En general, las pinturas y recubrimientos cuentan con una gran variedad de aditivos para darles características muy particulares. Uno de esos aditivos son los coalescentes, y a continuación te contaremos qué son, cuáles son sus aplicaciones y características.
Los coalescentes en pinturas son aditivos aglutinantes que ayudan a la formación de películas en condiciones adversas como alta humedad y baja temperatura. Para que sean eficaces, los coalescentes deben tener propiedades específicas que les permita actuar eficazmente en diversas condiciones de aplicación y formulaciones de pinturas.
¿Qué es la coalescencia?
La coalescencia, que tiene su origen en el vocablo latino coalescens, es la propiedad que tienen las cosas de fundirse o unirse. Las sustancias o los materiales coalescentes son aquellos que pueden unirse en un único cuerpo.
La coalescencia es el proceso mediante el cual las partículas poliméricas se deforman y se unen de manera continua para formar una película uniforme y resistente. En las pinturas base agua, este fenómeno es fundamental para lograr un acabado durable y de alta calidad.
Los polímeros utilizados como ligantes suelen ser materiales relativamente duros y presentan una TMFF (Temperatura Mínima de Formación de Película) elevada. Si el agua se evapora sin que ocurra una adecuada coalescencia, el resultado puede ser una película:
- Frágil
- Polvorienta
- Con baja resistencia mecánica
- Propensa al cuarteo
Por ello, el control de la TMFF es un aspecto crítico en la formulación de pinturas.
¿Cuál es la función de un coalescente en una pintura?
Los coalescentes para pinturas son aditivos que facilitan la formación de una película continua cuando la pintura se seca.
Durante el proceso de aplicación, las partículas poliméricas de la emulsión deben fusionarse adecuadamente para formar una película homogénea, resistente y duradera. Sin la ayuda de un coalescente, especialmente en condiciones de baja temperatura, la película puede presentar defectos como:
- Baja resistencia mecánica.
- Formación deficiente de película.
- Aspecto pulverulento.
- Menor resistencia al lavado.
- Reducción de la durabilidad.
Los coalescentes actúan disminuyendo temporalmente la Temperatura Mínima de Formación de Película (TMFF), permitiendo que las partículas poliméricas se unan de manera eficiente y generen un acabado uniforme.
Los coalescentes en pinturas, son aditivos que ayudan a la formación de película en condiciones adversas, tales como baja temperatura y alta humedad.
Los coalescentes se usan en la formulación de pinturas base agua para asegurar que se forme correctamente una película, además de aumentar la resistencia a la suciedad y abrasión de la pintura y que aumente el brillo.
Relación entre la TMFF y la cantidad de coalescente
La temperatura mínima de formación de película (MFFT, minimum film-forming temperature) del látex es el factor más importante que se debe tener en cuenta cuando se determina el nivel óptimo del coalescente.
Para determinar el nivel inicial de adición del coalescente, se debe evaluar la respuesta del látex, en particular, a la adición del coalescente con una barra de MFFT.
Para optimizar aún más los niveles del coalescente en la pintura, se pueden evaluar las propiedades fundamentales de la pintura en distintos niveles de coalescente.
Una regla sencilla para tener una película bien coalescida sería añadir el equivalente a 10% del sólido de la emulsión.
Ejemplo: si utilizamos en una formulación de pintura látex, 12 partes de una emulsión con 50 por ciento de sólidos de resina, la cantidad aproximada de coalescente será (12X50%X10%= 0.6 partes).
Propiedades esenciales de los coalescentes
Los coalescentes deben tener propiedades específicas que para brindar una amplia eficacia en distintos tipos de formulaciones de pinturas y condiciones de aplicación.
Baja solubilidad en agua
Los coalescentes miscibles en agua se distribuyen entre la fase de polímeros y la fase acuosa. Cuanto más hidrofílico sea el coalescente mayor será la tendencia que tendrá a dividirse en la fase acuosa.
A medida que se seca la película de pintura, el agua se evapora de la película y todo el coalescente que quede en la fase acuosa se irá hacia el entorno, lo que provocará una reducción en su eficiencia.
Los coalescentes más insolubles en agua se dividen en las partículas de polímeros. Por lo tanto, se minimiza la pérdida durante la evaporación del agua.
Además, los coalescentes insolubles en agua tienen menos probabilidades de migrar hacia los sustratos porosos.
En general, los coalescentes de baja solubilidad son más eficientes para las pinturas base agua, mientras que una lenta velocidad de evaporación brinda mayor resistencia a la abrasión.
