Tecnología explicada · 28 de septiembre de 2026
¿En qué se diferencia añadir un 2 % de añadir un 8 %? Impacto real de la dosis de retardante de llama en las propiedades del sistema
Con el mismo retardante de llama, entre añadir un 2 % y añadir un 8 % no hay seis puntos porcentuales de diferencia, sino cuatro aspectos: clasificación de resistencia a la llama, propiedades mecánicas y superficiales, ventana de procesamiento y gramaje del artículo acabado. Este artículo asigna primero un denominador al porcentaje (en la documentación coexisten cuatro denominadores), compara después los tres niveles de M922 (3,5 % / 4-6 % / 8 %), la tabla comparativa medida con la adición del 2 % de R200 y los dos puntos de inflexión originales en los que «añadir más empeora el resultado», y ofrece un procedimiento de prueba a pequeña escala, así como recordatorios sobre humedad y vida útil.
- 01Antiaglomeración
- 02Tasa de distribución
- 03Equilibrio de lubricación
Trasladado del cuerpoAdición 2 %: tabla comparativa antes/después · tabla completa al inicio ⟪N⟫
| Variable | Evidencia documental (puntos clave del texto original) | Fuente (página impresa) |
|---|---|---|
| Clasificación de resistencia a la llama | R915: V-2 con 1 %–2 %, V-0 con 2 %–4 %; R912B: 1,5 %-5 % alcanza V-0, LOI ≥38 %; R200: con 2 % pasa de V-2 a V-0 (0,8 mm) | -54-, -52-, -46- |
| Propiedades mecánicas | R912B «afecta poco a las propiedades mecánicas del PET (p. ej., resistencia a la tracción y resistencia al impacto)»; R915 «no reduce de forma apreciable el impacto, la tracción ni la flexión del PET/PETG, y no perjudica la imprimabilidad, la adhesión ni el termosellado»; R912 «causa un deterioro mecánico reducido del sustrato original; tenacidad y resistencia a la intemperie»; R100 «mejora la resistencia a la tracción, la resistencia al impacto, la resistencia a la flexión y otras propiedades mecánicas del artículo acabado» | -52-, -53-, -50-, -44- |
| Superficie y aspecto | R912 «sin afloramiento, sin exudación y sin adherencia al molde»; R915 «no blanquea durante el procesamiento, no amarillea y no exuda» y «en envejecimiento higrotérmico 85/85, sin afloramiento ni exudación y sin velo de aceite en la superficie del artículo»; R912 describe su efecto sobre la transparencia como «atenuación de la transmitancia luminosa del sustrato de aproximadamente 20 %», R912B como «solo una pérdida de transmisión de aproximadamente 20 %» y R915 indica «sin efecto negativo sobre la transmitancia luminosa ni la nebulosidad del sustrato» | -50-, -53-, -52- |
| Ventana de procesamiento | Véanse los cinco límites de temperatura del Mecanismo 4 de la sección anterior | -54-, -52-, -47-, -56-, -84- |
| Gramaje y densidad del artículo acabado | M922 1,10 g/cm³, M915 1,21 g/cm³, M918 1,22 g/cm³, M911 0,89 g/cm³; sinergista R218 densidad aprox. 2,6–3,2 g/cm³ | Masterbatch -9-/-2-/-3-/-1-; -57- |
Tres niveles del mismo modelo (texto original)
- 4-6%
- 8%
Desarrollar los valores medidos de la tabla de este artículo en columnas de barras cuadro por cuadro: la altura de la barra es igual al valor original, crece al desplazarse.Controlado por desplazamiento, fotograma a fotograma con requestAnimationFrame; si el sistema pide reducir el movimiento o la pantalla es estrecha, se muestra directamente el fotograma final.
