El carbonato de calcio es un compuesto inorgánico con la fórmula química CaCO₃. Se caracteriza por la abundancia de sus materias primas, la sencillez de sus procesos de producción y su estabilidad. Estas propiedades hacen que se utilice ampliamente en diversos campos, como el caucho, los plásticos, los recubrimientos y las tintas. En el sector de los recubrimientos, el carbonato de calcio actúa como relleno y agente blanqueador, proporcionando una estructura de soporte. Es más económico que el látex y los disolventes. Sus finas partículas garantizan una dispersión uniforme en los recubrimientos, aumentando el volumen, reduciendo los costes y mejorando el rendimiento y la textura. Para lograr la finura deseada para estas aplicaciones, el carbonato de calcio se somete a procesos de pulverización utilizando equipos como molinos de bolas, molinos de rodillos y molinos de pines. Estos métodos de molienda ayudan a producir polvos ultrafinos, esenciales para recubrimientos de alta calidad. Además, se emplean máquinas de recubrimiento para la modificación de la superficie. Los clasificadores de aire ultrafinos garantizan una distribución precisa del tamaño de las partículas, optimizando la compatibilidad y la eficacia del material en los recubrimientos.
Aplicaciones del carbonato de calcio en recubrimientos en polvo
1. Carbonato de calcio para pintura de látex
En las pinturas de látex, el carbonato de calcio actúa como pigmento extensor, generalmente utilizado en concentraciones de 10% a 50%. Proporciona efectos de relleno, resultando en una textura fina y uniforme con alta blancura. También ofrece poder cubriente en seco, especialmente al usar productos ultrafinos. Cuando el tamaño de las partículas se aproxima al del dióxido de titanio, mejora el poder cubriente, la resistencia de la película, la resistencia al agua, la velocidad de secado y la resistencia al frote.
Por ejemplo, el carbonato de calcio ultrafino reduce significativamente los tiempos de dispersión y lijado en la producción de pinturas de látex, mejora el poder cubriente, ajusta la viscosidad del látex, reduce el uso de dióxido de titanio y optimiza el lijado de la masilla. En el diseño de formulaciones de pintura, las pinturas de látex de alto rendimiento utilizan carbonato de calcio ultrafino, mientras que las de menor calidad optan por partículas más gruesas con baja absorción de aceite. Actualmente, el carbonato de calcio pesado con d97 < 10 μm, d50 alrededor de 1,5 μm, blancura >95% y CaCO₃ ≥98% ofrece un buen rendimiento en pinturas de látex para paredes interiores.
La producción de partículas de tamaño tan preciso a menudo implica la pulverización de carbonato de calcio con molinos de bolas o molinos de rodillos, seguida de una clasificación mediante clasificadores de aire ultrafinos para garantizar la consistencia.
2. Carbonato de calcio para pintura automotriz
Las zonas inferiores de los vehículos y los pasos de rueda están frecuentemente expuestas a impactos de arena, grava y aguas residuales, lo que puede dañar los recubrimientos y provocar corrosión. Para evitarlo, se aplican recubrimientos para los bajos con propiedades anticorrosivas y resistentes a los impactos de piedras.
El plastisol de PVC es un tipo de pintura para chasis de automóviles, compuesta principalmente de resina de pasta de PVC, plastificantes, cargas (carbonato de calcio), estabilizadores, agentes adhesivos, disolventes y otros aditivos. El carbonato de calcio constituye casi el 301% del total (dependiendo de la fórmula), y el nanocarbonato de calcio mejora las propiedades reológicas y la resistencia al impacto más que los tipos comunes.
Las pinturas para chasis de automóviles requieren baja viscosidad para facilitar la pulverización y un buen flujo durante la aplicación, pero alta viscosidad después de la aplicación para evitar el descuelgue. Este comportamiento tixotrópico se logra con carbonato de calcio nanoestructurado, que ofrece alta activación, límite elástico y tixotropía.
Para fabricar carbonato de calcio a nanoescala, es esencial contar con equipos de pulverización avanzados, como molinos de pines y máquinas de recubrimiento para el tratamiento de superficies, que garanticen un rendimiento óptimo en los recubrimientos para automóviles.
3. Carbonato de calcio para tintas
En las tintas de impresión, el carbonato de calcio se utiliza principalmente como relleno para reducir costes y aumentar el volumen. Se prefiere el carbonato de calcio ultrafino de alto rendimiento, con partículas de entre 0,02 y 1,0 μm, elevada superficie específica, buena absorción de aceite, transparencia, brillo y estabilidad.
En la práctica, el carbonato de calcio nanoligero o el carbonato de calcio nanoligero activado son ideales, aunque el mayor precio de este último conlleva un mayor uso del primero. El carbonato de calcio activado produce tintas con buena consistencia, viscosidad, rendimiento de impresión, secado rápido y sin efectos secundarios. Sus pequeñas partículas proporcionan una excelente dispersión, transparencia, brillo, poder cubriente, absorción de tinta y secado, lo que da como resultado impresiones nítidas con puntos completos. Dado que los aglutinantes de resina son comunes en las tintas, la estabilidad del carbonato de calcio activado ha reemplazado en gran medida a otros rellenos.
Los rellenos de tinta de alta gama de fabricación nacional utilizan carbonato de calcio ultrafino activado, con cristales esféricos o cúbicos. La pulverización mediante molinos de bolas o de rodillos, combinada con clasificadores de aire ultrafinos, es fundamental para lograr estas especificaciones.
