La primavera pasada cotizamos dos paquetes reológicos para un semibrillo exterior de 200 L. El más barato salía un 30 por ciento por debajo por kilogramo. Planta lo compró, corrió tres lotes y leyó un 4 por ciento fuera de especificación en consistencia Stormer antes de que el cuarto pasara. Ese reproceso costó más que el ahorro en espesante de todo el año. Nos seguimos topando con esta trampa. Los formuladores comparan espesantes HEUR, HASE y celulósicos por precio por kilogramo, y luego descubren que la factura se movió a otro punto de la fórmula.
La reología es la línea más barata de la hoja de lote y la más cara de equivocar.
Qué construye realmente cada química de espesante
Los celulósicos espesan el agua. La hidroxietilcelulosa y la carboximetilcelulosa se disuelven en la fase acuosa, se enredan y bloquean volumen libre. Se obtiene una estructura fuerte en reposo: la pintura queda en el envase y resiste el descuelgue en pared vertical. También se obtiene una película húmeda que retiene agua como una esponja. El flash-off se frena, la resistencia temprana al bloqueo baja y la capa inferior queda blanda más tiempo del deseado. Es la clásica curva HPHV, espesa en reposo y fina bajo la brocha, con una penalización de nivelación incorporada.
HASE y HEUR espesan las partículas en lugar del agua. Ambos son asociativos. Los extremos hidrófobos de la cadena se anclan sobre las superficies de látex y pigmento y forman puentes entre ellas, de modo que la red se ubica donde realmente se forma la película.
HASE, el tipo aniónico que muchos proveedores todavía llaman HEAA, lleva grupos carboxilo a lo largo de la cadena principal. Se neutralizan con AMP-95 o amoníaco para desenrollar la cadena y dispersarla. Esa carga explica por qué HASE se lleva bien con la pasta de pigmento y rinde en la zona de cizalla media durante la aplicación. También explica por qué HASE se porta mal cuando el sistema se desvía. Baje el pH hacia 6,5 y los carboxilos se protonan, la cadena se contrae y la viscosidad cae en picado. El agua dura con calcio hace el mismo daño desde el otro lado. Sobredosificar es peor que dosificar de menos; los espesantes aniónicos llegan a un pico y luego colapsan.
HEUR no lleva carga, así que no necesita neutralizante ni ventana de pH. Nuestros YT-255A, YT-255B, YT-255C, YT-255D y YT-255E están todos en pH 6 a 8 y pueden entrar en la molienda o en el let-down sin predilución. YT-330B sigue la misma lógica no iónica con 30 ± 1% de sólidos y una viscosidad de tambor de 20.000 a 30.000 mPa·s.
Lo no iónico no está libre de comportamiento. La asociación depende de la temperatura. Una dosis idéntica se lee más fluida en una planta a 35 °C en julio que en un almacén a 15 °C en enero. Eso lo escribimos en la especificación de QC en lugar de pelearlo con un segundo golpe de espesante.
Espesante celulósico vs asociativo: reparta el paquete según la cizalla
Los compradores preguntan qué espesante es el mejor. La pregunta más útil es en qué región de cizalla está perdiendo dinero ahora mismo. Una lata que se separa, un rodillo que salpica y una bomba que cavita son tres problemas distintos, y tres cadenas distintas los resuelven.
| Región de cizalla | Qué hace la línea | Química que gana | Grados a los que recurrimos |
|---|---|---|---|
| Baja (Brookfield 1 a 20 rpm) | Almacenamiento, sedimentación, descuelgue en panel vertical | HPHV celulósico, o un asociativo de baja cizalla | YT-255E (reemplazo de 12W / 299), YT-255A (reemplazo de 105A), YT-155A |
| Media (brocha y rodillo) | Carga, resistencia al salpicado, espesor de película | HASE, o un HEUR de cizalladura media | YT-255B (sustituye al 8W), YT-330B |
| Alta (bomba, tamiz, pulverización) | Caudal de línea, nivelación, brillo | HEUR de alta cizalladura | YT-255C (sustituye al PS166), YT-255D (sustituye al 2020) |
Las ventanas de dosificación son estrechas para la mayor parte de nuestra gama de espesantes para base acuosa. Los cinco grados HEUR anteriores se especifican entre 0,5 y 2,0 por ciento de la fórmula. YT-155A maneja una ventana declarada mucho más amplia: de 0,5 a 20 por ciento. El extremo superior de ese rango lo reservamos para adhesivos base acuosa y extendedores de tinta, nunca para pintura.
Las partidas ocultas que una cotización por kilogramo deja fuera
Esta es la auditoría que hacemos cuando un cliente nos pide superar en precio al paquete reológico de un competidor instalado. Seis preguntas, en el orden en que suelen aparecer los problemas.
- Precio por kilogramo de sólidos activos. Un producto al 40 por ciento a 1,8 veces el precio de uno al 30 por ciento no es más caro. Compare YT-255B al 40 por ciento, YT-330B al 30 ± 1 por ciento y YT-155A al 30, 40 o 50 por ciento sobre la misma base de sólidos, o la cotización no significa nada.
- Costo del neutralizante y control de pH. El HASE arrastra AMP-95 o amoníaco en torno al 0,1 a 0,3 por ciento de la fórmula, más una verificación de pH en cada lote. El HEUR elimina esa línea por completo.
