Por qué los revestimientos mate y con relleno se forman más cráteres y cómo lo soluciona el DH-4036

Agente nivelador para sistemas de revestimiento mate y relleno

Los revestimientos mate, las lacas para muebles con acabado mate y los revestimientos industriales con relleno son mucho más propensos a formar cráteres que sus homólogos de alto brillo, y esto no es una coincidencia. Los agentes mateantes y rellenos que crean el efecto deseado de bajo brillo, textura o alto espesor también introducen variación local de la tensión superficial, gradientes de concentración de partículas y viscosidad adicional que actúan en contra de la capacidad de la película para humedecer el sustrato de manera uniforme y fluir hacia una superficie libre de defectos. Los mismos componentes que dan al producto su función también son los que tienen más probabilidades de provocar cráteres.

Por qué los revestimientos mate son más susceptibles a la formación de cráteres

Los cráteres se forman cuando un área localizada de la película húmeda tiene una tensión superficial significativamente menor que la película circundante. El recubrimiento se aleja de la zona de baja tensión, dejando una depresión: el cráter. En un sistema de resina de alto brillo, la tensión superficial es relativamente uniforme en toda la película húmeda. En un recubrimiento mate que contiene polvo de sílice, talco u otros rellenos, la tensión superficial local varía dondequiera que las partículas de relleno se concentren cerca de la superficie, creando condiciones para la formación de cráteres que simplemente no existen de la misma manera en los sistemas sin relleno.

Variación de la energía de la superficie del polvo mate.

Los agentes mateantes de sílice tienen un perfil de energía superficial diferente al de la matriz de resina circundante. Cuando se concentran en la superficie de la película, crean diferencias locales de tensión superficial que impulsan el flujo del recubrimiento, lejos de las zonas ricas en sílice, hacia las zonas de resina pura.

Asentamiento del relleno durante la ventana de nivelación

A medida que la película húmeda comienza a nivelarse, las partículas de relleno más pesadas pueden sedimentarse ligeramente, creando un gradiente de concentración entre la superficie y las capas inferiores de la película. Este gradiente produce un gradiente de tensión superficial correspondiente que impulsa el flujo y la formación de cráteres de Marangoni.

El aumento de la viscosidad retarda la autocuracion

Los sistemas rellenos tienen una viscosidad más alta que los equivalentes sin relleno con el mismo contenido de resina. Una mayor viscosidad significa que la película se autonivela más lentamente después de una perturbación local, por lo que una pequeña variación de la tensión superficial que podría desaparecer en un sistema de alto brillo se convierte en un cráter permanente en un sistema lleno.

Sensibilidad a la contaminación del sustrato.

Los recubrimientos rellenos son más sensibles a la contaminación menor del sustrato porque su mayor viscosidad proporciona menos fuerza impulsora para extenderse y cubrir las zonas contaminadas, lo que hace que sea más probable que se manifiesten riesgos de formación de cráteres preexistentes.

DH-4036: Agente nivelador PDMS modificado con poliéter

DH-4036 es un agente nivelador de polidimetilsiloxano (PDMS) modificado con poliéster que reduce la tensión superficial del recubrimiento y mejora la uniformidad de la distribución de la tensión superficial en la película húmeda. En los sistemas mate y rellenos, esta acción dual (reducir la tensión superficial general y nivelar las variaciones locales causadas por agentes mateantes y rellenos) aborda directamente el mecanismo que genera cráteres en estas formulaciones.

Reducción de cráteres	Reduce las diferencias de tensión superficial local que impulsan la formación de cráteres en sistemas de recubrimientos rellenos y mate.
Flujo y nivelación	Mejora el flujo general de la película durante la ventana de nivelación, lo que brinda una superficie más plana y uniforme.
Distribución de relleno	En sistemas llenos, ayuda a mejorar la uniformidad de la distribución del relleno durante la fase de nivelación, reduciendo los defectos superficiales provocados por el gradiente de concentración.
Deslizamiento de superficie y antibloqueo	El endurecimiento mejorado de la superficie reduce las marcas de abrasión y mejora el rendimiento antibloqueo, algo relevante para muebles, pisos y revestimientos de productos empaquetados.
Resistencia a rayos y marcas	Contribuye a mejorar la durabilidad de la superficie contra rayos ligeros y daños en el servicio.
Compatibilidad del sistema	Evaluado en sistemas de recubrimiento a base de agua, a base de solventes y curables por UV para una amplia aplicabilidad
Sectores de aplicación	Adecuado para revestimientos de madera, revestimientos industriales y revestimientos para automóviles, incluidas las variantes mate, plana y rellena.

