Exudación y afloramiento: por qué su dispersante no está funcionando

1Primero, separar los cuatro términos: exudación, afloramiento, eflorescencia y depósito de carbono

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En la comunicación en planta, la palabra «exudación» se utiliza para referirse a cuatro defectos distintos. Primero se presentan los términos originales de la documentación:

Eflorescencia

problema habitual de las ceras de bajo peso molecular en el masterbatch de color. El texto original de la documentación indica: «Durante el procesamiento, la parafina se descompone y sublima, migra a la superficie de la película y forma un fenómeno de eflorescencia que afecta la resistencia del sellado».

Afloramiento

es un fenómeno superficial del mismo tipo que la eflorescencia; en la documentación se emplea como argumento comparativo de venta en varios productos: «sin afloramiento, sin exudación y sin adherencia al molde» (R912), «sin afloramiento ni exudación a temperatura ambiente ni tras envejecimiento higrotérmico de doble 85, y sin niebla de aceite en la superficie del artículo acabado» (R915), «sin migración, sin exudación y sin afloramiento» (R940), «tasa de migración ≤ 0,05 % (sin exudación ni afloramiento)» (R333).

Exudación

es el término de mayor alcance. En la documentación aparece al menos en tres contextos: exudación de la lubricación externa (incrustaciones en el molde y exudación en la superficie del masterbatch), exudación del pigmento (en la columna del R902 se indica «reduce la tendencia a la exudación del pigmento (eficaz para exudación ligera)») y la expresión «sin exudación» en las descripciones de producto.

Depósito de carbono: sedimentos en el cabezal del molde. El texto original de la documentación del R902 es: «puede reducir el depósito de carbono en la boca del molde y reducir la tendencia a la exudación del pigmento (eficaz para exudación ligera)».

(Fuente: Serie de Hiperdispersantes PDF pág. 3, página impresa -12-; Californium Curium – Aditivos funcionales 1.09 PDF pág. 54, página impresa -50-; pág. 57, página impresa -53-; pág. 59, página impresa -55-; pág. 87, página impresa -83-; pág. 71, página impresa -67-)

Detrás de los cuatro términos solo hay tres tipos de causas: exceso de sustancias de bajo peso molecular en la formulación o lubricación excesiva, origen o peso molecular incorrecto del propio aditivo, y dispersión deficiente que hace que los aglomerados de partículas afloren a la superficie. A continuación se analizan estas tres categorías.

2Primera causa: exceso de lubricación externa — el único apartado de la documentación que describe directamente el mecanismo de exudación

En Californium Curium – Aditivos funcionales 1.09, página 12 (página impresa -8-), hay un apartado titulado «Sinergia entre el hiperdispersante y las materias primas de la formulación»; el punto 4 se titula «Debe existir un buen sistema de lubricación». Este pasaje es el único lugar de la documentación donde el mecanismo de «exudación» se expresa de forma explícita. Se reproduce textualmente:

Un buen sistema de lubricación es lo único que garantiza que el dispersante desarrolle plenamente su efecto y que se obtengan artículos de plástico de buena calidad. La lubricación interna y externa de la formulación deben estar equilibradas. (1) La lubricación interna favorece la plastificación y la fluidez del fundido. Lubricación interna insuficiente: el masterbatch plástico tiende a producir una dispersión deficiente y generar puntos de gel. Exceso de lubricación interna: la resistencia del fundido disminuye y, con facilidad, cae la resistencia mecánica del producto plástico. Por eso, los hiperdispersantes de nuestra empresa poseen propiedades de lubricación interna y externa bastante equilibradas; según las necesidades de la formulación, basta con añadir una pequeña cantidad de lubricante. (2) La lubricación externa favorece el desmoldeo y beneficia el acabado superficial del artículo. Lubricación externa insuficiente: provoca alta temperatura en el núcleo de confluencia, sobreplastificación, dificultad de descarga, aumento de la corriente eléctrica y superficie de partícula áspera y rugosa, amarilleamiento, entre otros problemas. Exceso de lubricación externa: la exudación se agrava y se manifiesta como incrustaciones en el molde y exudación de la lubricación externa en la superficie del masterbatch.

(Fuente: Californium Curium – Aditivos funcionales 1.09 PDF pág. 12, página impresa -8-)

Este pasaje explica el problema del título del presente artículo: cuando un dispersante no funciona, el problema muchas veces no está en el propio dispersante, sino en el sistema de lubricación. La primera frase del texto original es la conclusión: «Un buen sistema de lubricación es lo único que garantiza que el dispersante desarrolle plenamente su efecto». Es decir:

Una lubricación interna insuficiente produce directamente «dispersión deficiente con aparición de puntos de gel», exactamente igual que el mal funcionamiento del dispersante.

Un exceso de lubricación interna reduce la resistencia del fundido y, con ello, caen las propiedades mecánicas del artículo.

Una lubricación externa insuficiente vuelve áspera y amarillenta la superficie de las partículas.

La consecuencia directa del exceso de lubricación externa es la exudación: incrustaciones en el molde y exudación en la superficie del masterbatch.