En primer lugar, asigne un denominador a «2 %» y «8 %»
En la documentación de retardantes de llama, la frase más habitual es «dosis recomendada X %», y también es la que más errores provoca, porque delante del porcentaje debe existir siempre un denominador. En el texto original de la documentación coexisten al menos cuatro denominadores:
- Calculado sobre la masa de la carga inorgánica: R100 «dosis recomendada: 0,5 % - 3 % de la masa de la carga inorgánica»; R200 «añádase un 1-3 % sobre la masa de la carga de hidróxido, con un 2 % recomendado (si la superficie específica de la carga es >20m²/g, se sugiere aumentarla al 3 %)». (Fuente: Californium Curium – Aditivos funcionales 1.09, PDF, pág. 48, página impresa -44-; pág. 51, página impresa -47-)
- Calculado sobre la cantidad de polvo y en función de la finura: la tabla de dosis de R1800-S da valores escalonados según la malla del carbonato de calcio, el talco y el caolín (la tabla completa se cita más adelante en la sección 3). (Fuente: Californium Curium – Serie de hiperdispersantes, PDF, pág. 2, página impresa -11-)
- Calculado sobre el artículo acabado final: R1800-S «0,5 %-1 % del producto plástico final»; R902 «0,5 %-5 % del producto plástico final»; R333 «dosis en condiciones normales de trabajo: 0,5 %-1,2 %; con dosis de irradiación media o alta (por encima de 50kGy) y en condiciones de envejecimiento a largo plazo: añadir 1,2 %-1,8 %». (Fuente: Californium Curium – Serie de hiperdispersantes, PDF, pág. 4, página impresa -13-; Californium Curium – Aditivos funcionales 1.09, PDF, pág. 71, página impresa -67-; pág. 88, página impresa -84-)
- Calculado sobre la masa total de resina o sobre un componente determinado: R940 «dosis recomendada en sistemas acrílicos UV (fotocurado): 15-30 % (respecto a la masa total de resina)»; «dosis recomendada en sistemas de poliuretano (PU/PUA): 12-25 % (respecto al componente poliol)». (Fuente: Californium Curium – Aditivos funcionales 1.09, PDF, pág. 60, página impresa -56-)
En la misma documentación coexisten los cuatro denominadores, y esta es la primera pregunta que debe responderse al hablar de «añadir un 2 % y un 8 %»: ¿de qué es ese 2 %? Solo después de aclarar el denominador se pueden comparar con rigor los niveles reales que se presentan a continuación.
Existe además una forma más sutil que la ausencia de denominador: la mezcla de signos de mil y de porcentaje. En la documentación se reproducen literalmente dos pasajes con signos de mil: la nota de R1800-S indica «al tratar caolín, la adición del 2 por mil puede mejorar el aislamiento»; R100A indica «proporción de adición recomendada: del 3 por mil al 10 por mil (en general, carbonato de calcio 3 ‰-7 ‰, talco 8 ‰-10 ‰, sulfato de bario 5 ‰-7 ‰, dióxido de titanio 3 ‰-5 ‰)». El 3 ‰ es un 0,3 %, diez veces inferior al 3 %. (Fuente: Californium Curium – Serie de hiperdispersantes, PDF, pág. 2, página impresa -11-; Californium Curium – Aditivos funcionales 1.09, PDF, pág. 49, página impresa -45-)
Tres niveles de un mismo modelo: 3,5 % / 4-6 % / 8 % de M922
En la hoja de datos técnicos (TDS) del masterbatch retardante de llama M922, la línea «Dosis» da tres niveles y constituye el mejor punto de anclaje de este artículo. Se reproduce textualmente:
Dosis: homopolímero 3,5 %, mezcla de homopolímero y copolímero, 4-6 %, copolímero 8 %
Se reproducen igualmente los demás indicadores de la misma página: norma medioambiental ROHS; clasificación de resistencia a la llama UL94 V2; aspecto gránulos cilíndricos blancos; contenido efectivo de retardante de llama 25; densidad 1,10 g/cm³; contenido de humedad ≤0,1 %; punto de fusión ≥160℃; índice de fluidez (MFI) 15 g/min (200℃, 5kg); temperatura de descomposición 230℃ (TGA 1 %). (Fuente: Californium Curium – Masterbatch funcional 1.05-4, PDF, pág. 13, página impresa -9-)
El significado de los tres niveles es el siguiente: un mismo masterbatch, aplicado a PP homopolímero, PP mezcla de homopolímero/copolímero y PP copolímero, emplea 3,5 %, 4-6 % y 8 %, respectivamente. Es decir, en esta línea, «añadir un 2 % y un 8 %» no son dos cifras elegidas al azar, sino dos niveles reales del mismo producto en dos estados distintos del material base, separados por una única variable: la estructura molecular de la matriz.
