¿Por qué aplicar aditivos de silicona a la pintura al agua?

Waterborne paints are a new type of environmentally friendly coating using water as the main solvent, also known as water paint, used by spray gun, after the water evaporates can form coating,  which is widely used in construction, automotive, industrial coatings, and other fields. Compared with traditional solvent-based paint and first coat, water-based coatings can be directly coated and constructed on wet surfaces and in humid environments; water-based coatings are well adapted to the surface of the material and have strong coating adhesion and less volatile organic compounds, they also can reduce VOC emissions. So why apply silicone additives to waterborne paints?

Polisiloxano-políeter Hidrofóbico CLos opolímeros se caracterizan por un alto grado de incompatibilidad con el medio espumante (agua/solución tensioactiva). Al mismo tiempo, son compatibles con el medio de recubrimiento. Esto garantiza su alta eficacia como antiespumante con tendencia a no producir contracciones. Muchas deficiencias de la película de pintura, como la contracción, la mala humectación del sustrato y el efecto piel de naranja, son causadas por diferencias en la tensión superficial.

Los aditivos de silicona pueden reducir la tensión superficial de las pinturas al agua y mantenerla constante en niveles más bajos sin producir diferencias en la tensión superficial, resolviendo así muchos de los problemas causados por la tensión superficial. Además de reducir la tensión superficial, dichos aditivos también pueden aumentar la mojabilidad superficial de las pinturas al agua, mejorando así la resistencia al rayado.

Here’Aquí se presenta cierta información al respecto:

• ¿Cómo clasificar los aditivos de silicona?
• ¿Cómo funcionan los aditivos de silicona?
• ¿Cuáles son las ventajas de los aditivos de silicona?
• ¿Cuáles son las precauciones de los aditivos de silicona?
• ¿Cómo se fabrican los aditivos de silicona?

1. ¿Cómo clasificar los aditivos de silicona?

En comparación con el sistema a base de aceite, la pintura al agua, debido al uso de agua como medio de dispersión, presenta una alta tensión superficial que puede causar contracción del recubrimiento, formación de burbujas en el sistema, dificultad para dispersar pigmentos, adherencia deficiente al sustrato y otros inconvenientes. Por ello, se aplican diversos aditivos al sistema acuoso. Los aditivos de silicona, gracias a su estructura molecular, presentan baja tensión superficial y alta actividad superficial, por lo que se utilizan ampliamente en pinturas al agua y también en pinturas a base de solventes. Por su estructura química, pueden clasificarse en dos categorías principales: siloxanos y aceites de silicona, como se describe a continuación.

(1) Los siloxanos son generalmente compuestos de bajo peso molecular y se utilizan como promotores de adherencia, agentes de reticulación, dispersantes, humectantes, etc., en pinturas al agua o a base de solventes.

(2) Silicone oil by controlling the size of the molecular weight, for the control of the branched chain structure, the group can be synthesized with different properties of the additives to adapt to the needs of different systems, have good performance in waterborne paint or solvent-based paints.

2. ¿Cómo funcionan los aditivos de silicona?

La mayoría de los aditivos utilizados en sistemas de pintura al agua son surfactantes superficiales, por lo que generalmente se emplean para resolver problemas entre el recubrimiento y el sustrato, reduciendo la tensión superficial (interfaz recubrimiento-aire) y la tensión interfacial (interfaz pigmento-lleno-sistema, interfaz recubrimiento-sustrato, etc.), mejorando así el rendimiento del recubrimiento. A continuación se presenta principalmente el principio de acción de varios tipos de aditivos.

2.1 Como promotor de adhesión

Para sustratos como cerámica, vidrio, plásticos, metales, entre otros, la capacidad de enlace químico puede promover de manera efectiva la adherencia entre el recubrimiento y el sustrato. Los organosilanos, a través de la hidrólisis, forman silanol que puede interactuar con los grupos hidroxilo en la superficie del sustrato, creando una capa de adsorción sólida. Además, los grupos reactivos R pueden realizar reacciones de reticulación con los grupos funcionales de la resina, actuando como puente entre la resina y el sustrato.

2.2 Como agente humectante de sustratos de silicona

En el proceso de aplicación de pinturas al agua, sustratos como metales, madera, plásticos y otros tienden a presentar dificultades para humedecerse, lo que provoca el fenómeno de contracción. Los humectantes de silicona son efectivos para mejorar la humectabilidad de estos sustratos.

La humectación rápida del sustrato es un proceso dinámico: el humectante, al moverse rápidamente hacia la superficie del sistema, reduce la tensión superficial, logrando así un efecto de humectación rápida.

El proceso de migración de los surfactantes puede caracterizarse por la tensión superficial dinámica. Cuanto menor sea la tensión superficial dinámica, más rápido migrará el surfactante desde el agua hacia la interfaz. Este proceso de migración está influenciado principalmente por la estructura de la cadena molecular, el tamaño del peso molecular, la viscosidad del sistema y la fuerza iónica.

Los sistemas acuosos suelen utilizar más humectantes de silicona. PAceite de silicona modificado con poliéter, de baja masa molecular relativa, donde n = 0-3, x = 1-10. Al mismo tiempo, la extensión externa de numerosas cadenas CH3 reduce considerablemente la tensión superficial. Estudios muestran que cuando el grupo hidrófilo se encuentra en una posición central del segmento de la cadena, se obtiene el mejor efecto.

