CÁLCULO DE ADITIVO DISPERSANTE EN SISTEMAS ACUOSOS

Por Marcela Correa

Lograr la reología idónea de aplicación, combinado con una buena estabilidad  en sistemas acuosos como pinturas e impermeabilizantes, es un desafío que debe de ser enfrentado por los fabricantes. Aunque existan recomendaciones en la ficha técnica del proveedor, también hay maneras de ajustar o calcular el porcentaje de aditivos implicados en el sistema (como en el caso de los dispersantes), la cantidad que se debe usar depende del tipo y cantidad de cargas y pigmentos reales dentro de la formulación.

La fase de dispersión y estabilización de pigmentos y cargas constituyen la parte de mayor complejidad en el proceso de fabricación. Estas materias primas en suministro, están formadas por agregados cuyo tamaño de partícula es superior al de las partículas discretas de los mismos. Las causas de estas aglomeraciones son la humedad y la compactación a la que están sometidos los productos, esta última debido al fuerte efecto ejercido por las fuerzas de Van der Waals entre las partículas constituyentes.

En el proceso de dispersión se lleva a cabo la separación de las partículas discretas que conforman los agregados y conglomerados, llenando los huecos  con una mezcla de disolvente y ligante, con ayuda de una agitación a alta velocidad. El dispersante tiene la función de estabilizar la dispersión obtenida por el efecto de cizalla a alta velocidad. 

Los dispersantes tienen en ocasiones características humectantes y dispersantes en un solo producto, estos aditivos son moléculas polares, preferentemente con dos o más grupos polares. Gracias a la afinidad de estos grupos con los pigmentos y cargas, se establecen entre ambos interacciones de tipo puente de hidrógeno, Van der Waals o dipolo a dipolo. La parte apolar queda libre y las partículas se mantienen separadas a causa del impedimento estérico que provocan las propias cadenas apolares de las moléculas del dispersante.

Este tipo de aditivo es esencial en sistemas acuosos para lograr una buena estabilidad, el cálculo de la cantidad de dispersante necesario, se determina mediante un ensayo consistente de añadir en forma paulatina el dispersante hasta que se observa una pérdida brusca de viscosidad. El ensayo se lleva a cabo en un agitador de laboratorio, se pone agua en el recipiente donde se efectuará la dispersión, sin ningún otro aditivo, con una cantidad de dispersante determinada, por ejemplo 0.1% calculado en peso sobre pigmento. Se añade el pigmento y cargas en agitación y se procede ir añadiendo de 0.1% en 0.1% el dispersante hasta que la viscosidad cae de forma brusca (hasta el mínimo nivel), en este punto la cantidad de dispersante añadido es la demanda necesaria del mismo para obtener una buena dispersión.

El ensayo puede comprobarse añadiendo al agua la cantidad obtenida en el ensayo de demanda y añadiendo las cargas y pigmentos, observando la viscosidad final.