Agentes Nivelantes

Agentes Nivelantes en Pintura en Polvo

Toda clase de pintura, líquida o en polvo, incluye en su formulación aditivos que permiten mejorar la nivelación final alcanzada.

Estos aditivos - denominados con buen criterio agentes nivelantes - ejercen su acción durante el curado de la pintura facilitando obtener una superficie lisa.
Eliminan o minimizan los problemas de "piel de naranja", los cráteres y los pin-holes.  Además ayudan a mejorar el D.O.I.y a minimizar el velado.

En el inicio del desarrollo de la pintura en polvo se utilizaron los mismos nivelantes - y con los mismos fundamentos - que se venían utilizando en la formulación de pinturas líquidas. 
Sin embargo obtener una superficie adecuada con pintura en polvo es mucho más difícil y más complejo ya que partimos de granos sólidos y no de una película líquida.

¿Qué Hace un Nivelante?

En el momento de aplicar la pintura, las partículas de polvo se adhieren levemente al substrato, debido a la carga eléctrica aportada por la pistola de aplicación y retienen grandes cantidades de aire. 
Durante la etapa de curado, las partículas se funden y el aire atrapado tiene que ser liberado mientras la resina 'moja' adecuadamente la superficie.
La reacción de curado comienza con un importante incremento en la viscosidad.  Los agentes nivelantes de la fórmula aceleran la emisión del aire y reducen la viscosidad de fusión mejorando el mojado del substrato.

Etapas en la Formación del Film

El proceso de formación de la película de pintura en polvo puede ser descrito en tres etapas consecutivas:

  • → Coalescencia de las partículas.
  • → Formación de la película.
  • → Curado.

En la primera etapa las partículas comienzan a fundir y unirse para formar un film continuo. 
En la medida que la temperatura se incrementa, la viscosidad decrece hasta que ésta alcanza su valor más bajo. 
El tiempo de coalescencia depende en gran medida del tamaño y forma de la partícula.

En la segunda etapa la viscosidad alcanza su mínimo, este valor depende de factores tales como la naturaleza de las resinas, su temperatura de transición vítrea y la formulación de la pintura en general.

La última etapa es la de curado, en ella se producen las reacciones químicas donde los grupos funcionales de las resinas reaccionan con los endurecedores aumentando la viscosidad del recubrimiento.

Aunque las tres etapas son importantes en cuanto al efecto sobre el desempeño químico y mecánico del recubrimiento así como también al nivelado del mismo, la etapa de formación del film es la que mayor influencia tiene sobre el aspecto final de la pintura.

Curva Nivelación
Evolución de la viscosidad durante el curado.

En la gráfica precedente se puede observar la evolución de la viscosidad de una pintura en polvo en función del aumento de temperatura durante el horneado de la misma.  La línea superior, en color rojo, corresponde a una pintura sin agente nivelante y la línea inferior, en color azul claro, es una pintura a la que se le ha agregado 1% en resina de nivelante.

¿Cuáles son las Diferencias por Usar Nivelante?

La curva azul refleja las principales ventajas de utilizar un nivelante: una menor viscosidad y un mayor período de tiempo en esas condiciones. 
Ello permite una buena desaireación y mejor nivelación.

Para que un nivelante sea capaz de cumplir su función adecuadamente debe lograr lo siguiente:

  1. Debe tener menor tensión superficial que la pintura en polvo.
  2. No deben disminuir excesivamente la tensión superficial en la masa de la pintura.
  3. Debe reducir apreciablemente la viscosidad durante la formación del film (segunda etapa)

La influencia del agente nivelante en la temperatura de transición vítrea de la resina, debiera ser mínima para alcanzar una buena estabilidad de almacenamiento de la pintura en polvo. 
Otro requerimiento para un buen agente nivelante es una excelente compatibilidad con distintos tipos de resinas para evitar cualquier turbidez en el recubrimiento.

Las concentraciones normalmente utilizadas varían entre aproximadamente 0,5% a 1% sobre el total de la formulación.

Técnicamente los poliacrilatos son el tipo más eficiente de agentes nivelantes y suelen combinarse con solventes, aceites o surfactantes.  Estas mezclas son generalmente líquidas.

Para su uso en pinturas en polvo es posible utilizar dos formas de aplicación.
La primera es pulverizar el aditivo líquido en un portador sólido inorgánico tal como la sílice.  El polvo resultante puede ser mezclado directamente con otros componentes en polvo.

El segundo método es el mezclado con un componente resinoso obteniéndose una resina con nivelante incorporado que se llama masterbatch.
Las mezclas más comunes son de una relación resina/aditivo que varía de 9:1 a 8:2.

En etapa de desarrollo con resultados experimentales alentadores se encuentran nivelantes sólidos 100% activos.

Ver también Nivelación y Adherencia

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