Sistemas mate versus sistemas brillantes: por qué el mismo agente nivelador funciona de manera diferente

Es posible que un agente nivelador que brinde excelentes resultados en una capa superior de alto brillo no proporcione un control adecuado de la formación de cráteres en una versión mate o rellena de la misma fórmula base. Esto se debe a que el agente mateante de sílice crea un entorno de tensión superficial esencialmente diferente. En los sistemas mate, el agente nivelador no sólo debe reducir la tensión superficial general sino moderar específicamente la diferencia entre las zonas ricas en sílice y ricas en resina. El PDMS modificado con poliéter es particularmente adecuado para esto porque sus segmentos de poliéter proporcionan compatibilidad tanto con la superficie de sílice polar como con la matriz de resina orgánica.

¿Puede el DH-4036 afectar el grado de mateado logrado por el agente mateante de sílice?

En la mayoría de los sistemas, DH-4036 no cambia significativamente el nivel de brillo logrado por el agente mateante en dosis normales. En dosis más altas, puede afectar el deslizamiento y la textura de la superficie, lo que puede tener un efecto indirecto menor en la medición del brillo. Se recomienda evaluar el brillo en el rango de dosis objetivo durante el desarrollo de la formulación.

¿El uso de un agente nivelador basado en PDMS en un sistema compañero afecta la capacidad de recuperación?

Los aditivos basados en PDMS pueden migrar a la superficie y potencialmente afectar la adhesión de capas posteriores; el mismo mecanismo que ayuda con el deslizamiento de la superficie puede crear problemas de adhesión de nuevas capas en sistemas multicapa. La modificación del poliéster DH-4036 mejora la compatibilidad y normalmente reduce, pero no elimina, este riesgo. Se debe evaluar la adherencia de la nueva capa si la formulación se utiliza como capa base en un sistema multicapa.

¿Es efectivo tanto en recubrimientos mate a base de agua como en base solvente?

Sí, DH-4036 ha sido evaluado en sistemas de recubrimiento mate y con carga tanto a base de agua como a base de solvente. La modificación del poliéster mejora la compatibilidad en entornos a base de agua en comparación con los tipos de PDMS puros.

¿Puede ayudar con la piel de naranja además de la formación de cráteres en los sistemas mate?

Sí, mejorar el flujo general y la nivelación aborda tanto la formación de cráteres (defectos localizados de tensión superficial) como la piel de naranja (el flujo general de la película es insuficiente para aplanarse antes de fraguar). En sistemas mate donde ambos defectos ocurren juntos, el DH-4036 puede abordar ambos mediante el mismo mecanismo.

Clave de conclusión

Los recubrimientos mate se forman cráteres más fácilmente que los sistemas brillantes porque los agentes mateantes y los rellenos que crean el efecto deseado también introducen una variación local de la tensión superficial que genera cráteres, y una mayor viscosidad reduce la capacidad de la película para autocurarse.

El PDMS modificado con poliéter DH-4036 reduce la tensión superficial general e iguala las variaciones locales causadas por agentes mateantes y rellenos.
Mejora el flujo, la nivelación, la distribución del relleno, el deslizamiento de la superficie y la resistencia a rayos y marcas.
Evaluado en sistemas de revestimiento de madera, industriales y automotrices a base de agua, a base de solventes y curables con luz ultravioleta.
La adhesión de la nueva capa debe evaluarse en sistemas multicapa donde la formulación se utiliza como capa base.

¿Está lidiando con cráteres, flujo deficiente o rugosidad de la superficie en sistemas de recubrimiento mate, de acabado plano o con relleno? Solicite datos técnicos y una muestra del agente nivelador DH-4036.