En planta, los síntomas de tres de los cuatro puntos suelen apuntarse a la cuenta de «el dispersante no es bueno». El valor de esta página es que enumera de una sola vez los tres grupos de síntomas de los tres niveles de lubricación (insuficiente / normal / excesiva).

3Segunda causa: el origen contaminado de la cera de bajo peso molecular (cómo llega la parafina a la superficie de la película)

2

En casi todas las formulaciones de masterbatch de color se emplean ceras de polietileno de bajo peso molecular o lubricantes en polvo. La documentación aborda de forma muy directa un problema concreto de esta cadena de suministro:

Actualmente, algunos fabricantes de ceras de polietileno de bajo peso molecular, para reducir costos y captar clientes, recurren a añadir parafina en dosis variables de 10 %-40 %. Debido a que la parafina tiene un peso molecular bajo, un punto de fusión bajo y una temperatura de descomposición muy inferior a la de la cera de polietileno de bajo peso molecular, durante el procesamiento la parafina se descompone y sublima, migra a la superficie de la película y forma un fenómeno de eflorescencia que afecta la resistencia del sellado. En segundo lugar, según varía la temperatura de procesamiento, la descomposición térmica de la parafina también hace que moléculas pequeñas migren a la superficie y afecten el rendimiento del termosellado.

La frase siguiente es la postura de la documentación frente a la solución:

La función principal de la cera de polietileno de bajo peso molecular en el masterbatch de color es la dispersión y la lubricación. Si se emplea el hiperdispersante R1800-S, se puede reducir considerablemente el uso de polietileno de bajo peso molecular y alcanzar así el objetivo.

(Fuente: Serie de Hiperdispersantes PDF pág. 3, página impresa -12-; el mismo pasaje también aparece en Californium Curium – Aditivos funcionales 1.09 PDF pág. 16, página impresa -12-)

En otra página del mismo pasaje figura además una observación desde el punto de vista de la calidad, que es una de las tres causas de la «superficie áspera del masterbatch»:

Hay que comprobar si la calidad del dispersante (cera de polietileno de bajo peso molecular) es conforme y si su dosis es adecuada. Por ejemplo, si en algunas ceras de polietileno de bajo peso molecular se incorpora parafina, o si se trata de cera de polietileno de bajo peso molecular de alta densidad, todo ello afectará la dispersabilidad del pigmento.

(Fuente: Serie de Hiperdispersantes PDF pág. 4, página impresa -13-)

Aquí hay dos criterios aplicables. La primera es el origen: si la cera de bajo peso molecular contiene parafina (con un nivel de adición de 10 %-40 %, un ajuste fino de la formulación no puede contrarrestarlo). La segunda es la distribución del peso molecular: la «cera de polietileno de bajo peso molecular de alta densidad» también figura entre los factores que afectan la dispersabilidad. Ambas pertenecen al ámbito que debe controlar la inspección de materias primas, no a lo que se puede remediar en la planta de producción.

4Tercera causa: el dispersante en realidad no ha funcionado (tres modos de fallo)

Tres cifras de R101A: 6,50 · 16,30 · 2013 (texto original)

• 3%

Fallo 1: confundir «recubrimiento» con «dispersión»

Al tratar el problema de picaduras en cargas para moldeo por soplado, la documentación incluye esta frase citada con frecuencia:

En realidad, es muy sencillo: el método de activación habitual de los fabricantes de tratamiento de polvos consiste en tratar con ácido esteárico o cera de polietileno de forma ordinaria. Durante el tratamiento, el polvo no se dispersa en absoluto; simplemente queda recubierto. (Porque el ácido esteárico y la cera de polietileno, en el fondo, no tienen verdadera capacidad dispersante; su supuesta «dispersión» consiste en recubrir el polvo con el fin de que no se aglomere con facilidad). Debido a que algunos fabricantes, por consideraciones de costo, añaden una cantidad de aditivo que ni siquiera alcanza el objetivo de recubrimiento y, además, con el paso prolongado del tiempo las partículas vuelven a aglomerarse, se produce el fenómeno de bloqueo de malla y picaduras.

(Fuente: Serie de Hiperdispersantes PDF pág. 3, página impresa -12-; Californium Curium – Aditivos funcionales 1.09 PDF pág. 16, página impresa -12-)

Este pasaje debe leerse en su conjunto: no critica que se utilicen ácido esteárico o cera de polietileno, sino el uso del recubrimiento haciéndolo pasar por dispersión, así como dos fallos más concretos: una cantidad que no alcanza el objetivo de recubrimiento y una reaglomeración por acumulación prolongada en el tiempo. Este es también el punto central que se abordará en la sección 4 del presente artículo: estos dos tipos de aditivos tienen su lugar, solo que ese lugar no está en «resolver la dispersión».

Fallo 2: no se ha superado el umbral de temperatura

Los hiperdispersantes en pasta de Californium Curium se «sintetizan a partir de un dispersante y un agente de recubrimiento en condiciones de alta temperatura y alta presión»; su modo de acción depende de la temperatura, y la documentación define el umbral de manera muy concreta:

R1800-S

«Su principio funcional es que, a temperaturas superiores a 80 °C, el R1800-S puede humedecer rápidamente el interior del polvo, lograr el efecto de dispersión y recubrimiento y, una vez enfriado, el agente de recubrimiento solidifica. Por eso, el polvo recubierto ya no vuelve a aglomerarse». En el primer punto de la sección «Elementos prohibidos» de la misma página se indica: «El hiperdispersante R1800-S está prohibido para polvos tratados en frío (es decir, no puede utilizarse sin calentamiento, porque no se puede aprovechar plenamente su efecto de dispersión y recubrimiento)»; el segundo punto es: «Prohibido su uso en recubrimientos acuosos y tintas acuosas».