¿Por qué el PP copolímero requiere llegar al 8 %? La documentación no desarrolla el mecanismo en esta página (este punto no se desarrolla en la documentación).
No obstante, en el mismo volumen de documentación, otro masterbatch libre de halógenos ofrece una afirmación en sentido contrario que debe leerse junto con la anterior: en [Dosis de referencia] de M933 (masterbatch retardante de llama V0 libre de halógenos para PP) se indica «15-25 %» y se anota: «cuanto más delgado sea el producto, mejor será el efecto retardante de llama y menor será la proporción de adición; la dosis real se ajustará a los resultados reales del cliente». En la misma página se ofrece un dato medido: «en una lámina de PP de 0,4mm de espesor, añadiendo 25 partes de este producto, el goteo no inflama el algodón». (Fuente: Californium Curium – Masterbatch funcional 1.05-4, PDF, pág. 14, página impresa -10-)
Por su parte, en [Modo de empleo] del retardante de llama libre de halógenos para PE R911 se indica: «Según el espesor del artículo delgado de PE y los requisitos de resistencia a la llama, la dosis recomendada es del 10 %-20 % (cuanto menor sea el espesor, se recomienda aumentar adecuadamente la dosis); la proporción óptima puede determinarse mediante un ensayo a pequeña escala». (Fuente: Californium Curium – Aditivos funcionales 1.09, PDF, pág. 53, página impresa -49-)
Una dice «cuanto más delgado, menor proporción de adición» (M933, sistema de PP), y la otra «cuanto más delgado, se recomienda aumentar adecuadamente la dosis» (R911, sistema de PE). Estas dos afirmaciones van en direcciones opuestas, y cada una es válida porque el sistema y el mecanismo son distintos: M933 es un masterbatch a base de fósforo con sinergista y recubrimiento superficial, mientras que R911 pertenece al tipo de amina impedida y está orientado a películas y láminas delgadas. La conclusión es directa: los niveles de dosis no pueden trasladarse de un sistema a otro. El 8 % de un tercero no es su 8 %.
Según la clasificación de resistencia a la llama: el punto porcentual entre V-2 y V-0
El denominador más frecuente que el «sustrato» es la «clasificación de resistencia a la llama objetivo». La comparación más clara de la documentación procede de R915 (retardante de llama transparente libre de halógenos específico para PET/PETG):
UL94 V-2 (1,5mm): 1 %-2 %; UL94 V-0 (1,0-1,5mm): 2 %-4 %; puede combinarse con una pequeña cantidad de sinergista de fósforo-nitrógeno según se requiera para reducir la dosis, sin afectar la transparencia en todo el proceso.
(Fuente: Californium Curium – Aditivos funcionales 1.09, PDF, pág. 58, página impresa -54-)
En la misma página se indican además los límites de proceso: «Temperatura del cilindro en extrusión/inyección: 240-275℃; temperatura de la boquilla/molde: 60-90℃; se prohíbe la permanencia prolongada a más de 290℃ para evitar una ligera degradación térmica del retardante de llama y amarilleamiento».