Tasa de evaporación adecuada para la aplicación
La tasa de evaporación de los coalescentes corresponde a la aplicación que se le va a dar.
La tasa de evaporación debe corresponder a la aplicación en particular. Si se utiliza un coalescente con una tasa de evaporación muy lenta en una formulación con bajo contenido de PVC, se pueden provocar problemas como bloqueos, entre otros.
Por el contrario, si la tasa de evaporación es demasiado rápida, se pueden provocar problemas en condiciones de mucha humedad, en las que se demora la liberación de agua de la película de pintura.
En ese caso, la evaporación del solvente se ve relativamente poco afectada por la humedad, por lo que el solvente podría evaporarse más rápido que el agua, y esto evitaría la posterior coalescencia.
En este contexto, la evaporación del solvente es afectada por la humedad, de modo que se podría evaporar más rápido que el agua y evitar que se dé la coalescencia o fijación de la pintura.
| Característica | Condición de formulación o aplicación | Posible efecto |
|---|---|---|
| Evaporación muy lenta | Formulación con bajo contenido de PVC | Problemas como bloqueos |
| Evaporación demasiado rápida | Condiciones de mucha humedad | Demora en la liberación de agua y dificultad para la posterior coalescencia |
Excelente estabilidad hidrolítica
La estabilidad hidrolítica es una medición de la estabilidad del coalescente con respecto al pH, en particular, al pH alto.
La hidrólisis puede provocar una disminución de la estabilidad en la lata, causar olor e incluso generar propiedades antiincrustantes, ya que muchos biocidas funcionan únicamente dentro de un rango ajustado de pH.
La hidrólisis puede causar una disminución de la estabilidad de la pintura en la lata, que tenga un olor extraño o que se den propiedades antiincrustantes. Además, los biocidas suelen funcionar solo dentro de un rango específico de pH.
Bajo olor y propiedades de bajo o cero VOC
Los requerimientos del mercado actual de pinturas se han enfocado en distintas propiedades que logren satisfacer los requerimientos de una sociedad general que busca adquirir productos menos dañinos para el medio ambiente, que al mismo tiempo sean más resistentes, durables, que requieran menos mantenimiento y tengan un olor menos intenso o desagradable.
Los fabricantes de pintura buscan que sus productos atiendan esas necesidades, además de conservar las propiedades ya alcanzadas para tener la misma calidad y fijación, así como vender las pinturas a un precio competitivo.
Actuales requerimientos del mercado de pinturas buscan distintas propiedades que satisfagan los requerimientos de distintos grupos de interés:
- La sociedad quiere productos menos dañinos para el medio ambiente.
- El consumidor final, productos más sencillos, más resistentes, que exijan menos manutención y sean además de más bajo olor.
- El formulador de la pintura busca productos que atiendan esas necesidades pero que mantengan todas las propiedades ya conquistadas, además manteniendo su pintura a un costo competitivo.
¿Qué son los VOC y por qué es importante reducirlos?
Los productos con bajo contenido de compuestos orgánicos volátiles o COV (VOC, por sus siglas en inglés) se refiere a sustancias que contienen productos químicos que se convierten en gases o vapores como metano, etano, propano, n-butano, benceno, xileno, tolueno, etileno, entre otros.
Los Compuestos Orgánicos Volátiles (VOC) son sustancias químicas que se evaporan fácilmente a temperatura ambiente y pasan a la atmósfera durante la fabricación, almacenamiento y aplicación de diversos productos industriales.
En pinturas y recubrimientos, los VOC pueden provenir de solventes, coalescentes tradicionales y otras materias primas orgánicas presentes en la formulación.
Su reducción se ha convertido en una prioridad debido a que contribuyen a:
- La formación de ozono troposférico.
- La contaminación atmosférica.
- La generación de olores durante la aplicación.
- El deterioro de la calidad del aire interior.
- Posibles efectos adversos sobre la salud humana.
Por esta razón, entidades regulatorias alrededor del mundo han establecido límites cada vez más estrictos para las emisiones de VOC en pinturas arquitectónicas y recubrimientos decorativos.
El porcentaje de estas sustancias respecto a los sólidos de la formulación determina el COV de la pintura. De este modo, un producto con 100% de sólidos es cero COV, es decir, no contiene elementos volátiles y es más respetuoso con el medio ambiente y con la salud de las personas que los utilizan.
En general, las pinturas a base agua son cero COV, o tener un porcentaje muy bajo.