R1800-SK

«Por debajo de 70 ℃, la capa de recubrimiento no se funde; por encima de 70 ℃ comienza a fundirse y se convierte en un agente de acoplamiento iónico que mejora la compatibilidad entre el dióxido de titanio y la resina»; sus condiciones óptimas de tratamiento superficial son pH = 6,8, 70 ℃ y dosis de 0,5 %.

R1800-SH

cuando se emplea en masterbatch de color, «se añade directamente este producto junto con otros aditivos a un mezclador de alta velocidad y, cuando la temperatura alcanza aproximadamente 100 ℃, se añade la resina»; sus condiciones óptimas de tratamiento superficial son pH = 6,2, 80 ℃ y dosis de 1 %.

R100 (hiperdispersante de tipo acoplante específico para masterbatch de carga): el método de adición directa exige «mezclar a alta velocidad hasta 100-120 ℃ (deshidratación de la carga), después añadir la resina y los aditivos y mezclar a alta velocidad hasta que aumente la corriente eléctrica».

(Fuente: Serie de Hiperdispersantes PDF pág. 2, página impresa -11-; pág. 3, página impresa -12-; pág. 5, página impresa -14-; pág. 9, página impresa -18-; Californium Curium – Aditivos funcionales 1.09 PDF pág. 48, página impresa -44-)

Al leer estas indicaciones en conjunto se obtiene una conclusión práctica: una mezcla a temperatura insuficiente equivale a no haber añadido dispersante. El polvo no se humedece, la capa de recubrimiento no se forma y, tras el enfriamiento, no existe la capa protectora solidificada; por ello, que después aparezcan puntos de gel, picaduras y aglomeración no es ninguna sorpresa.

Fallo 3: la dosis sobrepasa el punto de inflexión (tanto añadir de más como de menos empeora el resultado)

Para el R1800-SK y el R1800-SH se realizó respectivamente un ensayo de «dosis-efecto»; el punto de inflexión se sitúa en posiciones distintas, pero el mecanismo descrito es el mismo. Conclusión textual del ensayo de tratamiento de dióxido de titanio con R1800-SK:

Cuando la dosis del hiperdispersante es de 1,6 %, la densidad óptica de la película es máxima y alcanza 0,386.

En la misma página se ofrece una tabla comparativa dosis-color (luminosidad / blancura TAPPI / amarillez): sin tratar 88,27 / 75,15 / 4,63; con 0,5 % 88,89 / 75,76 / 4,21; con 1,0 % 89,12 / 76,31 / 4,34; con 1,2 % 89,87 / 76,35 / 4,23; con 1,6 % 90,18 / 77,76 / 3,84; con 1,8 % 88,26 / 75,81 / 3,97; con 2,0 % 87,83 / 75,79 / 3,89. La documentación señala: «De los datos de la tabla se observa que, con una dosis del 1,6 % del hiperdispersante R1800-SK, el valor de amarillez es mínimo». (Fuente: Serie de Hiperdispersantes PDF pág. 7, página impresa -16-)

Conclusión textual del ensayo de tratamiento de negro de carbono con R1800-SH:

Cuando la dosis del hiperdispersante es del 3 %, la densidad óptica de la película es máxima y alcanza 0,487.

Para la caída posterior al punto de inflexión, la explicación de la documentación es la misma:

A medida que la dosis del hiperdispersante R1800-SH sigue aumentando, la interacción entre las moléculas del hiperdispersante R1800-SH genera «floculación por puenteo»; las partículas de pigmento floculan por el entrelazamiento de las cadenas fundidas del hiperdispersante y, por ello, la densidad óptica disminuye en lugar de aumentar.

(Fuente: Serie de Hiperdispersantes PDF pág. 10, página impresa -19-)

Ambas curvas presentan forma parabólica, primero ascendente y luego descendente. Con dosis insuficiente, el efecto se reduce (baja densidad óptica, poder cubriente deficiente, picaduras y puntos de color); con dosis excesiva, el resultado empeora aún más (floculación por puenteo, formación de grumos y defectos superficiales). Por eso, la expresión «no ha funcionado» puede significar tanto que se añadió poco como que se añadió demasiado; no puede deducirse mirando únicamente las cifras de la hoja de formulación, sino observando dónde se encuentra el punto de inflexión de la curva de efecto.