4. Carbonato de calcio para recubrimientos en polvo
Los rellenos en los recubrimientos en polvo suelen contener metales pesados, incumpliendo las normas internacionales, especialmente para las exportaciones a Europa y Estados Unidos, donde los límites de metales pesados son estrictos. El carbonato de calcio, al ser económico y estar libre de metales pesados, puede sustituir al sulfato de bario, siendo ideal para recubrir juguetes, cochecitos de bebé, equipamiento deportivo, utensilios de cocina y electrodomésticos.
Entre las aplicaciones se incluyen:
• Como relleno para recubrimientos de alto brillo.
• En recubrimientos semibrillantes, se añade directamente sin agentes matificantes, ahorrando costes.
• Como pigmento inorgánico blanco, se utiliza con dióxido de titanio para reducir costes.
• Adecuado para productos ecológicos con bajo contenido de metales pesados, como juguetes infantiles.
• Mejora la tasa de pulverización y el área de pulverización, especialmente en polvos híbridos.
Las tecnologías de laminación de pines y máquinas de recubrimiento mejoran las propiedades superficiales, haciendo que el carbonato de calcio sea más efectivo en los recubrimientos en polvo.
Tendencias de desarrollo del carbonato de calcio en la industria de los recubrimientos
1. Nanonización
En la industria de los recubrimientos, el carbonato de calcio nano proporciona impedimento estérico, evitando la sedimentación y aportando blancura y brillo sin afectar al poder cubriente, además de mejorar la estabilidad durante el almacenamiento. Su efecto de «desplazamiento al azul» en el látex protege contra el envejecimiento térmico y por rayos UV, mejorando el aislamiento.
Como relleno, mejora la flexibilidad, la dureza, la nivelación, la deposición de película y la permeabilidad. En recubrimientos exteriores, confiere hidrofobicidad, aumentando la resistencia al agrietamiento y a las manchas. En pinturas de látex al agua, reduce la concentración de tensiones por partículas rígidas, mejorando la tenacidad mediante la formación de microfisuras y la deformación elástica.
La adición de nanocarbonato de calcio tratado especialmente (2%-5%) a las pinturas de látex tradicionales mejora exponencialmente la reología, la capacidad de apertura del envase, la resistencia al agua, la resistencia al frote y la dureza. Empresas como la japonesa Shiraishi y la italiana Sim producen nanocarbonato de calcio para la modificación de pinturas de látex al agua.
Gracias a los efectos a nanoescala, su elevada superficie específica, los átomos activados y las interacciones con polímeros, adquiere funciones especiales. Su tixotropía lo hace idóneo para recubrimientos antigravilla y capas de acabado en chasis de automóviles. Para obtener tamaños nanométricos se requiere una pulverización precisa mediante molinos de bolas, de rodillos o de pines, y clasificadores de aire ultrafinos para su separación.
2. Funcionalización
Con el avance de la tecnología y la mejora del nivel de vida, los consumidores exigen mayor funcionalidad, lo que convierte a los recubrimientos multifuncionales de alto rendimiento en una tendencia. La adición de nanocarbonato de calcio y nano ZnO proporciona efectos antibacterianos y antimoho, a la vez que mejora la resistencia a la intemperie y la calidad general.
Recientemente, los fabricantes de pintura nacionales e internacionales y las instituciones de investigación están explorando minerales no metálicos y productos procesados en profundidad para mejorar o añadir nuevas funciones a los recubrimientos, convirtiéndose en un tema de gran interés en los recubrimientos arquitectónicos.
3. Modificación de la superficie
La aplicación de nanocarbonato de calcio para mejorar los recubrimientos es un tema de gran interés, pero su uso directo tiene inconvenientes: la alta energía superficial provoca aglomeración; las superficies hidrofílicas y oleofóbicas dificultan la dispersión en compuestos orgánicos, debilitando los enlaces y causando defectos.
La compatibilidad con los materiales base difiere de la de los polímeros en plásticos o caucho debido a los grupos funcionales, el peso molecular, la polaridad y las interacciones. Por lo tanto, la modificación de la superficie es esencial para una aplicación exitosa, a menudo utilizando máquinas de recubrimiento para mejorar la dispersión y el rendimiento.
4. Especialización
Con el crecimiento de la industria del carbonato de calcio, han surgido productos especializados para recubrimientos: formas cristalinas específicas, tamaños inferiores a 0,1 μm, sin sedimentación, alto brillo y fácil dispersión. Los productores de alta gama buscan carbonato de calcio específico.
En general, con la creciente conciencia sobre la protección del medio ambiente, la demanda de cargas ecológicas en la industria de recubrimientos está aumentando, y el carbonato de calcio, como carga natural y no tóxica, también está ganando atención. Mejora el rendimiento y la textura para usos de alta gama y reduce los costos para la producción a gran escala, lo que promete un crecimiento sostenido en los recubrimientos.
Polvo épico
Para equipos de primera calidad en el procesamiento de carbonato de calcio, incluidos sistemas de pulverización, molinos de bolas, molinos de rodillos, molinos de pines, máquinas de recubrimiento y clasificadores de aire ultrafinos, considere Polvo épico Machinery, líder en soluciones innovadoras de tecnología de polvos. Contáctenos hoy mismo si tiene alguna pregunta sobre nuestros productos.