectos en la superficie de la capa, como cráteres, perforaciones o reducción del brillo.

La forma habitual de solucionar los problemas de espuma generalmente implica seleccionar el agente antiespumante adecuado. El antiespumante óptimo suele establecerse en función de las características del proceso, la formulación y el tipo de espuma generado en la pintura, ya sea macro o micro espuma.

Tradicionalmente, se han utilizado antiespumantes basados en aceite mineral con partículas hidrofóbicas que destruyen la espuma en la industria de la pintura. Este tipo de antiespumantes suelen ser los que ofrecen la mejor relación entre eficacia antiespumante y costo, estos dos criterios siendo los que con frecuencia resultan ser los más importantes a la hora de elegir el antiespumante. Sin embargo, existe una tendencia creciente a considerar los criterios ecológicos como un requisito fundamental en la selección de materias primas.

En 2004, la Unión Europea aprobó la Directiva de Pinturas 2004/42/CE, que limita la presencia de sustancias volátiles en las pinturas, barnices y acabados para vehículos. En 2014 estableció los criterios para obtener la ECOLABEL, con la que se garantiza al consumidor final que las pinturas y barnices con esta etiqueta tendrán un contenido mínimo de sustancias tóxicas, así como un contenido mínimo de compuestos orgánicos volátiles y semi-volátiles (VOC y SVOC). Esta etiqueta es una garantía de eficacia de las pinturas y barnices cuando se utilizan en interiores y/o exteriores.

Por esta razón, en Concentrol hemos diseñado una nueva gama de antiespumantes sin aceite mineral, que no son perjudiciales para los humanos ni para el medio ambiente debido a su baja o nula toxicidad y a la mejor biodegradabilidad de los materiales primarios. Han sido diseñados con un contenido cero de gases de emisión de VOC y SVOC (compuestos orgánicos volátiles y semi-volátiles) que pueden contaminar la calidad del aire y ser perjudiciales para la atmósfera. Además, desde el punto de vista de la eficacia, mejoran la eficacia antiespumante en comparación con los antiespumantes tradicionales basados en aceites minerales. Además, la nueva gama de agentes antiespumantes cumple con la regulación de la Unión Europea 10/2011 que enumera los materiales permitidos que se deben usar en materiales y plásticos para aplicaciones de contacto con alimentos. Haciéndolos una opción adecuada y compatible para aplicaciones como revestimientos destinados a envases de alimentos.

En resumen, son antiespumantes diseñados para ser los mejores en términos de relación calidad/costo/ecología.

 

Presentación

La nueva gama de antiespumantes amigables con el medio ambiente EMULTROL DFM está compuesta por las siguientes referencias, que se comparan en la siguiente tabla con dos antiespumantes tradicionales basados en aceites minerales.

Antiespumante Composición base Sólidos (%)
EMULTROL DFM OLM-17 Aceites minerales 100
EMULTROL DFM AFO-1 Emulsión de aceite mineral 55
EMULTROL DFM OLV-24 Aceites derivados de vegetales 100
EMULTROL DFM AFO-24 Emulsión de aceites derivados de vegetales 55
EMULTROL DFM OLV-25 Aceites ecológicos 100
EMULTROL DFM AFO-25 Emulsión de aceite ecológico 55

 

Los nuevos antiespumantes formulados EMULTROL DFM OLV-24 y EMULTROL DFM AFO-24 están basados en aceites vegetales y los más recientes EMULTROL DFM OLV-25 y EMULTROL DFM AFO-25, que están basados en aceites ecológicos. En la parte experimental, se mostrarán más pruebas de desempeño para verificar el rendimiento de estas nuevas formulaciones en eficiencia como antiespumante y compatibilidad en aplicaciones de pintura de prueba. Se han elegido materias primas de alta calidad para garantizar que la formulación en su conjunto pueda utilizarse en las aplicaciones más sensibles, como la formulación de pinturas y revestimientos aptos para contacto con alimentos. Además, su composición es óptima para ser utilizada en pinturas y revestimientos que buscan cumplir con las certificaciones ecológicas más exigentes como ECOLABEL o Nordic Swan.

 

Estudio comparativo

Para evaluar la eficacia antiespumante de estos nuevos productos, se han llevado a cabo pruebas de efectividad, estabilidad y compatibilidad en los laboratorios de aplicación de Concentrol, utilizando como medio de prueba, dispersions poliméricas acuosas estándar de la industria de pinturas y revestimientos, como polímero acrílico de estireno, acrílico, vinyl-veova y etilvinilacetato.