5Cera, ácido esteárico y EBS no son competidores, sino complementos: división de funciones entre polvo y pasta

En el texto original de la documentación citado en la sección anterior hay una frase que puede malinterpretarse: «el ácido esteárico y la cera de polietileno, desde un punto de vista fundamental, prácticamente no tienen dispersabilidad». Se refiere a la capacidad de dispersión en escenarios de polvo ultrafino, no a que «estos dos aditivos sean inútiles». Tres evidencias documentales permiten situar correctamente esta relación:

Evidencia 1: en las fórmulas experimentales propias de la empresa, la cera de polietileno y el hiperdispersante aparecen juntos. El texto original de la fórmula experimental con negro de carbono de R1800-SH indica: «Negro de carbono DK2028P 50 g, R1800-SH 1 g, cera de polietileno 10 g, LLDPE218W 39 g». (Fuente: PDF de la serie de hiperdispersantes, página 10, impresión -19-.) La dosis de cera de polietileno es diez veces la del hiperdispersante; se trata de una evidencia indirecta directa de «uso combinado»: ese 1 g que realiza el tratamiento superficial es el dispersante, y los 10 g de cera son los que sostienen la fluidez y la lubricación.

Evidencia 2: Californium Curium cuenta con una categoría específica de «dispersante humectante», posicionada precisamente para ocupar el lugar de la cera, el ácido esteárico y el EBS. El texto original de TPS (éster de ácido alquílico):

TPS (éster de ácido alquílico) es un sólido blanco friable obtenido mediante polimerización a alta temperatura de grupos alquilo y ácidos grasos, con las propiedades químicas generales de los ácidos carboxílicos orgánicos. Su poder humectante y lubricante es superior al de la cera de polietileno (cera PE); su poder humectante es notablemente superior al del EBS (etilen bis-estearamida), y su poder lubricante es comparable al del EBS, pero sin el problema de exudación del EBS. Es adecuado para la industria del plástico y del caucho, y puede mejorar la plasticidad, la tenacidad y la procesabilidad de los materiales.

En la columna de campos de aplicación se indica: «Como lubricante y dispersante humectante, se utiliza para mejorar la fluidez de procesamiento y el efecto de humectación superficial. Es especialmente adecuado para masterbatch de acabado mate, y puede sustituir a la cera de polietileno para mejorar el efecto mate. No se recomienda para masterbatch de alto brillo (puede afectar al brillo).» Parámetros técnicos transcritos literalmente: peso molecular 320; densidad (20 ℃) 0,871 kg/m³; punto de inflamación (copa abierta) ≥205 ℃; punto de congelación ≤55 ℃; punto de ebullición 229 ℃; temperatura de autoignición 434 ℃; viscosidad cinemática (100 ℃) 5,87 mm²/s; análisis de tipo de carbono CA 12%. Envase 25 kg/saco, vida útil 36 meses. (Fuente: PDF de la serie de hiperdispersantes, página 39, impresión -48-.)

De este apartado se extraen tres informaciones directamente utilizables: ① el «dispersante humectante» es una categoría independiente, no un sustituto del hiperdispersante; ② «sin el problema de exudación del EBS» indica que la exudación del EBS es condicional (dosis y sistema), y que el cambio de modelo es una vía ya disponible; ③ el mate y el alto brillo deben seleccionarse por separado: TPS no se recomienda para masterbatch de alto brillo.

Evidencia 3: en la lista de funciones del hiperdispersante en pasta ya figura la lubricación. El texto original de las funciones principales de R1800-S: «Las funciones principales de R1800-S son dispersar y recubrir, lubricar y desmoldar, tenacificar y aumentar el brillo; puede utilizarse como agente deslizante y antibloqueo, puede sustituir al injerto de anhídrido maleico, puede regular la velocidad de flujo del producto y puede mejorar la resistencia al impacto y la resistencia a la tracción, entre otras.» Otro ejemplo de aplicación: «En la producción de estabilizadores de PVC (estabilizador compuesto de sal de plomo, estabilizador compuesto de temperatura de plomo-bario, estabilizador compuesto de bario-zinc, etc.), la adición de 0,5% de hiperdispersante R1800-S mejora la compatibilidad del estabilizador compuesto con el PVC, permite una dispersión más uniforme en el PVC, ejerce una acción de lubricación interna y externa y desmoldeo, y mejora considerablemente el efecto de estabilidad térmica del producto.» (Fuente: PDF de la serie de hiperdispersantes, página 2, impresión -11-; página 4, impresión -13-.)

Planteamiento que integra ambos niveles (criterio de este sitio web): los hiperdispersantes en pasta (serie R1800) siguen la vía de la dispersión química: la estructura molecular se divide en dos segmentos, uno de los cuales es el grupo de anclaje (-COOH), «estos grupos polares se adsorben firmemente sobre la superficie del pigmento mediante enlaces iónicos, enlaces de hidrógeno y fuerzas de van der Waals, evitando la desorción del hiperdispersante»; el otro segmento es la cadena solvatante (dispersión), que determina la estabilidad del pigmento disperso en el medio. (Fuente: PDF de la serie de hiperdispersantes, página 5, impresión -14-; página 9, impresión -18-.)

Los productos en polvo —cera, ácido esteárico, EBS— y los dispersantes humectantes como TPS siguen la vía de humectación + lubricación interna y externa. Los dos niveles no son sustitutivos; normalmente se usan combinados: la pasta se encarga de separar realmente el polvo y recubrirlo, y el polvo se encarga de equilibrar la fluidez, el desmoldeo y el acabado superficial. En una frase, la división de funciones es: la pasta garantiza «que la dispersión se abra»; el polvo garantiza «que el procesamiento sea fluido». Si se usa el segundo como si fuera el primero, aparecen los defectos superficiales descritos en la sección 1; si se usa el primero como si fuera el segundo, el sistema de lubricación sigue desequilibrado y el exceso de lubricación externa produce igualmente exudación.