Si se colocan estas cifras junto a las de otros modelos en una misma tabla, queda claro cuánta dosis adicional exige pasar de V-2 a V-0:
| Modelo | Clasificación de resistencia a la llama y dosis | Fuente (página impresa) |
|---|---|---|
| R915 (PET/PETG, 18 % de fósforo) | V-2 (1,5mm) 1 %-2 %; V-0 (1,0-1,5mm) 2 %-4 % | -54- |
| R912B (PET, sistema de fósforo + pequeña cantidad de sinergista a base de nitrógeno) | 1,5 %-5 % → UL94 V-0, LOI elevado a más del 38 % | -52- |
| R911 (PE, tipo amina impedida) | 10 %-20 % → UL94 V-2 (tipo película) / GB/T 2408-2008 FV-2 | -49- |
| R200 (coadyuvante del sistema de hidróxido de magnesio/hidróxido de aluminio) | añadir 2 % (respecto a la masa de carga) → UL94 V-0 (espesor 0,8mm); sin añadir, V-2 | -46- |
| M918 (masterbatch libre de halógenos para PA6 nailon) | 8 %-12 % → UL94V0, temperatura de procesamiento <325℃ | volumen de masterbatch -3- |
| M915 (masterbatch transparente libre de halógenos para PETG) | 6 %-10 % → UL94V0, temperatura de procesamiento <280℃ | volumen de masterbatch -2- |
| M911 (masterbatch libre de halógenos para PE) | 10 %-25 % → UL94V1, temperatura de procesamiento <250℃ | volumen de masterbatch -1- |
| M933 (masterbatch libre de halógenos para PP) | 15-25 %; lámina de PP de 0,4mm con 25 partes, goteo sin inflamar el algodón | volumen de masterbatch -10- |
(Fuente: Californium Curium – Aditivos funcionales 1.09, PDF, págs. 54-58 y 50, páginas impresas -50-/-52-/-49-/-46-; Californium Curium – Masterbatch funcional 1.05-4, PDF, págs. 5-7 y 14, páginas impresas -1-/-2-/-3-/-10-)
Al leer esta tabla conviene tener presente una cosa: aunque se trate igualmente de «llegar a V-0», R915 emplea un 2 %-4 %, R912B un 1,5 %-5 %, R911 sigue la vía V-2 en lugar de V-0, y M911 la vía UL94V1. La clasificación y la dosis no forman una curva continua, sino que están segmentadas por tres variables: sistema, sustrato y espesor. Cualquier afirmación del tipo «añadir X % permite alcanzar tal clasificación» debe indicar simultáneamente esas tres condiciones.
Qué ocurre realmente en el sistema tras añadir un 2 %: tabla de datos medidos de R200
Intersección de rangos de misma dimensión (% · 2 objetos)
Dimensión · %Eje x = dimensión %; banda coloreada = intervalo objetivo donde puede caer el objeto; puntos fuera de la banda = porciones que no se pueden alcanzar.
- Banda objetivo
- Pico de tasa de li…
- Tasa de utilizació…
- Eje X misma dimensión % ·
- Escala del eje X basada en el máximo del artículo (20–70 %); no comparar longitudes entre artículos.
- Pico de tasa de li…20–30 %
- Tasa de utilizació…60–70 %
Datos del gráfico (texto fuente tal cual)
| Objeto | Intervalo |
|---|---|
| Pico de tasa de liberación de calor | 20–30 % |
| Tasa de utilización efectiva del retardante de llama | 60–70 % |
Texto origenEscala 18–77 %
En la documentación del coadyuvante retardante de llama R200 hay una tabla comparativa completa de «sin añadir frente a añadir 2 %», el único lugar de la documentación donde se cuantifica, partida por partida y en una misma tabla, «cuánto se añade» y «cuánto se mejora». Se reproduce fila por fila:
(Fuente: Californium Curium – Aditivos funcionales 1.09, PDF, pág. 50, página impresa -46-; la misma página también aparece en Californium Curium – Serie de hiperdispersantes, PDF, pág. 37, página impresa -46-)
La explicación del mecanismo en la misma página aclara por qué este 2 % es eficaz: «Los grupos organofosforados forman enlaces covalentes con la superficie del hidróxido, dispersando las partículas aglomeradas (el tamaño medio de partícula se reduce de 5μm a menos de 1μm) en unidades nanométricas, de modo que el área de contacto entre el retardante de llama y la matriz se multiplica por más de 3, y la eficiencia de absorción de calor y reducción de temperatura durante la combustión mejora notablemente». También se describen tres capas de protección durante la combustión: el organofosforado se descompone formando una capa carbonosa de ácido fosfórico (200-300℃) que bloquea la transferencia de calor; el hidróxido de magnesio/hidróxido de aluminio se deshidrata absorbiendo calor (300-450℃) y reduce la temperatura de la matriz; el óxido metálico y la capa carbonosa se combinan formando una barrera que inhibe la liberación de gases combustibles.
