La reunión suele transcurrir igual. Un cliente quiere pasar un barniz para madera, una tinta para papel o una pasta textil a base acuosa, y la primera fila de la hoja de cálculo es el ligante. Alguien cotiza una dispersión acrílica, otro cotiza un PUD en base acuosa, y el número del PUD es lo bastante alto como para cortar la conversación ahí mismo. Esa comparación es honesta con el precio y vaga con todo lo demás, porque cada química falla en un sitio distinto. Cuando usted sabe dónde se va a exigir de verdad la película, la elección casi se hace sola.
Nosotros suministramos las dos y mantenemos ambas en nuestro almacén de muestras, así que esto no es un alegato a favor de una de las partes. Es el camino de decisión que recorremos con los clientes y los grados con los que arrancaríamos la escalera.
Dónde gana un ligante de dispersión acrílica
Las dispersiones acrílicas puras construyen la dureza a partir de un esqueleto de Tg alta, así que dan una película dura y transparente sin reticulante alguno, a una fracción del precio de un PUD. Es en el trabajo con pigmentos donde cuesta más superarlas. YT-1706, nuestra emulsión de copolímero acrílico puro, tiene un contenido de sólidos de 45 ± 2% con una viscosidad de solo 50–500 mPa·s (25 °C), y en sistemas de tinta en base acuosa molemos los pigmentos rojos directamente en ella sin dispersante. Los rojos son los primeros en dar flotación y flooding, y este es el grado que por fin zanjó esa discusión en la línea de flexografía de un cliente’. Si el control de espuma en esa misma línea es su próximo dolor de cabeza, escribimos un artículo aparte sobre formación de espuma en tintas flexográficas en base acuosa.
- El costo por kilogramo de sólidos de ligante se mantiene bajo, algo que pesa en los recubrimientos de gran consumo.
- La elección de los monómeros le permite situar la Tg donde usted quiera. YT-1706 Se sitúa en 35 °C, y la dureza, el DOI y la compatibilidad con alcohol se pueden ajustar de forma casi independiente.
- La compatibilidad con pigmentos es excelente, por lo que los acrílicos siguen siendo el vehículo de molienda por defecto para el trabajo con color en base acuosa.
En planta, los acrílicos siguen siendo nuestra respuesta por defecto para tres tipos de trabajos. Barnices de sobreimpresión sobre papel y cartón, donde la película es fina, rápida y desechable. Imprimaciones que quedarán enterradas bajo una capa de acabado de todos modos, porque nadie ve la resistencia al rayado de una capa que nadie ve. Y cualquier barniz transparente que se cotiza y se vuelve a licitar por precio cada seis meses, porque la formulación que gana la licitación rara vez es la que tiene los mejores datos de laboratorio. Si su ficha técnica se limita a brillo, adherencia y resistencia al bloqueo, un acrílico le lleva hasta la meta, y no hay vergüenza en detenerse ahí.
El límite aparece cuando la película tiene que sobrevivir en lugar de verse bien. Un acrílico de Tg alta es duro pero frágil; se agrieta sobre sustratos flexibles y, sin una red de enlaces de hidrógeno a la que recurrir, su resistencia a la abrasión y su formación de película a baja temperatura dependen de coalescente y reticulantes externos. Esos problemas tienen solución, pero cada arreglo añade coste a la fórmula en la que intentaba ahorrar.
Qué aporta un PUD en base acuosa a la película
Un PUD en base acuosa justifica su precio precisamente donde los acrílicos son más débiles. La cadena principal se separa en segmentos blandos y duros, y los segmentos duros se unen mediante enlaces de hidrógeno formando reticulaciones físicas. Por tanto, la película se estira antes de romperse, permanece flexible a baja temperatura y coalesce sin disolvente donde un acrílico de igual dureza se agrietaría. En recubrimientos de madera en base acuosa Esta es la diferencia entre un barniz transparente que pasa y uno que regresa por una reclamación.
Dos grados abarcan el rango. YT-617 Es un PUD basado en policarbonato para sustratos de madera, metal y vidrio: dureza de lápiz de película 2H, absorción de agua inferior al 3% después de 24 horas a 25 °C, y sin reticulante en la formulación. Para trabajo con tintas y papel, YT-618 Alcanza 1H–2H a 30 ± 2% de sólidos y forma película con un ligero tinte azul que se percibe como mayor transparencia sobre soporte blanco. Ambos son dispersiones alifáticas aniónicas, por lo que toleran la mayoría de las condiciones de reducción con acrílicos.
Un dato que vale la pena comprobar antes de discutir el precio es la temperatura mínima de formación de película. Un acrílico duro eleva su MFFT junto con su Tg, por lo que el mismo grado que le da resistencia al bloqueo en verano se agrietará en un taller frío en enero, y el rescate habitual es más coalescente, más olor, más COV en la etiqueta. Un PUD separa las dos propiedades: los segmentos duros aportan dureza mientras que los segmentos blandos siguen formando película a temperaturas que detienen en seco a un acrílico. Ese único mecanismo es la razón por la que tantas reformulaciones de suelos y muebles en base acuosa comienzan con un PUD incluso cuando la cotización frente a él parece dolorosa.