(Aquí hay un tema que la documentación no desarrolla: la relación de sustitución entre ambos tipos de aditivos en cuanto a dosis total y proporción. La documentación actual solo ofrece una proporción concreta en las fórmulas experimentales de R1800-S y R1800-SH: 1 g de dispersante + 10 g de cera de polietileno. Las proporciones para el resto de escenarios requieren ensayos piloto adicionales; este dato no figura en la documentación.)

6Tabla de correspondencia síntoma → causa (ocho filas, todas con fuente original)

Tabla de corre…

Síntoma en planta	Causa indicada en la documentación (puntos esenciales del original)	Fuente (página impresa)
En el material de carga de moldeo por soplado aparecen pequeñas picaduras granulares y obstrucción de la malla	① La fuente mineral contiene dióxido de silicio de muy alta pureza, imposible de moler fino durante la molturación; ② finura insuficiente del carbonato de calcio (malla demasiado baja); ③ el polvo demasiado fino tiende a aglomerarse y no se puede dispersar sin un buen dispersante	-12-
El carbonato de calcio activo sigue presentando picaduras y obstrucción de malla	El fabricante del tratamiento utiliza ácido esteárico o cera de polietileno para «un tratamiento ordinario»: el polvo se recubre sin haber sido dispersado; la dosis de aditivo no alcanza el objetivo de recubrimiento; con el paso del tiempo se reaglomera	-12-
La película de color por recubrimiento presenta puntos de color	Mala dispersión del pigmento en los gránulos de masterbatch de color, con aglomerados; el color de la película de recubrimiento es irregular en tono, e incluso aparecen puntos negros por dispersión	-12-
La película de color por recubrimiento presenta manchas tipo mapa de tono irregular (jaspeado)	Mala dispersabilidad del masterbatch de color; o mala resistencia térmica del pigmento con decoloración; o diferencia excesiva de índice de fluidez entre el masterbatch de color y la resina de la película de recubrimiento	-12-
Disminución del termosellado de la película y eflorescencia	Se ha mezclado parafina en la cera de polietileno de bajo peso molecular (proporción 10%-40%); durante el procesamiento la parafina se descompone y sublima, migra a la superficie de la película y forma eflorescencia	-12-
Rotura de filamento en la producción de hilo plano	Mala dispersión del masterbatch de color, partículas de pigmento demasiado grandes en el gránulo de masterbatch de color, mala compatibilidad entre soporte y resina que produce una superficie de lámina no lisa; así como factores de proceso como relación de estirado y temperatura del agua de enfriamiento	-12-
Superficie rugosa del gránulo de masterbatch de color y presencia de puntos de color en la superficie	Temperatura de extrusión o de cabezal inadecuada; mala dispersabilidad del pigmento; problema de calidad o dosis del dispersante (cera de polietileno de bajo peso molecular); tratamiento lubricante del pigmento inadecuado	-12-/-13-
Incrustaciones en el molde y exudación de lubricación externa en la superficie del masterbatch	Exceso de lubricación externa	-8-
Depósito de carbono en la boca del molde y exudación de pigmento (leve)	Puede mejorarse mediante adición interna de R902: «reduce el depósito de carbono en la boca del molde y la exudación del pigmento (eficaz para exudación leve), aumenta la resistencia térmica del pigmento entre 4 y 5 ℃, mejora la dispersabilidad de pigmentos nacarados y fluorescentes, y auxilia al agente hidrófobo para aumentar la hidrofobicidad»	-67-

Nota: -8- procede del PDF Californium Curium – Functional Additives 1.09, página 12; -12-/-13- proceden del PDF de la serie de hiperdispersantes, páginas 3-4 (el mismo apartado también aparece en Californium Curium – Functional Additives 1.09, páginas 16-17); -67- procede del PDF Californium Curium – Functional Additives 1.09, página 71.

7Cinco pasos de diagnóstico en planta (según el orden indicado en la documentación)

