En la formulación de dispersiones pigmentarias y pinturas se utiliza un aditivo para estabilizar la mezcla de sustancias: un dispersante. Hoy en el blog de Pochteca te contaremos sobre los dispersantes, qué son, para qué se utilizan y cómo funcionan.
¿Qué son los dispersantes?
En la mezcla fina de dos líquidos inmiscibles como agua y aceite se generan partículas en suspensión. Por ejemplo, cuando se presenta un derrame de petróleo, el uso de un dispersante ayuda a que esas partículas se dispersen en pequeñas gotas para acelerar su descomposición biológica y facilitar su dispersión.
El proceso de dispersión se realiza para acercar las partículas al tamaño de la partícula principal. Esto mejora la aplicación y el rendimiento del producto final, ya que el dispersante evita que las partículas pequeñas se recombinen, lo cual hacen de forma natural.
Los dispersantes son un tipo de tensoactivo ya que tienen dos propiedades opuestas en una misma molécula, una que atrae el agua y otra que atrae al aceite. Por esta razón, además de estabilizar las mezclas, actúan como reductores de viscosidad y humectantes de polvos secos en formulaciones líquidas.
Proceso de dispersión
El proceso de dispersión se divide en tres etapas:
- Humectación o premezclado de las partículas
- Separación de las partículas a través de métodos mecánicos
- Estabilización de las partículas para evitar que se vuelvan a juntar
El uso de dispersantes es clave en la segunda y tercera fase, donde controlan la calidad y estabilidad de las mezclas.
Funcionamiento de los dispersantes
Los dispersantes son aditivos altamente especializados. Su funcionamiento consiste en reducir la viscosidad del medio y estabilizar una dispersión, haciéndola más maleable. Además, aumentan la carga de pigmentos y la tasa de dispersión. Esto último reduce la cantidad de agua, hace más fácil la manipulación y el transporte.
En general, las partículas sólidas en dispersión son pigmentos, pero también pueden ser agentes mateantes a base de sílice, ceras, rellenos inorgánicos de carbonato de calcio, talco o baritas.
Por otro lado, la flexibilidad de la formulación mejora significativamente al agregar dispersiones a una gama más amplia de acabados de base y su apariencia estética también es mejor.
Beneficios de uso de los dispersantes
- Los dispersantes ayudan a mejorar el rendimiento de las formulaciones al resolver problemas de viscosidad y fluidez en lubricantes, pinturas y detergentes en polvo.
- Son aditivos que ayudan a reducir los costes de fabricación y materias primas, ya que un solo producto cumple con varias funciones.
- Al evitar la reagrupación de las partículas, garantizan estabilidad en las formulaciones y ayudan a mejorar la aplicación, especialmente en las pinturas.
- Evitan las incrustaciones de residuos o sales de calcio en las superficies.
¿Para qué se utilizan los dispersantes?
Aditivos para lubricantes industriales
Los agentes dispersantes se utilizan en la formulación de aditivos para lubricantes con el objetivo de evitar la formación de lodos, barnices y depósitos en las superficies de aceites para motor a gasolina, diésel y gas natural. Además, se usan para formular aceites para motores de pistones de aviación, lubricantes para engranajes y fluidos para transmisión automática.
Detergentes
En general, los detergentes deben tener la capacidad de dispersar los diferentes materiales que se encuentren dentro del líquido de lavado con el fin de mantener la suciedad en suspensión, facilitar su eliminación y evitar que la mugre se vuelva a depositar sobre las superficies o sustratos.
Los dispersantes se usan para formular lavavajillas, limpiadores y detergentes industriales y para ropa. En particular, su uso en los textiles tiene beneficios como evitar que los tejidos se apelmacen por la suciedad o incrustaciones, o bien, que la suciedad se deposite en las telas durante el lavado. Por último, los dispersantes protegen las lavadoras al evitar que los residuos se apelmacen y causen obstrucciones.
