Causas da formação de espuma
As tintas à base de água não são líquidos puros; elas são dispersões coloidais de partículas (pigmentos, resinas) em um veículo (água). Um dos principais fatores para a estabilidade das bolhas de ar nas tintas são os surfactantes, pois são eles que mantêm todos os diferentes ingredientes juntos e evitam que se separem ou se acomodem.
Os surfactantes são um componente que evita a separação de fases em emulsões. Eles melhoram a dispersão e evitam a sedimentação, umedecendo a superfície do pigmento e melhorando a compatibilidade geral dos vários ingredientes em uma formulação de tinta aquosa. A desvantagem desses surfactantes é que eles também estabilizam de forma muito eficaz o ar na mistura de tinta, dificultando a união do ar, sua ascensão à superfície e sua fuga. Isso se deve às propriedades específicas dos surfactantes. Os surfactantes são substâncias hidrofóbicas e hidrofílicas. A parte hidrofóbica do surfactante envolve as bolhas de ar, estabilizando-as na tinta e evitando que se aglutinem e subam à superfície para escapar.
Composição do antiespumante
As formulações têm três componentes principais:
1. o veículo;
2. o emulsificante e o agente umectante;
3. um terceiro componente ou ingrediente ativo.
O veículo pode atuar como seu próprio antiespumante. Nas formulações antiespumantes, sua principal função é transportar os componentes hidrofóbicos para a interface laminar, onde eles podem fazer seu trabalho. Exemplos de transportadores são os óleos minerais e de silicone.
Os emulsificantes ou agentes umectantes são usados para dispersar o antiespumante no líquido que precisa ser antiespumado. Eles controlam a dificuldade de dispersão do antiespumante e também afetam a eficácia, a persistência e a compatibilidade do antiespumante.
Um terceiro componente é adicionado para melhorar o desempenho, a estabilidade ou a compatibilidade do antiespumante.
Partículas repelentes de água, ácidos graxos, agentes de acoplamento e componentes patenteados, como moléculas antiespumantes, pertencem a essa categoria.
Como os antiespumantes funcionam
É graças aos antiespumantes que as bolhas de ar podem ser removidas de um sistema, superando o efeito estabilizador dos surfactantes. Para isso, o antiespumante é formulado para ser incompatível com a camada de surfactante na interface entre a parede da bolha e a superfície do líquido ou as paredes adjacentes da bolha.
O antiespumante precisa ser um líquido com baixa tensão superficial, insolubilidade ou incompatibilidade controlada, um coeficiente de entrada positivo para entrar na camada de filme e um coeficiente de espalhamento positivo para se espalhar pela camada de filme. O antiespumante também precisa ser disperso como gotículas hidrofóbicas na formulação. Uma vez que as gotículas de antiespumante tenham entrado e se distribuído por toda a área do filme, elas desestabilizam o surfactante, fazendo com que a água flua para fora do filme, o que leva ao afinamento da parede da bolha e ao eventual colapso da bolha.
Portanto, além da tensão superficial do antiespumante, uma importante característica de desempenho de um antiespumante eficaz é sua capacidade de ser disperso no líquido a ser antiespumado e formar um tamanho de gota eficaz.
A demanda por antiespumantes de revestimento com baixo teor de COV
Com a introdução de regulamentações relacionadas a emissões de COV e a demanda dos consumidores por produtos mais ecológicos, as tintas mudaram drasticamente na última década e, atualmente, as formulações de tintas arquitetônicas têm teor de COV quase zero. As emulsões usadas são polímeros mais macios que formam um filme sem a necessidade de auxiliares de formação de filme e ganham sua dureza por meio de reticulação pós-aplicação. Os solventes não são mais necessários para estender o tempo de abertura e manter as bordas úmidas durante a aplicação. Espera-se que todos os componentes da tinta tenham VOC zero ou quase zero, sendo a água o único componente líquido volátil da formulação. O uso de surfactantes se torna mais importante para estabilizar essas formulações, e o uso de surfactantes ecologicamente corretos mudou a situação com relação à geração e à estabilidade da espuma. Nos revestimentos arquitetônicos, espera-se agora um acabamento de camada única, e uma maneira de conseguir isso é formular revestimentos com viscosidades mais altas do que no passado, tanto na faixa de baixo cisalhamento quanto na de alto cisalhamento. Todos esses fatores têm um impacto sobre os requisitos de antiespuma dos revestimentos modernos.
Os solventes não podem mais estar presentes para atuar como antiespumantes temporários na formulação, especialmente durante a produção. A viscosidade mais alta significa que as bolhas sobem mais lentamente e com maior dificuldade do líquido. Aumentar a quantidade de surfactante usado significa que a espuma é mais estável durante todo o revestimento. Os antiespumantes agora devem ser formulados para neutralizar todos esses efeitos. A quantidade de antiespumante no revestimento pode ser reduzida, atendendo à necessidade urgente de reduzir o teor de VOC dos revestimentos. O problema mais difícil de antiespumar revestimentos com baixo teor de COV, especialmente aqueles com formulações quase sem COV, é resolvido com o uso de antiespumantes moleculares.