1. 01Primero comprobar si el sistema de lubricación está equilibrado. Un exceso de lubricación externa produce directamente exudación (incrustaciones en el molde, exudación en la superficie del masterbatch), y una lubricación interna insuficiente aflora como problema de dispersión en forma de «punto de gel». En este paso no se modifica la fórmula; primero se leen los cuatro síntomas de esa sección de la documentación y se comparan. (Fuente: -8-.)
2. 02Después comprobar el origen y el peso molecular de la cera. Si está mezclada con parafina (proporción 10%-40%) y si es cera de polietileno de bajo peso molecular de alta densidad; ambos puntos son problemas que la inspección de materias primas puede detectar. (Fuente: -12-/-13-.)
3. 03Después comprobar el umbral de temperatura. El hiperdispersante en pasta necesita más de 80 ℃ (para SK, más de 70 ℃) para completar la humectación y el recubrimiento; la adición directa en frío es un uso prohibido expresamente en la documentación. Hay que verificar in situ si la sección de mezclado alcanza realmente la temperatura y si, una vez alcanzada, se mantiene el tiempo suficiente (para R200, el criterio de pretratamiento es 1200 rpm / 15 minutos). (Fuente: -11-/-12-/-14-; para R200, véase Californium Curium – Functional Additives 1.09, página 51, impresión -47-.)
4. 04Después comprobar si la dosis supera el punto de inflexión. En usos de tratamiento superficial hay dos puntos de inflexión medidos: SK sobre dióxido de titanio (TiO₂) 1,6%, SH sobre negro de carbono 3%; superados estos valores, la densidad óptica «cae bruscamente». (Fuente: -16-/-19-.)
5. 05Por último comprobar la finura y la morfología del polvo. Una finura insuficiente produce picaduras; cuanto más fino es el polvo, mayor es el índice de absorción de aceite y mayor la superficie específica, por lo que la dosis de dispersante requerida también es mayor: «normalmente, cuanto más fino es el polvo, mayor es el índice de absorción de aceite y mayor la superficie específica, y mayor la dosis de dispersante que debe añadirse». (Fuente: PDF Californium Curium – Functional Additives 1.09, página 12, impresión -8-; PDF de la serie de hiperdispersantes, página 3, impresión -12-.)

Un punto adicional que no figura en la documentación pero que en planta suele pasarse por alto: la humedad. El texto original de R911 indica claramente: «tras abrir el envase, conservar sellado para evitar que la absorción de humedad afecte a la dispersabilidad»; las condiciones de almacenamiento de M933 indican: «lugar fresco y seco, protegido de la humedad». Una vez que el polvo ha absorbido humedad y se ha aglomerado, la sección de mezclado difícilmente puede deshacerlo de nuevo, y el resultado visible es que «el dispersante no funciona». (Criterio de este sitio web; fuentes: PDF Californium Curium – Functional Additives 1.09, página 53, impresión -49-; PDF Californium Curium – Functional Masterbatch 1.05-4, página 14, impresión -10-.)

8Cómo combinar: dispersión química, dispersión humectante y lubricación interna-externa en tres capas

Las siete secciones anteriores se resumen en una tabla de estructura de formulación:

(Fuentes: PDF de la serie de hiperdispersantes, página 2, impresión -11-; página 4, impresión -13-; página 39, impresión -48-; PDF Californium Curium – Functional Additives 1.09, página 12, impresión -8-; páginas 48-49, impresión -44-/-45-; página 51, impresión -47-; página 55, impresión -51-.)

Una vez compuesta la fórmula, hay además dos modelos de producto acabado «sin exudación» que pueden servir de referencia: R912 («sin afloramiento, sin exudación, sin adherencia al molde» «baja migración»), R915 («sin migración, sin exudación» «sin afloramiento ni exudación en envejecimiento higrotérmico a temperatura ambiente y en doble 85, superficie del artículo sin neblina oleosa»), R940 (reactivo, «unión química a la red de resina, sin migración, sin exudación, sin afloramiento»), R333 («tasa de migración ≤0,05% (sin exudación ni afloramiento)»). (Fuentes: PDF Californium Curium – Functional Additives 1.09, página 54, impresión -50-; página 57, impresión -53-; página 59, impresión -55-; página 87, impresión -83-.)

La fila de R940 señala además la diferencia técnica de la vía «sin migración»: «contiene dobles enlaces de metacrilato, puede participar en polimerización UV/por radicales libres, se une químicamente a la red de resina, sin migración, sin exudación, sin afloramiento; en comparación con los retardantes de llama de tipo aditivo, su efecto sobre la transparencia y las propiedades mecánicas es menor». Es decir, una vía para resolver el problema de la exudación de raíz es hacer que el aditivo participe en la reacción y se convierta en parte del sistema; y que un aditivo de tipo aditivo no exude depende de tres factores: peso molecular, dosis y compatibilidad. (Fuente: PDF Californium Curium – Functional Additives 1.09, página 59, impresión -55-.)

9Preguntas frecuentes (FAQ)

Q1: ¿La eflorescencia y la exudación son lo mismo? No son la misma palabra, pero sí el mismo tipo de fenómeno. En la documentación, «afloramiento» y «eflorescencia» se utilizan para describir la migración de sustancias de bajo peso molecular hacia la superficie del artículo, formando un depósito pulverulento; «exudación» tiene un alcance más amplio e incluye también la exudación de pigmentos y la exudación por lubricación externa (incrustaciones en el molde). En la comunicación en planta, se recomienda precisar tres aspectos: «qué sustancia, de dónde procede y adónde migra», en lugar de limitarse a decir «exudación».