Fabricación de pigmentos
Los dispersantes son ingredientes esenciales para formulaciones de pinturas y recubrimientos. Su función es ayudar a que los pigmentos se dispersen correctamente en la mezcla y que se mantengan estables. El uso de un dispersante asegura la consistencia de las pinturas, y puede otorgarles propiedades específicas como la pigmentación, la intensidad del color y la compatibilidad del producto con diferentes sustratos.
Durante el proceso de fabricación de pinturas, uno de los principales desafíos es la compatibilidad entre todos los componentes de una pintura. La formulación de pinturas incluye como pigmentos, humectantes, emulsificantes, espesantes, modificadores reológicos, dispersantes, entre otros. De estos, los dispersantes son indispensables para garantizar una distribución adecuada que signifique una aplicación uniforme.
El papel de los dispersantes en la formulación de pinturas
Los dispersantes son un tipo de tensoactivo, la molécula tiene una parte de su estructura hidrófoba que repele el agua y atrae al aceite, y otra parte de su molécula hidrofílica que atrae el agua. Esta cualidad permite que los dispersantes tengan influencia en las cualidades de las pinturas, como intensidad de color, pigmentación, facilidad de aplicación, entre otras.
Los dispersantes pueden ser agregados tanto en la molienda del pigmento para estabilizar las partículas, como también en la pintura para mejora la compatibilidad entre los distintos componentes de ésta. Más adelante en blog pochteca profundizaremos en este tema.
Cuando agregamos los dispersantes en el proceso de molienda de pigmentos, su principal función es controlar la reología de las preparaciones de pigmentos, proporcionan compatibilidad con los recubrimientos seleccionados y permitir el máximo desarrollo del color del pigmento.
En Pochteca contamos con la línea WANPEX cuenta con productos versátiles de alto desempeño, estos ayudan a la humectación de minerales y pigmentos, aumentando considerablemente la eficiencia del proceso de molienda gracias a la humectabilidad lograda por la acción del dispersantes, contribuyendo a la reducción de la viscosidad y estabilización de cargas y pigmentos esto se genera debido a las características moleculares de los dispersantes.
En general, la elaboración de concentrados pigmentaros se realiza en tres etapas. La primera consiste en la humectación o premezclado de las partículas; en la segunda se descomponen las partículas de pigmento por métodos mecánicos; en la tercera se estabilizan esas partículas pequeñas y que se encuentran dispersas para evitar que se aglomeren.
El papel de los dispersantes es estabilizar la dispersión, reducir la viscosidad de la mezcla, aumentar la carga de los pigmentos y mejorar la tasa de dispersión para que el producto final tenga una óptima aplicación.
Por otra parte, los dispersantes también son dosificados en la fabricación de la pintura. El uso de los dispersantes permite que las mezclas de pigmentos, reinas, ceras, bases de sílice, rellenos de carbonato de calcio, talco, entre otros aditivos se integren perfectamente y la formulación pueda tener diferentes aplicaciones y una excelente apariencia estética.
Beneficios de una distribución homogénea de pigmentos y aditivos
El uso de dispersantes mejora el rendimiento de la formulación, reduce costes en fabricación y materias primas, ya que un solo aditivo cumple con la función de integrar, estabilizar y dispersar la mezcla. Otros beneficios del uso de dispersantes son:
Calidad y durabilidad
El uso de un dispersante en pinturas y recubrimientos evita incrustaciones de residuos, sales de calcio y la reagrupación de las partículas de pigmentos, lo que garantiza la estabilidad de la formulación y prolonga su vida útil.
Por otro lado, los dispersantes mejoran las características de las pinturas y barnices, como la intensidad de color, el brillo, la transparencia u opacidad, lo que ayuda a obtener una mejor apariencia en la aplicación final.
