Causas de la formación de espuma
Las pinturas al agua no son líquidos puros; son dispersiones coloidales de partículas (pigmentos, resinas) en un soporte (agua). Uno de los factores clave en la estabilidad de las burbujas de aire en las pinturas son los tensioactivos, ya que son ellos los que mantienen unidos los distintos ingredientes y evitan que se separen o sedimenten.
Los tensioactivos son un componente que evita la separación de fases en las emulsiones. Mejoran la dispersión y evitan la sedimentación al humedecer la superficie del pigmento, y mejoran la compatibilidad general de los distintos ingredientes de una formulación acuosa de pintura. El inconveniente de estos tensioactivos es que también estabilizan muy eficazmente el aire de la mezcla de pintura, dificultando que el aire se junte, suba a la superficie y escape. Esto se debe a las propiedades específicas de los tensioactivos. Los tensioactivos son sustancias a la vez hidrófobas e hidrófilas. La parte hidrófoba del tensioactivo rodea las burbujas de aire, estabilizándolas en la pintura e impidiendo que se aglutinen y suban a la superficie para escapar.
Composición del antiespumante
Las formulaciones tienen tres componentes principales
1. El soporte;
2. El emulsionante y el agente humectante;
3. un tercer componente o ingrediente activo.
El portador puede actuar como su propio antiespumante. En las formulaciones antiespumantes, su función principal es transportar los componentes hidrófobos a la interfaz laminar, donde pueden realizar su trabajo. Ejemplos de portadores son los aceites minerales y de silicona.
Los emulsionantes o agentes humectantes se utilizan para dispersar el antiespumante en el líquido que necesita ser antiespumado. Controlan la dificultad de dispersar el antiespumante y también influyen en la eficacia, persistencia y compatibilidad del antiespumante.
Se añade un tercer componente para mejorar el rendimiento, la estabilidad o la compatibilidad del antiespumante.
Las partículas hidrófugas, los ácidos grasos, los agentes de acoplamiento y los componentes patentados, como las moléculas antiespumantes, pertenecen a esta categoría.
Cómo actúan los antiespumantes
Gracias a los antiespumantes se pueden eliminar las burbujas de aire de un sistema, superando el efecto estabilizador de los tensioactivos. Para ello, el antiespumante se formula para que sea incompatible con la capa de tensioactivo en la interfaz entre la pared de la burbuja y la superficie del líquido o las paredes de burbujas adyacentes.
El antiespumante debe ser un líquido con baja tensión superficial, insolubilidad controlada o incompatibilidad, un coeficiente de entrada positivo para entrar en la capa de la película y un coeficiente de extensión positivo para extenderse por toda la capa de la película. El antiespumante también debe dispersarse en forma de gotas hidrófobas en la formulación. Una vez que las gotitas de antiespumante han entrado y se han distribuido por toda la zona de la película, desestabilizan el tensioactivo, haciendo que el agua fluya fuera de la película, lo que provoca el adelgazamiento de la pared de la burbuja y el colapso final de ésta.
Por tanto, además de la tensión superficial del antiespumante, una importante característica de rendimiento de un antiespumante eficaz es su capacidad para dispersarse en el líquido que se va a antiespumar y formar un tamaño de gota eficaz.
La demanda de antiespumantes para revestimientos con bajo contenido en COV
Con la introducción de normativas relativas a las emisiones de COV y la demanda por parte de los consumidores de productos más respetuosos con el medio ambiente, las pinturas han cambiado drásticamente en la última década, y hoy en día las formulaciones de pinturas arquitectónicas tienen un contenido de COV cercano a cero. Las emulsiones utilizadas son polímeros más blandos que forman una película sin necesidad de auxiliares filmógenos y adquieren su dureza mediante la reticulación posterior a la aplicación. Ya no se necesitan disolventes para prolongar el tiempo abierto y mantener los bordes húmedos durante la aplicación. Se espera que todos los componentes de la pintura tengan un COV cero o casi cero, siendo el agua el único componente líquido volátil de la formulación. El uso de tensioactivos adquiere mayor importancia en la estabilización de estas formulaciones, y el uso de tensioactivos respetuosos con el medio ambiente ha cambiado la situación en lo que respecta a la generación de espuma y la estabilidad. En los recubrimientos arquitectónicos, ahora se esperan acabados monocapa, y una forma de conseguirlo es formular recubrimientos con viscosidades más altas que en el pasado, tanto en el rango de baja cizalladura como en el de alta cizalladura. Todos estos factores influyen en los requisitos de antiespumado de los recubrimientos modernos.
Los disolventes ya no pueden estar presentes para actuar como antiespumantes temporales en la formulación, especialmente durante la producción. Una mayor viscosidad significa que las burbujas suben más lentamente y con mayor dificultad desde el líquido. Aumentar la cantidad de tensioactivo utilizado significa que la espuma es más estable durante todo el revestimiento. Los antiespumantes deben formularse para contrarrestar todos estos efectos. La cantidad de antiespumante en el revestimiento puede reducirse, respondiendo así a la necesidad urgente de reducir el contenido de COV de los revestimientos. El problema más difícil de antiespumar los revestimientos con bajo contenido en COV, especialmente los que tienen fórmulas con casi cero COV, se resuelve utilizando antiespumantes moleculares.
