Pinturas y recubrimientos

Soluciones de herramientas analíticas para fabricantes e investigadores que trabajan con pinturas y recubrimientos

Las pinturas y los recubrimientos son una de las principales industrias globales con un valor de ciento cincuenta mil millones de dólares en el 2019, según un informe reciente del IHS Markit. El 55 % de los recubrimientos producidos cada año se utiliza para proteger las estructuras residenciales y comerciales, incluido el mantenimiento de las estructuras existentes, mientras que el 35 % se utiliza para decorar y proteger productos industriales. El 10 % restante corresponde principalmente a recubrimientos de alto rendimiento utilizados para aplicaciones aeroespaciales, automotrices, marinas y militares, entre otras. Sin pintura ni recubrimientos, muchos productos y estructuras tendrían una vida útil mucho más corta, y el entorno construido y el paisaje industrial sería bastante deslucido.

La amplia gama de aplicaciones para el recubrimiento trae diversos productos y formulaciones de recubrimiento, tales como los revestimientos en polvo, los revestimientos a base de agua, los revestimientos a base de solventes, los recubrimientos curables por radiación y otros productos especializados. Las pinturas y los revestimientos son productos de fórmula compleja que combinan varios componentes funcionales para proporcionar las propiedades y el rendimiento deseados. Estos incluyen los aglutinantes poliméricos o formadores de película, los pigmentos, los extensores, los solventes, los surfactantes y los aditivos.

¿Por qué es importante la caracterización?

La caracterización es importante en toda la cadena de suministro de pinturas y recubrimientos, ya sea para el desarrollo, la fabricación o la cualificación de materias primas para el uso en una fórmula de recubrimiento, o para formular componentes en conjunto a fin de crear un producto sólido con las características de rendimiento y los atributos de calidad correctos. Entre los ejemplos se incluyen la elaboración de aglutinantes poliméricos novedosos para mejorar la protección de la superficie, optimizar la distribución del tamaño de las partículas para la aplicación que se desee y garantizar que las dispersiones del recubrimiento sean estables en las condiciones adecuadas.

¿Qué soluciones ofrece Malvern Panalytical?

Tamaño de partícula

El análisis del tamaño de las partículas es fundamental para el rendimiento de cualquier producto que contenga material particulado, ya sea en dispersión, suspensión, polvo o pulverización. La herramienta principal para calcular el tamaño de las partículas es la difracción láser, y el Mastersizer 3000 se considera el estándar de la industria para una amplia gama de aplicaciones, que incluyen las capacidades de dispersión seca y húmeda, así como un rango amplio y dinámico. Se puede utilizar con el fin de monitorear los procesos de molienda para la creación de polvos de metales, revisar la distribución del tamaño de las partículas en un producto final o como herramienta de formulación para desarrollar e investigar productos nuevos. Malvern Panalytical también ofrece, específicamente para el análisis de las pulverizaciones, un producto para la difracción láser llamado Spraytec, además de un analizador en línea llamado Insitec, que se puede integrar en un proceso para el dimensionamiento de las partículas en tiempo real y con control automatizado. Para el análisis preciso de las dispersiones (<1 µm) de nanopartículas, la gama Zetasizer Advance puede ser más apropiada. Esta utiliza la dispersión de luz dinámica para medir las partículas dispersas por debajo de 1 nm de diámetro, y también se puede usar para ver la acumulación de surfactantes y las partículas de látex más pequeñas.

Estabilidad de la dispersión

Además de medir la distribución del tamaño de la partícula en la dispersión, la gama Zetasizer Advance puede medir el potencial zeta de una dispersión, que puede influir en la estabilidad del producto. Asimismo, el potencial zeta se puede utilizar para examinar las interacciones dentro de una fórmula, y también se puede medir sobre una superficie.

Forma de partícula

Además del dimensionamiento de las partículas, Malvern Panalytical ofrece soluciones para el análisis de la forma de las partículas. El sistema de obtención de imágenes automatizado Morphologi 4 determina el tamaño y la forma de las partículas irregulares por medio del análisis de decenas de miles de partículas en la muestra, y las clasifica según corresponda. Morphologi 4-ID también combina la obtención de imágenes automatizada y la espectroscopia Raman para brindar información química de una partícula específica.

Análisis elemental

La herramienta principal de Malvern Panalytical para el análisis elemental es la fluorescencia de rayos X (XRF), que se utiliza en el análisis y la fabricación de pigmentos y aditivos para pinturas y recubrimientos. También se puede utilizar para determinar la concentración de un elemento o compuesto determinado en un recubrimiento, como el dióxido de titanio o el plomo. Las soluciones de XRF incluyen los productos Zetium y Epsilon 4

Análisis de polímeros

Muchos recubrimientos tienen un componente polimérico que funciona como un formador de película o un aglutinante en una fórmula. La estructura macromolecular del polímero afecta directamente las propiedades de la película, el rendimiento y el comportamiento reológico. La cromatografía por permeación de gel (GPC) es una herramienta común para determinar el peso molecular de las macromoléculas y, cuando se combina con la detección avanzada, puede proporcionar información adicional relacionada con el tamaño y la estructura molecular, como la ramificación. El sistema OMNISEC GPC combina la GPC y la detección avanzada, por lo que se puede utilizar para analizar materiales de bajo peso molecular, tales como los oligómeros, las resinas fotocurables y las resinas epóxicas, así como los sistemas de polímeros de alto peso molecular.

Microestructura principal y superficial

Muchos pigmentos utilizados para recubrimientos son materiales cristalinos o semicristalinos de varias fases y, a la hora de fabricar tales materiales, puede ser importante que estos polvos tengan la estructura y la fase correctas. Por ejemplo, TiO2 puede tener propiedades diferentes según las cantidades relativas de rutilo y anatasa, además de los tamaños de sus cristalitos. Los sistemas de difracción de rayos X (XRD), como Aeris y Empyrean, se pueden utilizar para determinar las características microestructurales clave, tales como la composición de la fase y el tamaño de los cristalitos de los metales y los materiales inorgánicos que se utilizan con frecuencia en pinturas. El difractómetro multiuso Empyrean también se puede utilizar para estudiar la estructura y las tensiones residuales de las películas delgadas, lo que lo hace ideal para observar las propiedades del recubrimiento mismo.

Nuestras soluciones

Mastersizer 3000

Distribución completa del tamaño de las partículas para sus pigmentos y recubrimientos en polvo
Mastersizer 3000

Rango de equipos Zetasizer

Análisis del tamaño de las partículas y la estabilidad de sus dispersiones coloidales
Rango de equipos Zetasizer

Morphologi 4

Análisis del tamaño y la forma de las partículas de los pigmentos y los recubrimientos en polvo
Morphologi 4

OMNISEC

Determinación del peso molecular, el tamaño y la estructura de sus materiales de polímero
OMNISEC

Aeris

Difracción de rayos X de sobremesa para un análisis de fase simplificado de los materiales de recubrimiento
Aeris

Epsilon 4

Espectrómetros de XRF de sobremesa para el análisis elemental simple de los pigmentos y los recubrimientos
Epsilon 4

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