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6 precauções ao projetar formulações de corantes termoplásticos, de PVC e poliuretano

08 / 17 / 2021 por Jinil Kim

Existem muitas maneiras de adicionar cor e funcionalidade ao seu material plástico. Métodos de impressão, revestimento e galvanização são usados para implementar cor e funcionalidade na superfície dos plásticos. Os métodos comuns para adicionar cor e funcionalidade ao interior e ao exterior dos plásticos incluem a dispersão direta e o uso de corantes. Entre os corantes, apenas a pasta de cor tem uma forma líquida diferente do masterbatch ou chip de cor e segue métodos de formulação e dispersão semelhantes para revestimento, conforme mostrado na tabela abaixo.

Color Paste vs Coating Table

A pasta de cor tem a vantagem de poder ser aplicada em vários tipos de plásticos e atender às mais diversas exigências de cores. No entanto, para que a pasta colorida com negro de fumo demonstre totalmente esses benefícios, há algumas coisas a serem observadas. Aqui estão 6 precauções e dicas que você precisa saber a seguir.

Desempenho e dispersão da cor

Quanto melhor o desempenho da cor da pasta de cor, menor será a quantidade de corante usada, evitando assim efeitos colaterais como a migração. O negro de fumo com uma grande área de superfície tende a aumentar a profundidade de cor e o poder de tingimento, mas é necessário selecionar um negro de fumo adequado e um método de dispersão em consideração ao equilíbrio da dispersibilidade. Também é importante que lotes diferentes mostrem a mesma cor. Para resolver este problema, é necessário prestar atenção não só à dispersão do negro de fumo, mas também à seleção de aditivos que podem ajudar na estabilidade a longo prazo.

Compatibilidade

Ao selecionar uma matéria-prima de pasta de cor, é necessário considerar primeiro a compatibilidade entre as matérias-primas. É necessário confirmar a polaridade e o pH do polímero a ser disperso com negro de fumo e revisar as condições de dispersão. Por exemplo, quando o negro de fumo tratado é disperso em um polímero sensível a mudanças no pH, a dispersão e a cor podem ser afetadas por fenômenos como turvação, semeadura, choque, gelificação, etc. A compatibilidade entre a pasta de cor e o polímero que é o alvo da pasta de cor também deve ser considerada. Para este fim, é importante selecionar um polímero, negro de fumo e aditivos considerando a compatibilidade e determinar uma carga de negro de fumo em um nível que não afete a compatibilidade.

Resistência térmica

A moldagem de plástico inevitavelmente requer energia térmica e os casos em que o produto acabado é exposto ao calor também podem ser considerados. O negro de fumo em si é um dos pigmentos com a resistência ao calor mais forte, mas se a resistência ao calor de outras matérias-primas usadas com o negro de fumo na pasta de cor for insuficiente, a resistência geral ao calor da própria pasta de cor se deteriora. Portanto, é necessário selecionar não apenas o negro de fumo na formulação considerando a energia térmica, mas também outras matérias-primas considerando a resistência ao calor para a pasta colorida.

Resistência a UV

Para produtos plásticos usados ao ar livre, é essencial considerar a resistência aos raios UV. Para isso, é importante usar uma quantidade adequada de estabilizador UV ou agente de cura que pode ajudar a melhorar a resistência UV. Também é importante evitar matérias-primas que atuam como catalisadores de fotodegradação, como o TiO2. O negro de fumo é um absorvedor de UV representativo, de modo que o negro de fumo totalmente disperso na carga apropriada pode melhorar a resistência aos raios UV.

Migração

Migração é um fenômeno no qual corantes ou pigmentos saem para a superfície do plástico junto com plastificantes ou estabilizadores de UV, que são frequentemente usados como transportadores de pasta de cor. Em pigmentos inorgânicos como o negro de fumo, esse sangramento raramente ocorre, mas ocorre a migração na qual o negro de fumo aparece na superfície dos plásticos usando uma pasta colorida de negro de fumo. A migração de negro de fumo pode ocorrer quando a carga de negro de fumo para pasta de cor é alta ou a quantidade de pasta de cor usada é grande, mas a maior parte da migração de negro de fumo é causada por negro de fumo não disperso. Para diminuir o problema de migração devido ao negro de fumo não disperso, é necessário primeiro revisar a mudança na formulação e no método de dispersão. O uso de negro de fumo mais facilmente dispersível é uma opção que vale a pena considerar.

Funcionalidades além da cor

Desempenho condutor – o negro de fumo também é um dos materiais aditivos condutores. O desempenho condutor do produto acabado pode ser determinado pelo tipo de resina e formulação das matérias-primas, mas o desempenho do negro de fumo é determinado por sua área de superfície, estrutura, química de superfície, porosidade e dispersão.

Regulamentações químicas – há um movimento em todo o mundo para gerenciar produtos químicos com mais segurança. Essas regulamentações químicas estão sendo aplicadas de forma mais estrita e rápida, especialmente nas aplicações de contato com alimentos, contato com a pele, semicondutores e automotivos. Portanto, é necessário primeiro verificar os regulamentos de substâncias químicas para pasta de cor e produtos acabados. Os regulamentos devem ser seguidos não apenas para o negro de fumo, mas para todas as matérias-primas utilizadas.

Se você entende as necessidades do mercado e projeta pastas de cores com matérias-primas e métodos de mistura adequados, pode reduzir a tentativa e erro. Os especialistas em aplicações da Birla Carbon estão disponíveis para ajudá-lo nessa tarefa

Acho que a pasta de cor é muito parecida com a formulação/dispersão do revestimento. Se você quiser consultar o know-how de sistemas de revestimento para formulação de pasta de cor, recomendo a leitura da publicação do blogue anterior do Dr. Richard Abbott, “Cinco (menos óbvias) razões pelas quais sua formulação de revestimentos não está funcionando”..

Jinil Kim

Jinil Kim

Jinil é atualmente Gerente Sênior do laboratório de aplicação de Negro de Fumo de Especialidades na Coréia do Sul e Serviço Técnico, Norte da Ásia, para os mercados de plásticos, tintas e revestimentos. Trabalha na indústria de revestimentos desde 1998 e ingressou na Birla Carbon em 2009. Gosta de se comunicar com os clientes e de desenvolver soluções para os problemas de aplicativos dos clientes. Também espera apoiar o uso de negro de fumo em uma variedade de aplicações. Jinil concluiu seu curso de doutorado em eletroquímica na Korea Polytechnic University. Recebeu seu mestrado em química industrial na Inha University e seu bacharelado em engenharia química pela Korea Polytechnic University.

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