El lado honesto de la balanza: a iguales sólidos, una dispersión de PU cuesta más, y los grados más blandos pueden mostrar una ligera sensibilidad al agua durante los primeros días de curado. En una pieza rígida de interior donde nada roza, flexiona ni congela, la dispersión de PU le está cobrando propiedades que usted nunca va a evaluar.
Dispersión de PU frente a dispersión acrílica: comparación lado a lado
En la tabla siguiente resumimos lo que revisamos antes de cotizar cualquiera de las dos químicas.
| Propiedad | Dispersión acrílica (p. ej. YT-1706) | PUD en base agua (p. ej. YT-617) |
|---|---|---|
| Origen de la dureza | Esqueleto con Tg alta | Puentes de hidrógeno entre segmentos duros |
| Dureza más flexibilidad | Normalmente una u otra | Ambas a la vez |
| Resistencia a la abrasión | Moderada, normalmente requiere un reticulante | Alta tal cual |
| Formación de película a baja temperatura | Requiere coalescente o Tg baja | Sin coalescente en grados de policarbonato |
| Absorción de agua (24 h, 25 °C) | Mayor sin reticulación | Por debajo del 3% (YT-617) |
| Molienda de pigmentos | Excelente; posible sin dispersante (YT-1706) | Posible, pero no es su fuerte |
| Coste relativo a igual contenido de sólidos | Menor | Mayor |
Lea esa tabla comparándola con su propia ficha técnica, no como una clasificación general. Una fila solo importa si su aplicación la somete a exigencia, y la mayoría de las aplicaciones exigen como máximo tres filas. Los formuladores que pagan de más suelen ser los que valoraron toda la tabla en lugar de las filas que su cliente realmente percibe.
Mezclas e híbridos: cuando no tiene que elegir
Muchas formulaciones reales se sitúan entre los polos. Las pastas textiles son el caso clásico: un acrílico aporta cuerpo y tacto, y una fracción de PUD aporta durabilidad al lavado y a la abrasión en pastas de estampación textil y recubrimientos para tejidos. YT-614 se sitúa exactamente ahí, con 35 ± 1% de sólidos diseñado para esa función. Donde el sistema es ácido o alcalino, o la fuerza iónica varía durante el proceso, el grado no iónico YT-101 se mantiene estable en condiciones que harían fracasar una mezcla aniónica.
En una pasta de estampación, esa proporción suele situarse alrededor de cuatro partes de aglutinante acrílico por una parte de PUD, añadido tarde en la dilución para que el PUD llegue como un refuerzo de durabilidad y no como el factor de coste. La proporción exacta es un ensayo escalonado, no una regla, pero empezar bajo mantiene el tacto que hizo atractivo al acrílico en primer lugar.
La compatibilidad entre PUD aniónicos y acrílicos aniónicos suele ser buena, pero evalúela después del almacenamiento, no en el recipiente de mezcla. Una vez vimos una mezcla que parecía perfecta el día cero y se separó en fases después de dos semanas a 50 °C. Un ensayo de almacenamiento en caliente cuesta una tarde y puede salvar un lote completo.
Una lista de verificación de cinco pasos antes de comprometerse
- Enumere las dos propiedades en las que la película no puede fallar nunca, ya sea resistencia a la abrasión, flexibilidad, dureza o resistencia al agua, y evalúe el costo del ligante con base en ellas, no en el precio por bidón.
- Realice ensayos de dureza y alargamiento en películas libres a 23 °C y de nuevo a 5 °C antes de que alguien discuta por dinero.
- Evalúe la adhesión sobre el sustrato real con el ASTM D3359 método de cuadrícula; los paneles de laboratorio limpios favorecen a ambas químicas.
- Si el costo obliga a usar acrílico, recupere durabilidad con una pequeña fracción de PUD y un reticulante en lugar de subir la Tg del acrílico hasta que la película se agriete.
- Someta la mezcla final a ensayo de almacenamiento durante dos semanas a 50 °C antes de escalar.
¿Qué dispersión de PU base agua encaja en su formulación?
Si su formulación depende de la carga de pigmento, el brillo y el costo, como ocurre con las tintas, las bases de molienda y los recubrimientos de papel de gran consumo, comience con una dispersión acrílica y solo vaya más allá cuando un fallo se lo exija. Si depende de la abrasión, la flexibilidad o la formación de película en frío, como en los recubrimientos para muebles y pisos y los acabados textiles de alta gama, comience con un PUD base agua como YT-617 o YT-618 y ajuste a la baja desde ahí. Ambas direcciones están catalogadas en nuestra línea de productos de PUD base agua y nuestra gama de dispersiones acrílicas.
La mayoría de las formulaciones que revisamos terminan necesitando menos PUD del que sugería la primera cotización, no más. Para las tablas de parámetros completas, descargue la ficha técnica del YT-617, o consulte a nuestro laboratorio de aplicaciones para que realicen la escalera por usted.
