Recubrimientos a base de aguason el tipo más grande de tecnología de recubrimiento utilizado a nivel mundial y se espera que continúen creciendo como porcentaje del mercado total de recubrimientos. Para 2022, eltamaño del mercado mundialSe espera que el valor de los recubrimientos a base de agua supere los 146 mil millones de dólares. El crecimiento se debe en gran parte al mayor volumen en los mercados de la construcción y del automóvil conacrílicossiendo el tipo más grande de sistema de resina a base de agua y representa más del 80% del mercado total de resina a base de agua.

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Fuerzas impulsoraspara el mayor uso de recubrimientos a base de agua se incluyen:

• Menor COV
• Facilidad de limpieza en la mayoría de los casos.
• Disminución del riesgo de incendio
• Costo de seguro más bajo
• Menor consumo de energía pararecubrimientos horneadosdebido a la necesidad de menos aire de reposición del horno
• La necesidad de disminuir los niveles depetróleo-materiales a base de.

Como señala el artículo de Prospector de mayo de 2014 sobreControl de flujo, nivelación y viscosidad en recubrimientos a base de aguaindica, las dos clases más grandes de recubrimientos a base de agua incluyenreducible en aguaylátex, la mayoría de los revestimientos horneados pertenecen a la primera categoría y la mayoría de los revestimientos arquitectónicos pertenecen a la segunda categoría. El términoreducible en aguase utiliza para resinas elaboradas en solvente y reducidas en agua para formar una dispersión de resina en agua.LátexPor otro lado, las resinas se preparan mediante polimerización en emulsión en agua.

Las desventajas del uso de recubrimientos a base de agua incluyen:

• Alta dependencia de la tasa de evaporación de la humedad relativa.
• El alto calor de evaporación del agua requiere 2260 J/g para el agua y, por ejemplo, sólo 373 J/g para el agua.2-butoxietanol, un uso comúncosolvente
• Curva de reducción de viscosidad no lineal para recubrimientos que utilizan resinas reducibles con agua.
• Alta dependencia del flujo y la apariencia de la humedad relativa.
• La alta tensión superficial del agua (peor humectación) requiere la adición detensioactivoslo que en muchos casos resta resistencia a la humedad
• Los recubrimientos a base de agua son más corrosivos que los recubrimientos a base de solventes y, por lo tanto, requieren contenedores revestidos, plástico o acero inoxidable para evitar la oxidación.
• Los recubrimientos a base de agua son más propensos a estallar en aplicaciones horneadas ya que la formación de película comienza a ocurrir antes de que el agua se evapore de la película (consulte la Tabla I).

Sin embargo, el avance continuo en la ciencia de los materiales para incluir innovaciones en la química de resinas, tensioactivos,agentes humectantesyagentes de flujoayudará a permitir el crecimiento continuo de los recubrimientos a base de agua.

La Figura I representa las diversas etapas del secado de un sistema de pintura a base de látex. La primera etapa implica la evaporación del agua. La segunda etapa incluye la evaporación continua del agua y el codisolvente hasta el punto en que las partículas de látex se tocan y comienzan a fusionarse para formar una película que se seca parcialmente.

La etapa final implica la coalescencia continua y el curado (en un sistema reticulado) para formar una película de pintura adherente seca y curada.

Una de las consideraciones clave en el uso de recubrimientos a base de agua es el papel cada vez mayor que desempeña la humedad, además de la temperatura, en la aplicación y curado de estos recubrimientos. Por ejemplo, para proporcionar propiedades de aplicación aceptables, tanto la temperatura como la humedad deben controlarse cuidadosamente como se ilustra en la Figura II. No se puede ignorar el efecto de la humedad en los recubrimientos que contienen disolventes orgánicos de agua.

Por ejemplo, la tasa de evaporación relativa (E) del agua a una humedad relativa del 0 al 5 % a 25 °C es 0,31, pero a una humedad relativa del 100 % la E es 0. La E del 2-butoxietanol, un codisolvente comúnmente utilizado, es 0,077. A una humedad relativa baja, el agua se evapora más rápidamente y, por tanto, aumenta la proporción de 2-butoxietanol a agua; lo contrario ocurre con alta humedad.

Cuando se aplican recubrimientos a base de agua, si se ignora la humedad, se producirán variaciones en las propiedades de aplicación y en la apariencia. Por ejemplo, si la temperatura en el momento de la aplicación durante todo el año es de 70° – 80° F, la aplicación en seco (pérdida de flujo) resultará en meses de invierno debido a la baja humedad, especialmente en climas más fríos, y se observará un flujo excesivo en los meses de verano (alta humedad). . Un ejemplo de la última situación es que a aproximadamente un 65 % de humedad relativa/25 °C, un recubrimiento a base de agua que contiene un 10,6 % de 2-butoxietanol de volátiles, la tasa de evaporación del agua y del 2-butoxietanol es igual. Esta humedad relativa se llama Humedad Relativa Crítica.

Figura II Dependencia de la aplicación de los recubrimientos a base de agua con respecto a la humedad y la temperatura.

La Tabla I ilustra la mayor dependencia de los recubrimientos a base de agua del popping en varios espesores de película en comparación con los recubrimientos a base de solventes.

Tabla I Espesor de película crítico para estallar en micrones, recubrimientos orgánicos, Wiley-Interscience, 2007, Zeno W. Wicks Jr., Frank N. Jones, S. Peter Pappas, Douglas A. Wicks

Los recubrimientos a base de agua incluyen una amplia variedad de tipos de resina, comoacrílico,alquídico,uretano,poliéster,epoxy,fluoropolímero, polvo a base de agua y productos químicos de curado que incluyencurado ultravioleta,aminoplasto, uretano,epoxi-poliamida,oxidativoytermoplástico seco al airetipos. Como ilustra la Tabla II, el tamaño de las partículas y la arquitectura de las partículas (por ejemplo, la cubierta del núcleo) también contribuyen a las propiedades finales de la película del recubrimiento. En resumen, una vez que se consideran plenamente los problemas únicos asociados con el uso de recubrimientos a base de agua, estos ofrecen un rendimiento excelente en una amplia variedad de aplicaciones.

Tabla II – Características de diversas resinas a base de agua

Prospector enumera una serie de proveedores de resinas a base de agua, tensioactivos, agentes humectantes y de flujo para cumplir con una variedad de requisitos.

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