Q2: Se ha añadido bastante dispersante; ¿por qué siguen apareciendo picaduras y puntos de gel? Revise cinco puntos siguiendo el orden de la sección 7. Las dos explicaciones más directas que ofrece la documentación son: ① un exceso de lubricación externa provoca exudación; una lubricación interna insuficiente «genera una dispersión deficiente y da lugar a puntos de gel»; ② no se ha alcanzado la temperatura umbral y el hiperdispersante en pasta no ha completado la humectación y el recubrimiento. (Fuente: -8-/-11-/-12-)

Q3: ¿Se pueden utilizar el ácido esteárico y la cera de polietileno? Sí se pueden utilizar, pero hay que situarlos correctamente: aportan humectación y lubricación interna y externa, no capacidad de dispersión de polvos ultrafinos. La documentación describe estos dos tipos de aditivos con las siguientes palabras: «su supuesta dispersión consiste en envolver el polvo para que no se aglomere con facilidad», y critica que «la dosis no alcanza el objetivo de envoltura» y que «con el tiempo acumulado se reaglomera de nuevo». (Fuente: -12-)

Q4: ¿El EBS siempre provoca exudación? La documentación no dice «siempre». La referencia citada de la página de TPS es: «poder lubricante equivalente al EBS, pero sin el problema de exudación del EBS»; es decir, la exudación del EBS depende del sistema y de la dosis, y la sustitución por un dispersante humectante constituye una vía alternativa ya disponible. (Fuente: -48-)

Q5: ¿Cómo distinguir si el dispersante es insuficiente o excesivo? Observe la curva de efecto, no la hoja de formulación. La documentación ofrece dos puntos de inflexión medidos: SK sobre dióxido de titanio, 1,6% (densidad óptica 0,386, con el menor índice de amarilleamiento); SH sobre negro de carbono, 3% (densidad óptica 0,487); una vez superado el punto de inflexión, la densidad óptica «desciende bruscamente». Determine primero el punto de inflexión en su propio sistema y después fije la dosis. (Fuente: -16-/-19-)

Q6: ¿En qué casos conviene cambiar directamente de modelo en lugar de ajustar la dosis? La documentación señala tres escenarios concretos: ① no utilizar TPS en masterbatch de alto brillo (no se recomienda para masterbatch de alto brillo, ya que puede afectar al brillo); ② no utilizar R1800-S en recubrimientos acuosos ni tintas acuosas (prohibición); ③ cuando se exija ausencia total de migración, considerar la vía reactiva (por ejemplo, la unión química de R940). (Fuente: -11-/-48-/-55-)

Q7: ¿Qué significa que R902 es «eficaz frente a exudaciones leves»? Debe entenderse en sentido literal: el texto original de la documentación dice «reduce la exudación del pigmento (eficaz frente a exudaciones leves) y aumenta la resistencia térmica del pigmento entre 4 y 5 ℃». Es decir, es una de las medidas posibles, pero no es eficaz frente a todos los grados de exudación; las exudaciones graves deben resolverse actuando sobre la estructura de la formulación y el origen de las materias primas. La documentación no proporciona el umbral de distinción entre «leve» y «grave» (este dato no figura en la documentación; puede solicitarse un informe de ensayo adicional). (Fuente: -67-)

Q8: Ante incrustaciones en el molde, ¿hay que limpiar el molde o modificar la formulación? La documentación no ofrece un procedimiento, pero desde el punto de vista del mecanismo deben hacerse ambas cosas: primero reducir la lubricación externa (de lo contrario, las incrustaciones reaparecerán tras la limpieza) y después revisar el equilibrio interno-externo del sistema de lubricación. El orden entre la limpieza del molde y el ajuste de la formulación corresponde a una decisión de proceso en planta y queda fuera del alcance de la documentación. (Criterio de este sitio)

10Fuentes de la documentación (verificables una a una)

