Avances en la durabilidad exterior de los recubrimientos de madera
Por Cynthia Challener
La durabilidad sigue siendo un impulsor principal de la compra de revestimientos para exteriores en todos los segmentos del mercado donde los revestimientos están expuestos a condiciones severas, incluidas cubiertas de madera, todo tipo de revestimiento, metales industriales que son más susceptibles a daños en entornos hostiles y muchos otros.
Estos recubrimientos también deben ser rentables, fáciles de aplicar y sostenibles. Los clientes exigen recubrimientos que sean duraderos y mantengan su brillo original a lo largo del tiempo, independientemente de las condiciones climáticas.
Cumplir con estas expectativas requiere que los recubrimientos estén formulados para no pelarse, ampollarse, erosionarse o decolorarse, el amarilleo o la decoloración excesiva.
Muchas aplicaciones desafiantes
Cada segmento de la industria de los recubrimientos tiene su propia definición específica de durabilidad a largo plazo y sus propios requisitos.
Lograr el equilibrio entre valor y durabilidad para aplicaciones de gran volumen puede ser tan difícil desde el punto de vista técnico como para los productos con garantía de 20 años.
Sin embargo, hay varios requisitos comunes para un recubrimiento duradero con los que muchas personas estarán de acuerdo, incluida la solidez a la luz, la resistencia a las manchas / químicos y la protección del sustrato.
Los sustratos de madera parecen plantear algunos de los mayores desafíos, particularmente en aplicaciones horizontales como cubiertas, pero también cuando se usan como revestimiento exterior.
Algunas de las situaciones más desafiantes son los sustratos de madera. En algunas ubicaciones geográficas, es difícil que el sustrato se seque. La humedad atrapada debajo del revestimiento puede causar ampollas después de que el revestimiento esté seco. Si el sustrato está frío, se podría evitar que las partículas de látex se coalescen correctamente, lo que da como resultado una película mal formada.
Los desafíos se ven agravados para los revestimientos tradicionales para plataformas de madera. La madera es un sustrato dinámico que se mueve continuamente con expansión y contracción, tiene diferentes tasas de absorción y se descompondrá si no se protege adecuadamente. Estas grandes superficies horizontales están sujetas a exposición directa a los rayos UV, cambios de temperatura desde el calor extremo hasta el congelamiento, períodos húmedos y secos, tráfico peatonal, movimiento de muebles y productos químicos de limpieza.
Lograr durabilidad con tintes transparentes para cubiertas puede ser particularmente difícil, los desafíos que plantean las cubiertas que no arrojan agua o suciedad con facilidad, están sometidas a más abusos mecánicos que la mayoría de las superficies revestidas de la casa y la exposición constante a la radiación UV durante todo el día se amplifican para los revestimientos transparentes y semitransparentes porque hay poco colorante o pigmento para refractar o absorber la luz que entra en la película.
Como resultado, las fibras de lignina en las superficies de la madera se degradan, lo que lleva no solo a la degradación general de la superficie que está tratando de proteger, sino también a la pérdida de la adherencia del recubrimiento.
También existen desafíos para mantener la apariencia a largo plazo para los revestimientos de madera para exteriores, particularmente cuando el revestimiento es de madera envejecida. Algunos de los problemas son los mismos que los de las cubiertas de madera: variación en la humedad, extracción de sustancias y la flexibilidad necesaria para seguir los movimientos de la madera.
Encontrar el equilibrio adecuado
Uno de los mayores obstáculos para lograr el rendimiento es encontrar un equilibrio aceptable de todas las necesidades críticas de las aplicaciones, particularmente en un entorno de mercado y regulatorio dinámico. Los formuladores necesitan cada vez más construir sistemas que cumplan con las demandas de rendimiento, pero también que empleen resinas y tecnologías de aditivos que no solo cumplan con los requisitos normativos y del mercado actuales, sino que continúen haciéndolo durante la vida útil de las formulaciones.
Los fabricantes de barnices están de acuerdo en que la evolución de las regulaciones, como la reducción de COV y las sustancias bajo revisión, obligan al investigador a ser más innovador para ofrecer nuevas soluciones sostenibles.
