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6 precauciones para diseñar formulaciones de colorantes termoplásticos, PVC y poliuretano

08 / 17 / 2021 by Jinil Kim

Hay muchas maneras de añadir color y funcionalidad a su material plástico. Los métodos de impresión, revestimiento y enchapado se utilizan para implementar el color y la funcionalidad en la superficie de los plásticos. Los métodos comunes para añadir color y funcionalidad tanto al interior como al exterior de los plásticos incluyen la dispersión directa y el uso de colorantes. Entre los colorantes, solo la pasta de color tiene una forma líquida diferente de la mezcla básica o chip de color, y sigue métodos de formulación y dispersión similares al revestimiento, como se muestra en la siguiente tabla.

Color Paste vs Coating Table

La pasta de color tiene la ventaja de que se puede aplicar en varios tipos de plástico y puede funcionar en requisitos de color más diversos. Sin embargo, para que la pasta de color con negro de carbón demuestre completamente estos beneficios, se debe tener varias cosas en cuenta. Aquí tiene 6 precauciones y consejos que debe conocer.

Rendimiento y dispersión del color

Cuanto mejor sea el rendimiento de color de la pasta de color, menor será la cantidad de colorante utilizado, evitando así efectos secundarios como la migración. El negro de carbón con una gran área superficial tiende a aumentar la intensidad del color y el poder colorante, pero es necesario seleccionar un negro de carbón y un método de dispersión adecuados en consideración al equilibrio de la dispersabilidad. También es importante que diferentes lotes muestren el mismo color. Para resolver este problema, es necesario prestar atención no solo a la dispersión del negro de carbón, sino también a la selección de aditivos que pueden ayudar con la estabilidad a largo plazo.

Compatibilidad

Al seleccionar una materia prima de pasta de color, se debe considerar primero la compatibilidad entre las materias primas. Es necesario confirmar la polaridad y el pH del polímero a dispersar con negro de carbón y revisar las condiciones de dispersión. Por ejemplo, cuando el negro de carbón tratado se dispersa en un polímero sensible a los cambios de pH, la dispersión y el color pueden verse afectados por fenómenos tales como turbidez, siembra, choques, gelificación, etc. La compatibilidad entre la pasta de color y el polímero que es el objetivo de la pasta de color también debe tenerse en cuenta. Para ello, es importante seleccionar un polímero, negro de carbón y aditivos teniendo en cuenta la compatibilidad y determinar una carga de negro de carbón a un nivel que no afecte la compatibilidad.

Resistencia al calor

El moldeado de plástico requiere inevitablemente energía térmica y también se pueden considerar los casos en los que el producto terminado está expuesto al calor. El negro de carbón en sí es uno de los pigmentos con mayor resistencia al calor, pero si la resistencia al calor de otras materias primas utilizadas con negro de carbón en pasta de color es insuficiente, la resistencia al calor general de la pasta de color se deteriora. Por lo tanto, es necesario seleccionar no solo el negro de carbón en la formulación considerando la energía térmica, sino también otras materias primas considerando la resistencia al calor para la pasta de color.

Resistencia UV

Para los productos plásticos utilizados al aire libre, es fundamental tener en cuenta la resistencia a los rayos UV. Con este fin, es importante utilizar una cantidad adecuada de estabilizador UV o agente de curado que pueda ayudar a mejorar la resistencia a los rayos UV. También es importante evitar materias primas que actúen como catalizadores de fotodegradación como TiO2. El negro de carbón es un absorbente de UV representativo, de modo que el negro de carbón completamente disperso con la carga adecuada puede mejorar la resistencia a los rayos UV.

Migración

El sangrado es un fenómeno en el que los tintes o pigmentos salen a la superficie del plástico junto con plastificantes o estabilizadores UV, que a menudo se utilizan como portadores de pasta de color. En los pigmentos inorgánicos como el negro de carbón, este sangrado rara vez ocurre, pero se produce una migración en la que aparece el negro de carbón en la superficie de los plásticos utilizando pasta de color de negro de carbón. La migración de negro de carbón puede ocurrir cuando la carga de negro de carbón para la pasta de color es alta o la cantidad de pasta de color utilizada es grande, pero la mayor parte de la migración de negro de carbón es causada por el negro de carbón no disperso. Para disminuir el problema de la migración debido al negro de carbón no disperso, es necesario revisar primero el cambio de formulación y método de dispersión. El uso de negro de carbón más fácilmente dispersable es una opción que vale la pena considerar.

Funcionalidades distintas al color

Rendimiento conductor: el negro de carbón también es uno de los materiales aditivos conductores. El rendimiento conductivo del producto terminado se puede determinar por el tipo de resina y la formulación de las materias primas, pero el rendimiento del negro de humo está determinado por su área de superficie, estructura, química de la superficie, porosidad y dispersión.

Regulaciones sobre productos químicos: hay un movimiento en todo el mundo para gestionar de forma más segura los productos químicos. Estas regulaciones químicas se están aplicando de manera más estricta y rápida, especialmente en las aplicaciones de contacto con alimentos, contacto con la piel, semiconductores y automoción. Por lo tanto, es necesario verificar primero las regulaciones de sustancias químicas para la pasta de color y los productos terminados. Las regulaciones deben seguirse no solo para el negro de carbón, sino para todas las materias primas utilizadas.

Si comprende las necesidades del mercado y diseña pastas de color con materias primas y métodos de mezcla adecuados, puede reducir la prueba y el error. Los expertos en aplicaciones de Birla Carbon están disponibles para ayudarlo con esta tarea.

Creo que la pasta de color es muy similar a la formulación/dispersión del revestimiento. Si desea consultar el método de los sistemas de revestimiento para la formulación de pastas de color, recomiendo la lectura del blog anterior del Dr. Richard Abbott «Five (Less Obvious) Reasons Your Coatings Formulation Is Not Performing» (Cinco razones (menos obvias) por las que la formulación de sus revestimientos no funciona)..

Jinil Kim

Jinil Kim

Jinil actualmente es Director Senior del laboratorio de aplicación de negros de especialidad en Corea del Sur y del Servicio Técnico, el norte de Asia, para los mercados de plásticos, tintas y recubrimientos. Ha trabajado en la industria de los recubrimientos desde 1998 y se unió a Birla Carbon en 2009. Le gusta comunicarse con los clientes y disfruta desarrollando soluciones a los problemas de aplicación de los clientes. También espera apoyar el uso de negro de carbón en una variedad de aplicaciones. Jinil completó su curso de doctorado en electroquímica en la Universidad Politécnica de Corea. Recibió su Maestría en Ciencias en Química Industrial en la Universidad de Inha y su Licenciatura en Ciencias en Ingeniería Química de la Universidad Politécnica de Corea.

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