Fuentes de la …

#	Dato / cita	Documentación	Página PDF	Página impresa
1	Cuatro síntomas del equilibrio de lubricación interna y externa (lubricación interna insuficiente → puntos de gel; lubricación interna excesiva → disminución de la resistencia del fundido; lubricación externa insuficiente → superficie áspera y amarilleamiento; lubricación externa excesiva → exudación e incrustaciones en el molde) y «solo un buen sistema de lubricación garantiza que el dispersante ejerza su efecto»	Californium Curium – Functional Additives 1.09	Página 12	-8-
2	Cuanto más fino es el polvo, mayor es el índice de absorción de aceite y mayor la superficie específica, y mayor la dosis de dispersante requerida; el aumento de la dosis de carga genera puntos de gel	Californium Curium – Functional Additives 1.09	Página 12	-8-
3	Tres causas de picaduras, ácido esteárico/cera de polietileno «sin poder dispersante apreciable», envoltura insuficiente y reaglomeración, puntos de color, manchas tipo mapa, eflorescencia en el termosellado (parafina incorporada al 10%-40%), rotura de filamento, superficie áspera	Serie de hiperdispersantes	Página 3	-12-
4	Tres causas de superficie áspera en masterbatch, cera de polietileno de bajo peso molecular mezclada con parafina o cera de bajo peso molecular de alta densidad, 0,5% de estabilizante de PVC para lubricación interna-externa y desmoldeo, aislamiento con caolín	Serie de hiperdispersantes	Página 4	-13-
5	Tabla de dosis de R1800-S, lista de funciones principales, método de identificación, prohibiciones (polvo en procesamiento en frío, recubrimientos y tintas acuosos); mecanismo de humectación y recubrimiento a 80 ℃	Serie de hiperdispersantes	Páginas 2-3	-11-/-12-
6	Estructura molecular en dos segmentos de R1800-SK (grupo de anclaje -COOH y cadena de solvatación), umbral de 70 ℃ y conversión a agente de acoplamiento iónico, referencia de 26 veces / 113 veces	Serie de hiperdispersantes	Página 5	-14-
7	Punto de inflexión de dosis de R1800-SK 1,6%, densidad óptica 0,386, tabla comparativa de luminosidad / blancura / amarilleamiento, óptimo a 70 ℃	Serie de hiperdispersantes	Página 7	-16-
8	Aplicación de R1800-SH en negro de carbono, adición de resina a 100 ℃, grupo de anclaje y cadena de solvatación, referencia de 28 veces / 122 veces, proceso óptimo pH=6,2/80 ℃/1%	Serie de hiperdispersantes	Página 9	-18-
9	Fórmula experimental de R1800-SH (con 10 g de cera de polietileno), punto de inflexión de dosis 3%, densidad óptica 0,487, explicación de floculación por puenteo	Serie de hiperdispersantes	Página 10	-19-
10	TPS dispersante humectante: humectación y poder lubricante superiores a la cera de polietileno, humectación claramente superior al EBS, poder lubricante equivalente al EBS pero sin el problema de exudación del EBS, puede sustituir a la cera de polietileno en masterbatch mate, no recomendado para masterbatch de alto brillo, parámetros técnicos y presentación	Serie de hiperdispersantes	Página 39	-48-
11	R902 «(producto sin flúor)», reducción del depósito de carbono en la boquilla, reducción de la exudación del pigmento (eficaz frente a exudaciones leves), aumento de la resistencia térmica entre 4 y 5 ℃, contenido de adición 0,5%-5%	Californium Curium – Functional Additives 1.09	Página 71	-67-
12	Triple efecto de R100 (agente de acoplamiento / agente de recubrimiento / hiperdispersante), tres métodos de adición, mezclado a alta velocidad hasta 100-120 ℃	Californium Curium – Functional Additives 1.09	Página 48	-44-
13	Cuatro funciones de R100A, proporción de adición en tanto por mil	Californium Curium – Functional Additives 1.09	Página 49	-45-
14	Pretratamiento con R200 1:50 / 1200 rpm / 15 minutos, tasa de recubrimiento ≥95%, mejora de la uniformidad de dispersión del 40%, combinado con 3% de agente de acoplamiento de silano	Californium Curium – Functional Additives 1.09	Página 51	-47-
15	R912 «sin afloramiento, sin exudación, sin adherencia al molde», «baja migración»	Californium Curium – Functional Additives 1.09	Página 54	-50-
16	R915 «sin migración, sin exudación», «en envejecimiento higrotérmico doble 85 sin afloramiento, sin exudación y sin niebla de aceite en la superficie del artículo»	Californium Curium – Functional Additives 1.09	Página 57	-53-
17	Mecanismo reactivo de no migración de R940 (el doble enlace metacrílico participa en la polimerización, unión química a la red de resina)	Californium Curium – Functional Additives 1.09	Página 59	-55-
18	R333 «tasa de migración ≤0,05% (sin exudación ni afloramiento)»	Californium Curium – Functional Additives 1.09	Página 87	-83-
19	Advertencia sobre la combinación masiva de R333 con aditivos que contienen iones metálicos (estearato de cinc, etc.)	Californium Curium – Functional Additives 1.09	Página 88	-84-
20	R911 «una vez abierto, conservar cerrado para evitar la absorción de humedad que afecta a la dispersabilidad»	Californium Curium – Functional Additives 1.09	Página 53	-49-
21	Condiciones de almacenamiento de M933 «lugar fresco y seco, proteger de la humedad»	Californium Curium – Functional Masterbatch 1.05-4	Página 14	-10-

Nota: todos los valores y citas del presente texto proceden únicamente de la documentación indicada en la tabla anterior; los elementos no recogidos en la documentación se han señalado a lo largo del texto como «este dato no figura en la documentación». El presente texto no incluye cifras de precios, nombres de clientes ni promesas de resultados; las frases marcadas con «Criterio de este sitio» corresponden al criterio editorial y no al texto original de la documentación.

11Límites de la documentación

1. 01TPS (dispersante humectante): dosis de referencia y lista de resinas aplicables — la documentación solo ofrece comparativas de propiedades y parámetros técnicos, sin dosis.
2. 02Relación de sustitución de proporciones entre aditivos en polvo (cera / ácido esteárico / EBS / TPS) e hiperdispersantes en pasta — actualmente solo existe una proporción concreta en la fórmula experimental de R1800-SH.
3. 03Métodos de cuantificación y umbrales de determinación de afloramiento/exudación — salvo la «tasa de migración ≤0,05%» de R333, el resto de modelos solo dispone de descripciones cualitativas.
4. 04Criterio de distinción entre «leve» y «grave» en la afirmación de R902 «eficaz frente a exudaciones leves».
5. 05Alternativas y dosis de cera de polietileno para masterbatch de alto brillo cuando no se utiliza TPS.
6. 06Condiciones de envejecimiento relacionadas con exudación/afloramiento de cada modelo (doble 85, higrotérmico, temperatura ambiente), con sus respectivas duraciones de ensayo y números de informe.