En la tabla de indicadores de esa misma página hay otros dos datos directamente relacionados con la «cantidad añadida»: reducción de la tensión interfacial ≥40 % (frente a matriz de PP); reducción de la viscosidad del fundido del 15-20 % (sistema con 60 % de carga), y se indica que el efecto «permite una mayor carga de relleno (hasta 60 %) y la dosis de retardante de llama puede aumentarse en un 20 %».
La sección siguiente de R200 ofrece tres escenarios que convierten los porcentajes en resultados de línea de producción; se reproducen aquí sus datos cuantitativos:
- Carcasas de aparatos eléctricos y electrónicos: al añadir un 2 % de este producto a un sistema retardante de llama de PP, junto con un 60 % de hidróxido de magnesio, el artículo puede alcanzar el grado UL94 V-0 (1,5mm) y, al mismo tiempo, la temperatura de deformación térmica aumenta 10℃.
- Piezas interiores de automóviles: tras usar este producto en composites con base de PE, el índice de oxígeno aumenta del 24 % al 30 % y se cumple la norma de resistencia a la llama FMVSS 302 de la industria automotriz (velocidad de combustión ≤100mm/min).
- Capas de aislamiento de cables: tras añadir este producto en un sistema de PVC, la clasificación de combustión vertical pasa de V-1 a V-0 y la densidad de humo se reduce un 15 % (ensayo GB/T 8323.2).
(Fuente: Californium Curium – Aditivos funcionales 1.09, PDF, pág. 51, página impresa -47-)
Obsérvese que los dos valores de la primera línea deben leerse conjuntamente: 2 % de aditivo + 60 % de hidróxido de magnesio. Si solo se recuerda «añadir un 2 %» y se omite la carga del 60 % de relleno, este resultado no puede reproducirse.
El lado de «añadir un 8 %»: tres costes que se pueden leer en la documentación
Una aclaración previa: la documentación no incluye un experimento comparativo específico para «añadir un 8 %», por lo que este artículo no inventa cifras de propiedades para el 8 %. Sin embargo, los tres indicadores que figuran en la página de M922 ya ponen de manifiesto los tres aspectos que deben vigilarse en los niveles de dosis altos:
- Densidad relativa 1,10 g/cm³. El masterbatch no es resina pura; cuanto mayor es la dosis, mayor es la proporción de componentes no resinosos en el artículo acabado. En el mismo volumen, la densidad relativa de M915 es 1,21 g/cm³, la de M918 1,22 g/cm³ y la de M911 0,89 g/cm³ (Fuente: volumen de masterbatch -2-/-3-/-1-). Recordatorio de campo: la dosis se calcula en porcentaje en peso, mientras que el artículo se conforma por volumen; un aditivo de mayor densidad relativa ocupa una fracción volumétrica mayor para el mismo porcentaje en peso. Al calcular el gramaje y el coste, no se debe estimar solo por intuición ponderal. (Criterio de este sitio web)
- Temperatura de descomposición 230℃ (TGA 1 %). Es el valor indicado para el propio M922. Si se compara con la temperatura de procesamiento habitual del PP, el nivel del 8 % exige vigilar aún más el perfil de temperaturas y el tiempo de permanencia que el nivel del 3,5 %. (Criterio de este sitio web)
- Contenido efectivo de retardante de llama 25. El contenido de principio activo del masterbatch es fijo; aumentar la dosis para mejorar la clasificación de resistencia a la llama implica introducir más componentes no resinosos en el sistema. (Fuente: volumen de masterbatch -9-)
(Fuente: Californium Curium – Masterbatch funcional 1.05-4, PDF, pág. 13, página impresa -9-; págs. 5-6, páginas impresas -1-/-2-; pág. 7, página impresa -3-)
