Desde automóviles brillantes hasta paredes lisas, exigimos mucho de nuestros recubrimientos y pinturas. Una pintura de alta calidad no solo necesita un color intenso, sino que también debe ofrecer las propiedades correctas del material para una aplicación y un proceso de secado sin problemas. La uniformidad es crucial: si la pintura es demasiado delgada se correrá y goteará; si es demasiado espesa formará grumos y el secado no será uniforme. También es necesario que las pinturas y los recubrimientos en aerosol se apliquen sin contratiempos y sin que haya obstrucciones del dispositivo de pulverización.
Casi todas las pinturas y los recubrimientos son suspensiones coloidales, lo que significa que tienen partículas sólidas suspendidas en un fluido newtoniano. Diferentes combinaciones de partículas sólidas y líquido pueden dar por resultado espesores y aspectos que varían.
Para lograr las propiedades correctas de los materiales de pinturas y recubrimientos es necesario considerar su reología: cómo el material fluye o se deforma. La reología de una pintura o recubrimiento depende del entorno del solvente, la presencia de aglutinantes o aditivos, y las propiedades del pigmento o partícula de pintura en sí.

Para las pinturas, las pruebas clave de reología simulan las condiciones ambientales y las tensiones que experimentará el material durante el uso estándar. Estos parámetros son viscosidad, fluencia, relajación de estrés y pruebas axiales.
La viscosidad mide la resistencia de un material a fluir como resultado de su fricción interna. Los investigadores han notado las correlaciones entre la viscosidad y el rendimiento de la pintura.¹ Por consiguiente, la medición de la viscosidad de una pintura o recubrimiento en una amplia gama de velocidades de corte es clave para predecir su rendimiento en diferentes condiciones de uso: mezcla, agitación, y aplicación mediante brocha, rodillo o pulverización.
El límite elástico es la tensión mínima que se debe aplicar a un material antes de que comience a fluir. El límite elástico es crucial para evitar la sedimentación del pigmento con el tiempo o en condiciones de almacenamiento. Quienes formulan recubrimientos optimizan el límite elástico de una formulación para asegurar que la pintura no gotee ni se escurra después de aplicarla a la pared.
La fluencia describe la deformación o el flujo de un material bajo tensión constante. Las mediciones de fluencia pueden describir cómo se comportará una pintura o un recubrimiento bajo la fuerza de la gravedad después de su aplicación con brocha o con rodillo sobre una superficie.

Si bien los viscosímetros pueden medir las propiedades viscosas antes mencionadas, los especialistas que evalúan pinturas y recubrimientos eligen reómetros, ya que estos instrumentos ofrecen mediciones de viscosidad y pruebas oscilatorias dinámicas.
Las pruebas oscilatorias dinámicas pueden caracterizar de manera singular los materiales viscoelásticos, los cuales muestran respuestas tanto viscosas como elásticas. Todas las pinturas y recubrimientos son viscoelásticos, y las pruebas oscilatorias dinámicas son la medida más sensible de la estructura viscoelástica.² Los viscosímetros por sí solos no pueden medir la viscoelasticidad, lo que hace que los reómetros sean el instrumento que se elige para la industria de las pinturas y los recubrimientos.
Los científicos especializados en recubrimientos confían en los reómetros de TA Instruments para investigar la estabilidad de los recubrimientos antes, durante y después de la aplicación. Las pruebas oscilatorias dinámicas les ayudan a optimizar la estabilidad para evitar la sedimentación o la separación de los pigmentos. Este método asegura que el líquido circundante tenga suficiente estructura para suspender de manera adecuada las partículas mientras que evita la separación.
La resistencia al escurrimiento y a la caída también depende de la capacidad del material para mantener su estructura después de aplicación con brocha o de alto cizallamiento, lo cual es en especial importante cuando se pinta sobre superficies verticales. Quienes hacen formulaciones miden la recuperación de la estructura a lo largo del tiempo con mediciones oscilatorias dinámicas, además de medir el límite elástico, todo en un solo reómetro.

La reología de la pintura o el recubrimiento tiene varias propiedades cuya consideración es en particular importante cuando se optimizan las formulaciones de nuevos productos. Los recubrimientos están expuestos a una sorprendente variedad de velocidades de corte y otras fuerzas, incluso procesos muy lentos, como la sedimentación o el procesamiento de alta velocidad en la aplicación en aerosol. Las pruebas eficaces deben cubrir la gama completa de velocidades de corte, así como caracterizar las propiedades viscoelásticas de las pinturas y los recubrimientos.

Como se mencionó, los principales laboratorios de recubrimientos, y quienes formulan recubrimientos, confían en los reómetros de TA Instruments para obtener un desempeño sin igual junto con un diseño fácil de usar, lo que hace que sean fáciles de integrar en los flujos de trabajo existentes. Ofrecemos una serie de opciones de geometría diseñadas para probar pinturas y recubrimientos, incluyendo geometrías de cilindros concéntricos, placa paralela, y cono y placa. La opción de usar copas de cilindro concéntrico desechables permite un rendimiento más alto al eliminar la necesidad de detenerse y limpiar entre pruebas. El accesorio de celda de inmovilización es esencial para estudiar las características de secado de los recubrimientos.

La innovación más reciente en reómetros de corte rotacional, el Reómetro Híbrido Discovery (Discovery Hybrid Rheometer), cubre la gama completa de necesidades de reología de pinturas y recubrimientos, desde la solución más rentable hasta la más avanzada disponible. Los Discovery HR 10, 20 y 30 ofrecen la gama completa de datos de reología necesarios para caracterizar recubrimientos, incluso viscosidad y viscoelasticidad. Los reómetros de TA Instruments tienen la capacidad de realizar pruebas tanto estáticas como dinámicas de tensión, deformación, tiempo, frecuencia y temperatura.

Además, los Reómetros Híbridos Discovery pueden acelerar la selección de candidatos y predecir el comportamiento de los recubrimientos. La estructura subyacente de las pinturas y los recubrimientos es crucial para alcanzar su rendimiento deseado en las condiciones de procesamiento, uso por el cliente y almacenamiento.

Todos los reómetros de TA Instruments vienen con el software TRIOS de última generación, que simplifica la reología de pinturas y recubrimientos con formularios de prueba fáciles de usar, además de calcular y mostrar automáticamente la viscosidad, el módulo y otras variables relevantes.

Con una gran experiencia en el diseño y la medición de instrumentos de reología, el equipo de expertos de TA Instruments está listo para ayudarle a encontrar el reómetro y la geometría adecuados para su laboratorio. Contáctenos hoy para descubrir cómo la reología puede ayudarle a optimizar sus pinturas y recubrimientos.

Para obtener más información acerca de la reología de los recubrimientos, y ver datos experimentales reales, vea nuestro seminario web Reología de Recubrimientos y Tintas (Rheology of Coatings and Inks) o lea nuestra Nota de Aplicación de Pinturas y Recubrimientos (Paints and Coatings Application Note).