 

Dispersiones Solidos (%) pH MFFT (ºC)
Copolímero acrílico-estireno 50 6,5 – 8,5 22
Copolímero acrílico 48 7,5 – 8,5 14
Copolímero de acetato de vinilo VeoVa® 55 4,0 – 5,0 15
Polímero de etilacetato de vinilo 60 4,0 – 6,0 2

 

Prueba de desempeño antiespumante

Para evaluar el desempeño antiespumante, se toma una muestra de 200 ml de dispersión polimérica en un vaso, se añade el 0,2% del antiespumante a probar, se lleva a cabo un proceso de agitación a 1300 rpm durante 5 minutos. El porcentaje de aire entrañado se obtiene calculando la diferencia en la densidad medida entre la densidad inicial de la dispersión y su densidad final después de la prueba. La preparación se envejece en un horno a 45 °C durante una semana, después se repite la prueba para determinar la estabilidad del desempeño del antiespumante durante el envejecimiento. Este último proceso nos permite evaluar la estabilidad del efecto antiespumante a lo largo de la vida útil de la pintura.

 

Resultados y discusión

A continuación se muestran los resultados de las pruebas de desempeño antiespumante en los diferentes medios de prueba. Un porcentaje más bajo de aire entrañado indica una mayor efectividad antiespumante.

Figura 1. Se muestran los resultados de las pruebas de efectividad antiespumante en 4 dispersiones poliméricas estándar en base de agua de la industria de pinturas y revestimientos, mostrando tanto la efectividad de la prueba fresca (azul) como la prueba después del envejecimiento de la dispersión polimérica (naranja).

 

Se puede ver que los antiespumantes ecológicos muestran un mejor rendimiento en términos de efectividad antiespumante que los antiespumantes tradicionales. En dispersiones poliméricas, como el acrílico estireno, pueden desairear entre dos y tres veces más aire entrañado que los antiespumantes tradicionales. Se observa que las referencias EMULTROL DFM OLV-24 y EMULTROL DFM AFO-24 presentan un aumento de persistencia del efecto antiespumante contra el envejecimiento. Mientras que las referencias EMULTROL DFM OLV-25 y EMULTROL DFM AFO-25 muestran un desempeño antiespumante inmediato ligeramente mejor, a pesar de que su desempeño envejecido es comparativamente peor.

 

Prueba de compatibilidad antiespumante

La compatibilidad de las preparaciones antiespumantes estudiadas con las diferentes dispersiones poliméricas se evalúa, con el fin de verificar que el antiespumante no cause problemas de calidad, como ojos de pez, cráteres o piel de naranja en la aplicación de pintura. Para ello, se ha probado una aplicación de las preparaciones de dispersiones poliméricas, con una barra espiral tipo Mayer, de 25 micrómetros de profundidad, en un soporte de cartón LENETA®.

Las figuras 2, 3, 4 y 5 muestran las pruebas de compatibilidad de las dispersiones poliméricas, mostrando ejemplos de cada una de las nuevas referencias en comparación con su equivalente antiespumante tradicional. Se puede ver que los revestimientos terminados que contienen antiespumantes son generalmente mejores o similares al acabado de la prueba de control. Se observa una tendencia donde las preparaciones con un menor % de aire entrañado muestran un mejor revestimiento y nivelación, resultando en un acabado más homogéneo.

 

Figura 2. Prueba de compatibilidad en dispersión de copolímero acrílico-estireno6.

Control EMULTROL DFM OLM-17 EMULTROL DFM OLV-24

 

Figura 3. Prueba de compatibilidad en dispersión de copolímero acrílico6.

Control EMULTROL DFM AFO-1 EMULTROL DFM AFO-24

 

Figura 4. Prueba de compatibilidad en dispersión de copolímero de acetato de vinilo VeoVa®.

Control EMULTROL DFM OLM-17 EMULTROL DFM OLV-25

 

Figura 5. Prueba de compatibilidad en dispersión de polímero de etilacetato de vinilo.

Control EMULTROL DFM AFO-1 EMULTROL DFM AFO-25

 

Se ha desarrollado una nueva gama de antiespumantes ecológicos como alternativa a los antiespumantes basados en aceite mineral, mostrando un rendimiento antiespumante igual o mejor para aplicaciones en formulaciones de pintura arquitectónica. Además, tienen una excelente compatibilidad con la mayoría de las pinturas estándar en el mercado. Y por último, pero no menos importante, están diseñados para las aplicaciones más sensibles, cumpliendo con las normas ecológicas y alimentarias más exigentes en el sector de pinturas y revestimientos.

Ven a conocer estas soluciones en el stand 3A-220 de la feria ECS2023 del 28 al 30 de marzo.