- Biocida cargado por la celulosa. Los celulósicos son alimento. Si la estabilidad en envase depende del HEC, parte de su paquete conservante es en realidad un impuesto al espesante. La pérdida de viscosidad por acción microbiana es lo bastante común como para que la pérdida de viscosidad en vida útil sea un tema permanente en nuestro laboratorio.
- Brillo que luego tiene que recuperar. La película retenedora de agua que generan los celulósicos se traduce en un brillo medible a 60 grados dentro de un semi-brillo. Ese brillo se recupera con ligante, no con el espesante.
- Intervalo entre capas y velocidad de línea. Un flash-off lento reduce la ventana de aplicación de la segunda capa en cualquier línea automatizada de recubrimiento de madera base agua. Dos minutos extra por tablero son dinero real a 120 tableros por hora.
- Reproceso. El lote fuera de especificación, el tambor que regresa al mezclador, el operario corrigiendo sobre la marcha. Aquí es donde los paquetes baratos pierden su ventaja.
Costo del paquete por litro terminado
Veamos un ejemplo calculado sobre una formulación actual. Usamos índices de precio en lugar de moneda para que usted introduzca los números de su propio proveedor. Objetivo: 2.500 mPa·s en un Brookfield RV a 20 rpm, KU alrededor de 98, sin salpicaduras de rodillo, brillo a 60 grados de 70 o mejor.
Suponga índices de precio de sólidos activos de 1,0 para un celulósico, 1,5 para HASE y 2,2 para HEUR. El paquete A es HEC al 0,30 por ciento más un asociativo de alto cizallamiento al 0,35 por ciento, para un costo índice de 1,07. El paquete B es HASE al 0,90 por ciento más HEUR al 0,55 por ciento, para 2,49. El paquete C, totalmente asociativo, va YT-255A al 0,45 por ciento con YT-255C al 0,55 por ciento, para 2,20. Solo en la línea de espesantes, el híbrido celulósico gana por un factor de dos.
Ahora sume los costos ocultos. El paquete A paga un recargo por conservante, sacrifica brillo y es el que peor se comporta en salpicaduras. Pierde el trabajo de semibrillo a pesar de tener el ítem más barato. El paquete B es el que evitamos en acabados exteriores. Usted está incorporando un ingrediente sensible al pH a un producto que permanece en un tambor metálico durante un año. El paquete C cuesta aproximadamente el doble que A por envase. Normalmente termina por delante de B en litros acabados, una vez que deja de neutralizar y de perseguir el brillo.
El ranking se invierte en trabajos de alto contenido de pigmento. En concentrados de tinta y pastas de color el panorama cambia. El HASE lleva carga y se fija a la superficie del pigmento, lo que lo convierte en el espesante más eficiente por unidad de sólidos que hemos medido. El HEUR puede flotar en esos mismos sistemas. Ahí dejamos que YT-255D maneje el flujo y el nivelado y dejamos la construcción de cizalla media al producto aniónico. Consulte la ficha técnica de YT-255C y la ficha técnica de YT-330B antes de comprometer un paquete. Ambas indican sólidos, ventana de pH y dosificación recomendada, para que usted pueda aplicar este cálculo de índice contra su propia lista de precios.
Preguntas que nos hacen los formuladores
¿Puedo sustituir por completo el HEC por un espesante HEUR?
A menudo sí, pero no gratis. YT-255E aporta una fuerte pseudoplasticidad a baja cizalla, mejor humectación de pigmentos y sin costo de biocida, así que la estabilidad en el envase sobrevive al cambio. Lo que cambia es la retención de agua. Las películas celulósicas retienen agua por más tiempo. Algunos revoques exteriores y sistemas con alto contenido de carga necesitan eso para mantenerse abiertos al peine y resistir el escurrimiento en aplicaciones gruesas. En esos casos mantenemos una pequeña cola de HEC en lugar de fingir que un solo asociativo hace ambas funciones.
¿Por qué pierde viscosidad mi espesante HASE al añadir pasta de pigmento?
Hay dos causas y en el viscosímetro se ven iguales. La pasta arrastra surfactante residual o un tampón que desplaza el pH del sistema, y la cadena carboxilada se colapsa cuando el pH baja hacia su rango de protonación. La otra es la fuerza iónica del agua dura o de las sales del dispersante, que apantalla la carga. Mida el pH antes de echar más espesante. Meter HASE extra en un sistema colapsado le lleva a pasar el pico y caer por la vertiente opuesta. Así es como una planta duplica la dosis y aun así no llega al KU.
¿Cómo comparo dos paquetes reológicos de forma justa?
Nunca con una sola lectura en Brookfield. Registre la curva en las tres regiones de cizalla. Después mida lo que le importa al comprador: descuelgue en la tarjeta de arrastre, salpicadura en el marco ICI, brillo tras el curado y el intervalo entre manos. Ponga precio al paquete que aprueba por litro acabado, incluyendo neutralizante, biocida y reproceso. Es la única comparación que hemos visto predecir el lunes por la mañana en una línea de producción.
Envíenos su ligante, el nivel de pigmento y la consistencia objetivo, y trazamos la curva de tres puntos sobre su fórmula. Luego le cotizamos el paquete por litros acabados. Consulte con nuestro laboratorio de aplicaciones para la auditoría reológica.