Aumento de la estabilidad
En la formulación de pinturas y durante el almacenamiento, los pigmentos pueden tender a aglomerarse. Esto puede provocar que la pintura se distribuya de forma desigual, o que pierda propiedades al sedimentarse los pigmentos más pesados.
El uso de dispersantes mantiene las partículas más estables, lo que mejora la uniformidad del color, previene la sedimentación de partículas y mejora la adhesión de las pinturas a diferentes sustratos para garantizar la calidad, durabilidad y estabilidad de la pintura a largo plazo.
Variedad de pinturas o recubrimientos
Existen muchos aditivos que se pueden usar como dispersantes para formular diferentes tipos de pinturas y recubrimientos. En general, ya que los dispersantes son tensoactivos, se clasifican en aniónicos, catiónicos, no iónicos y anfóteros.
Dispersantes acuosos
Los dispersantes no iónicos son aquellos que no se ionizan en soluciones acuosas, son solubles en agua, mejoran la tensión superficial y mejoran la humectabilidad de las pinturas a base de agua.
Dispersantes acuosos
Los dispersantes orgánicos son compuestos con carga positiva, como sales de amina, amonios cuaternarios, sales de piridinio, entre otros que tienen una alta capacidad de adsorción y dispersión de pigmentos orgánicos como negro carbón o dióxido de titanio.
Dispersantes específicos
Los dispersantes específicos son tensoactivos con estructura polimérica compleja, suelen tener alto peso molecular y propiedades como antiespumantes para crear emulsiones efectivas, estables y que tengan características fisicoquímicas especiales.
Aplicaciones de los dispersantes para pinturas o recubrimientos
Los dispersantes para pinturas o recubrimientos se usan para reducir la viscosidad, evitar que las partículas se sedimenten, mantener la estabilidad de las pinturas, hacer más maleables las dispersiones. Además, otorgan propiedades específicas a las pinturas, como compatibilidad, intensidad de color o pigmentación.
Dentro de la amplia gama de aplicaciones de los dispersantes para pinturas se encuentran:
- Pinturas arquitectónicas. Los dispersantes se usan para formular pinturas para interiores y exteriores, manteniendo la estabilidad de la formulación, la dispersión de los pigmentos y facilitando la aplicación.
- Recubrimientos industriales. Los dispersantes se usan para formular recubrimientos con propiedades especiales como protección anticorrosiva en estructuras metálicas, prolongando su vida útil y apariencia estética.
- Pinturas automotrices. El uso de dispersantes es clave para formular pinturas automotrices en las que la uniformidad de los colores y la resistencia a la intemperie son cualidades indispensables.
- Pinturas para aplicaciones marinas. Los dispersantes son indispensables para la formulación de pinturas y recubrimientos para aplicaciones marinas, como naves o botes, donde se necesita la uniformidad de color, resistencia al agua y a la corrosión.
- Pinturas de alto rendimiento. El uso de dispersantes es clave para formular pinturas con propiedades especiales, como resistencia química, al fuego, a los microorganismos, a la intemperie y con una mejor adhesión.
- Recubrimientos para papel y cartón. Además de las pinturas y tintas de impresión, los dispersantes también se usan para fabricar recubrimientos para papel y cartón que mejoran la calidad de la impresión, la resistencia y la durabilidad.
- Pinturas y recubrimientos con características especiales. Los dispersantes se usan para obtener pinturas con características especiales como texturas, acabados mate o brillante, entre otras.
Consejos para la venta y uso efectivo de dispersantes
Los dispersantes son aditivos que deben almacenarse en un lugar fresco, seco, protegidos de la lluvia y luz solar directa, en un recipiente hermético y correctamente etiquetado para su manejo.
- Durante la formulación de pinturas y recubrimientos se debe usar equipo de protección personal y trabajar en áreas ventiladas para evitar la inhalación de los aditivos.
- En caso de venta de dispersantes para pinturas o recubrimientos, se debe almacenar los envases con la fecha, indicaciones, propiedades del producto y recomendaciones de aplicación.