Los usuarios finales también están dando prioridad a los productos de barniz y pintura sostenibles que contribuyen no solo a su propia sostenibilidad, sino también a los objetivos ambientales, sociales y de gobernanza de los clientes, además del rendimiento duradero.
Las soluciones sostenibles son cada vez más importantes en el desarrollo de nuevas tecnologías y se están solicitando a medida que los formuladores inician evaluaciones para los recubrimientos de próxima generación.
A medida que se desarrollan productos con mayor durabilidad, ahora también se busca introducir soluciones sostenibles, y estos requisitos combinados pueden dificultar aún más el trabajo del formulador.
Avances híbridos y sinérgicos
A pesar del esfuerzo que implica mejorar la durabilidad, los proveedores de resinas y aditivos y los formuladores de recubrimientos se han centrado en lograr un mayor rendimiento a largo plazo dada la gran demanda de tales mejoras por parte de los usuarios finales. Parece predominar el uso de enfoques híbridos y sinérgicos.
Las mejoras recientes en las tecnologías de resina, se han logrado mediante la creación de compuestos químicos híbridos que aprovechan los beneficios únicos de cada una mientras administran los costos. Estamos viendo mezclas de acrílicos, alquídicos y uretanos que permiten a los formuladores desarrollar sistemas que tienen una mayor durabilidad, al mismo tiempo que demuestran el modo de falla preferible de erosión versus descamación de la película una vez que comienzan a fallar.
La combinación de tecnologías como los alquidicos al agua que penetran en la madera con emulsiones acrílicas mejora la adherencia sobre la madera. Ello explica que los acrílicos con funcionalidades específicas también mejoran la adhesión en la madera envejecida y alquidicos envejecidos, mientras que las tecnologías de emulsión acrílica más nuevas ofrecen una mejor resistencia al agua.
Mientras tanto, las sinergias de componentes representan algunos de los desarrollos más valiosos y técnicamente interesantes. Estas nuevas soluciones permiten la multifuncionalidad y contribuyen a las funciones cada vez más complejas que desempeñan los aditivos no solo en la aplicación de recubrimientos, sino también en su rendimiento y durabilidad en el tiempo. Encontrar aditivos que puedan desempeñar múltiples funciones, permitir la reducción de los niveles de uso y aumentar el rendimiento de la película de recubrimiento es un área de enfoque e investigación cada vez mayor que proporciona una herramienta importante para optimizar la durabilidad en los sistemas exteriores.
Áreas para mejorar
Las definiciones de durabilidad varían considerablemente, pero quizás una de las más comunes es el tiempo antes de que sea necesario reemplazar un revestimiento porque ya no puede proteger suficientemente el sustrato o su apariencia se ha degradado. Los usuarios finales siempre quieren recubrimientos que duren más y requieran un reemplazo menos frecuente, por lo que existe la oportunidad de un desarrollo continuo.
Por ejemplo, se necesitan nuevas emulsiones acrílicas flexibles con buena resistencia a la acumulación de suciedad. Se cree que su desarrollo se ha visto obstaculizado de alguna manera por problemas de salud, seguridad y medio ambiente relacionados con algunas de las sustancias que se utilizarían en estos sistemas. Otro espacio que se señala son los revestimientos flexibles para madera que también tienen una buena resistencia al bloqueo. Incluso cuando los aglutinantes están adecuadamente protegidos con paquetes de aditivos UVA / HALS adecuados, el desafío sigue siendo desarrollar sistemas de resina que permitan la intemperie, la flexibilidad y la durabilidad.
La resistencia alcalina de los pigmentos metálicos en los revestimientos arquitectónicos exteriores ha sido otro objetivo clave, y algunas empresas han abordado este problema desarrollando pastas y polvos encapsulados que brindan resistencia a las tinciones con álcalis y ácidos. Un problema es que existe la capacidad de ofrecer productos de mejor rendimiento, pero las soluciones actuales impulsan los costos fuera de lo que se considera viable para los precios al consumidor.