Hoy el mercado cuenta con varias alternativas de coalescentes a base de distintas moléculas, muchos de ellos cumplen con ser Cero VOC por la Directiva 2004/42/CE del Consejo de la Unión Europea, que ya es adoptada en diversos países de la América Latina.
¿Qué son los coalescentes verdes?
La industria de pinturas y recubrimientos avanza constantemente hacia soluciones más sostenibles que reduzcan el impacto ambiental sin comprometer el desempeño del producto final.
En este contexto, los coalescentes verdes se han convertido en materias primas fundamentales para el desarrollo de pinturas de bajo VOC y cero VOC, especialmente en aplicaciones arquitectónicas para interiores y exteriores.
Los coalescentes verdes son tecnologías desarrolladas para minimizar o eliminar el aporte de VOC a la formulación, manteniendo la eficiencia en la formación de película.
Estos productos representan una evolución frente a los coalescentes convencionales y permiten desarrollar pinturas más sostenibles sin sacrificar propiedades técnicas.
Además de contribuir al cumplimiento de regulaciones ambientales cada vez más exigentes, estos aditivos permiten obtener películas de pintura de alta calidad, con excelente apariencia, durabilidad y bajo olor.
Ventajas de los coalescentes verdes
- Reducción significativa de emisiones VOC.
- Compatibilidad con formulaciones de bajo y cero VOC.
- Menor olor durante la aplicación.
- Mejor calidad del aire interior.
- Cumplimiento de normativas ambientales internacionales.
- Contribución a certificaciones de construcción sostenible.
Los productos con bajo contenido de compuestos orgánicos volátiles o COV permiten responder a las exigencias ambientales y de desempeño que se aplican actualmente a las pinturas arquitectónicas y los recubrimientos.
Aplicaciones de los coalescentes para pinturas
Los coalescentes se usan en la formulación de pinturas base agua para asegurar que se forme correctamente una película, además de aumentar la resistencia a la suciedad y abrasión de la pintura y que aumente el brillo.
Los coalescentes son aplicables en distintas formulaciones de pinturas y para distintas condiciones de uso.
Los coalescentes se emplean especialmente en pinturas arquitectónicas base agua, formulaciones de látex y recubrimientos que necesitan una formación de película uniforme, resistente y duradera.
Su utilidad se relaciona con la necesidad de mantener el desempeño de la pintura en condiciones variables de temperatura y humedad, así como con los objetivos de reducir el olor y el contenido de VOC.
Cómo elegir un agente coalescente
Al elegir un coalescente para pinturas, como Pochtecanol DN16, te recomendamos analizar la composición química, sus propiedades fisicoquímicas como solubilidad, viscosidad y estabilidad para asegurarte de que cumplan con los requisitos para la aplicación final.
En general, los coalescentes de baja solubilidad son más eficientes para las pinturas base agua, mientras que una lenta velocidad de evaporación brinda mayor resistencia a la abrasión.
La selección debe considerar la compatibilidad con la emulsión, la TMFF del látex, el contenido de PVC, la temperatura y la humedad previstas durante la aplicación, además del tiempo de secado y las propiedades finales de la película.
También es importante equilibrar la eficacia de la formación de película con la retención de propiedades como la resistencia mecánica, la lavabilidad, la resistencia a la abrasión, la resistencia a las manchas, el brillo y la durabilidad.
Por otro lado, es importante evaluar la seguridad e impacto ambiental del coalescente.
Además de la emisión de COV, te recomendamos considerar aspectos como la toxicidad, biodegradabilidad y que cumpla con las regulaciones ambientales y certificaciones de calidad.
Finalmente, es indispensable asegurarse de que ni los coalescentes ni otros aditivos para pinturas contengan plomo para evitar intoxicaciones.
Aspectos de evaluación
| Aspecto | Importancia en la selección |
|---|---|
| Composición química | Permite valorar la compatibilidad y la adecuación del producto a la aplicación final. |
| Solubilidad | Una baja solubilidad puede minimizar la pérdida durante la evaporación del agua. |
| Viscosidad | Forma parte de las propiedades fisicoquímicas que deben analizarse. |
| Estabilidad hidrolítica | Ayuda a mantener la estabilidad del coalescente frente a pH elevado. |
| Tasa de evaporación | Debe corresponder a la aplicación y a las condiciones de humedad. |
| Impacto ambiental | Incluye la emisión de COV, la toxicidad, la biodegradabilidad y el cumplimiento normativo. |
| Ausencia de plomo | Es indispensable para evitar intoxicaciones. |
Ejemplo de coalescente para pinturas, adhesivos y recubrimientos
Pochtecanol DN12
Pochtecanol DN12 es un alcohol-éster que se usa como coalescente líquido, incoloro, con bajo olor, de baja solubilidad y evaporación lenta.