Debido a las propiedades especiales del silicio, su aplicación en recubrimientos al agua ofrece múltiples beneficios: puede reducir efectivamente la tensión superficial de la película de pintura y mejorar la suavidad superficial. Además, la estructura estable de la silicona puede mejorar la resistencia a la intemperie de la película y reducir la aparición de amarillamiento.

3. ¿Cuáles son las ventajas de los aditivos de silicona?

3.1 Resistencia a la intemperie y a la abrasión

La aplicación de aditivos de silicona en pinturas al agua mejora significativamente su resistencia a la intemperie. Esto significa que la pintura al agua es más resistente a la oxidación, los rayos UV y la humedad, lo que prolonga la vida útil del recubrimiento. Además, los aditivos de silicona también pueden mejorar la resistencia al desgaste del recubrimiento, haciéndolo menos susceptible a daños durante su uso.

3.2 El brillo y la transparencia 

Los aditivos de silicona pueden aumentar el brillo y la transparencia de las pinturas al agua, otorgándoles una apariencia más atractiva. Esto es especialmente importante para aplicaciones que requieren alto brillo o transparencia, como la impresión y el empaquetado.

3.3 Reducir la tensión superficial de los recubrimientos

Los aditivos de silicona reducen la tensión superficial de los recubrimientos acuosos, facilitando su fluidez y nivelación. Esto ayuda a mejorar la suavidad superficial del recubrimiento y reduce el riesgo de formación de burbujas o falta de uniformidad durante la aplicación.

3.4 Mejorar la adhesión y la resistencia a las manchas

Los aditivos de silicona pueden mejorar la resistencia a la adherencia de las pinturas al agua, reduciendo la pegajosidad y facilitando la limpieza y el mantenimiento de las superficies recubiertas. Además, también pueden mejorar la resistencia a las manchas, haciendo que el recubrimiento sea menos susceptible a la adhesión de suciedad y contaminantes.

XJY-8010/8250 Resina de silicona de metil-fenilo en escamas/Resina de silicona en escamasn are silicone resins with hydroxyl functional groups, which can be used in solvent-borne high-temperature coating additives and other solvent-based paints to enhance the waterborne paint’ resistance to high temperatures, weathering, waterproofing, and hardness, is also environmentally friendly paint.

XJY-83350 Resina de Silicona en Escamas Modificada con Poliéster es un intermedio de resina de silicona de metil-fenilo modificado con poliéster, que puede utilizarse en diversas pinturas al agua para mejorar su rendimiento.

4. ¿Cuáles son las precauciones de los aditivos de silicona?

4.1 Prueba de compatibilidad

Antes de introducir aditivos de silicona en la formulación de pinturas al agua, es importante realizar una prueba de compatibilidad. Diferentes tipos de aditivos de silicona podrían ser incompatibles con otros componentes del recubrimiento, por lo que debe asegurarse de su compatibilidad con los demás componentes de la formulación.

4.2 Control de uso

Asegúrese de utilizar la cantidad correcta de aditivos de silicona. Cantidades excesivas de aditivos de silicona pueden provocar que la pintura al agua presente un brillo desigual o se sienta pegajosa, mientras que cantidades insuficientes pueden no aprovechar sus ventajas.

4.4 Condiciones de construcción

Condiciones como la temperatura, la humedad y la presión atmosférica durante la aplicación de la pintura al agua pueden afectar el rendimiento de los aditivos de silicona. Siempre asegúrese de que las condiciones de aplicación sean apropiadas para obtener los mejores resultados.

4.5 Medidas de seguridad

Al manipular aditivos de silicona, se deben tomar medidas de seguridad adecuadas para proteger al operador, incluyendo el uso del equipo de protección personal apropiado, asegurar una buena ventilación y seguir las recomendaciones de la hoja de datos de seguridad.

Para asegurar resultados óptimos, la cantidad de aditivos de silicona utilizados debe controlarse de manera razonable, y se debe prestar atención a la compatibilidad del recubrimiento, las condiciones de aplicación y las medidas de seguridad. Mediante una aplicación adecuada y una manipulación cuidadosa, los aditivos de silicona pueden proporcionar a la pintura al agua un rendimiento y apariencia excelentes para una variedad de aplicaciones (como la pintura automotriz al agua).

5. ¿Cómo preparar aditivos de silicona?

Cualquier recubrimiento que utilice agua como disolvente o como medio de dispersión puede denominarse recubrimiento al agua. Las pinturas al agua son un tipo de recubrimiento relativamente nuevo en el mercado actual de pinturas. El uso de aditivos de silicona en recubrimientos al agua proporciona diversas ventajas al revestimiento, incluyendo una mayor resistencia a la intemperie, brillo y claridad, reducción de la tensión superficial y mejora de la adhesión y resistencia a las manchas. ¿Cómo hacer que sus productos sean más competitivos?

Siliconas XJY es uno de los principales resina de silicona MQ y Silicona VMQ fabricantes en China, con más de 30 años de experiencia en I+D y fabricación en la industria de la silicona, así como más de 15 patentes relacionadas y soporte técnico. Nuestra materias primas de silicona puede satisfacer las necesidades de pinturas al agua de silicona y apoyar la oferta de soluciones personalizadas diversificadas.