Se recomienda especialmente en la formulación de polímeros, copolímeros de acetato de vinilo, látex acrílico, látex de terpolímeros, estireno y polivinílico.
Es compatible con todo tipo de resinas sintéticas y su uso es seguro.
Este aditivo es muy versátil ya que puede utilizarse en la formulación de:
- Pinturas de látex
- Revestimientos
- Tintas para impresión
- Disolventes para cosméticos
- Plastificantes
- Pinturas vinílicas
- Impermeabilizantes
- Pegamentos y adhesivos
- Recubrimientos coal coating
- Esmaltes de horneo
Dentro de los beneficios del Pochtecanol DN12 encontramos un olor suave, la mejora en las propiedades del desempeño de la pintura, estabilidad ante variaciones de temperatura y humedad, lo que permite aplicar las pinturas en condiciones reales.
Por otro lado, este coalescente incrementa la resistencia a la abrasión, las manchas y la lavabilidad.
Además, su amplio rango de aplicaciones permite aprovechar sus propiedades en muchos productos.
Desarrollo de coalescentes y necesidades del mercado
Se vienen conociendo interesantes desarrollos y novedades en los coalescentes para pinturas. Uno de esos son los coalescentes.
Eastman tiene un extenso e intenso proceso para la creación de todos sus productos y ese proceso siempre empieza con un continuo análisis de las necesidades de la sociedad, del formulador y del cliente final, que siempre está buscando algo más.
El formulador de pintura arquitectónica base agua en América Latina,siempre ha buscado productos que puedan diferenciarlo en el mercado en que tienen participación, manteniendo un nivel de calidad y precio competitivo.
En los últimos años, la sociedad latinoamericana se ha organizado y viene estableciendo reglamentaciones como la limitación del VOC en pinturas y la prohibición de la utilización de plomo, para garantizar un futuro más sostenible para todos.
La sociedad quiere productos menos dañinos para el medio ambiente.
El consumidor final, productos más sencillos, más resistentes, que exijan menos manutención y sean además de más bajo olor.
El formulador de la pintura busca productos que atiendan esas necesidades pero que mantengan todas las propiedades ya conquistadas, además manteniendo su pintura a un costo competitivo.
Consumo de coalescentes en América Latina
El consumo de coalescentes en América Latina ha variado de región a región, por estar relacionado con la producción de pinturas arquitectónicas.
Mientras Brasil en Sudamérica ha presentado una disminución en la producción de pinturas en los últimos años, América Central y Caribe exhiben un buen crecimiento.
De una forma general, la expectativa compartida por los expertos en el segmento es de un crecimiento alrededor de 2.1% en los próximos años.
En Mathiesen ofrecemos variadas opciones de coalescentes, los que pueden ser aplicados en distintas formulaciones de pinturas y para distintas condiciones de uso.
En QPros estamos comprometidos con la innovación y el desarrollo de tecnologías sostenibles para la industria de recubrimientos.
Contamos con soluciones de coalescentes verdes diseñadas para:
- Pinturas arquitectónicas.
- Recubrimientos base agua.
- Formulaciones de bajo VOC.
- Sistemas de bajo olor.
- Desarrollos orientados a certificaciones ambientales.
Nuestros productos permiten mantener el desempeño técnico esperado mientras contribuyen a la reducción del impacto ambiental de las formulaciones.
Preguntas frecuentes
¿Qué es un coalescente para pinturas?
Es un aditivo que facilita la formación de una película continua al ayudar a fusionar las partículas poliméricas durante el secado.
¿Cuál es la función de un coalescente en una pintura?
Los coalescentes para pinturas son aditivos que facilitan la formación de una película continua cuando la pintura se seca.
¿Qué significa una pintura de bajo VOC?
Es una pintura formulada con bajas emisiones de compuestos orgánicos volátiles, contribuyendo a una mejor calidad del aire y menor impacto ambiental.
¿Qué son los coalescentes verdes?
Los coalescentes verdes son tecnologías desarrolladas para minimizar o eliminar el aporte de VOC a la formulación, manteniendo la eficiencia en la formación de película.
¿Qué ventajas ofrecen los coalescentes verdes?
Reducen emisiones VOC, disminuyen el olor durante la aplicación y permiten desarrollar pinturas más sostenibles.
¿Los coalescentes verdes afectan el desempeño de la pintura?
No.
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