Cuatro mecanismos por los que «añadir más empeora el resultado» (texto original de la documentación)
Trasladado del cuerpoVariables y evidencia documental · tabla completa
| Elemento de ensayo | Sin añadir dispersante | Añadiendo 2 % de R200 | Mejora de eficiencia |
|---|---|---|---|
| Índice de oxígeno (LOI) | 24-26 % | 28-32 % | +16,7 %~+23,1 % |
| Pico de tasa de liberación de calor | 350-400 W/g | 280-320 W/g | reducción del 20 %~30 % |
| Clasificación de combustión vertical UL94 | V-2 | V-0 (espesor 0,8mm) | mejora directa de 1 nivel |
| Tasa de utilización efectiva del retardante de llama | 60-70 % | superior al 90 % | mejora superior al 30 % |
Este es el apartado que más conviene recordar de todo el artículo. La documentación señala expresamente cuatro puntos en los que «si se añade demasiado, el resultado empeora», y en cada uno se indica el texto original y el número de página.
floculación por puente
Mecanismo 2: sobrecarga de carga (fallo del recubrimiento en el masterbatch retardante de llama). Texto original de las «puntos operativos clave» de R200: «Durante la preparación del masterbatch se recomienda mantener el contenido de carga entre 60-70 %. Un grado de carga excesivo (>80 %) puede afectar al efecto de recubrimiento del dispersante y provocar una disminución de la eficiencia retardante de llama.» (Fuente: Californium Curium – Functional Additives 1.09, PDF pág. 51, página impresa -47-)
Mecanismo 3: contraindicaciones del sistema (cuanto más se añade, más evidentes son los efectos secundarios). Tres indicaciones deben figurar en la revisión de la fórmula: R940 «no puede utilizarse en sistemas de silicona por adición (catálisis de platino); presenta riesgo de toxicidad»; R912 «este producto es un retardante de llama de tipo goteo; si se requiere que no gotee, solo puede utilizarse como sinergista retardante de llama en combinación»; M911 «en la fórmula de uso es preferible no combinarlo con componentes inflamables o comburentes, como ceras, ésteres o alúmina; tampoco debe combinarse con agentes antigoteo y no es adecuado para refuerzo con fibra. Si la combinación es inevitable, realice primero un ensayo para confirmar que cumple los requisitos del producto antes de usarlo». (Fuente: Californium Curium – Functional Additives 1.09, PDF pág. 60, página impresa -56-; pág. 55, página impresa -51-; Californium Curium – Functional Masterbatch 1.05-4, PDF pág. 5, página impresa -1-)
Mecanismo 4: pérdida de ventana de procesamiento. Cuanto mayor es la dosis, más se depende de la temperatura para lograr la dispersión, y cada producto tiene un límite superior de temperatura: R915 «está prohibida la permanencia prolongada por encima de 290 ℃ para evitar una ligera degradación térmica y amarilleamiento del retardante de llama»; R912B «se recomienda mantener la temperatura de procesamiento entre 230 ℃ y 280 ℃ (20-30 ℃ por debajo de la temperatura de procesamiento habitual del PET)»; R200 «temperatura de procesamiento recomendada para base de PP: 180-200 ℃; evite temperaturas altas (>220 ℃) que provoquen la descomposición de los componentes organofosforados y afecten al efecto sinérgico retardante de llama»; R940 «la temperatura no debe superar 120 ℃ en calentamiento prolongado, para evitar la autopolimerización»; R333 «prohibido terminantemente el procesamiento a temperatura excesivamente alta (>280 ℃)». (Fuente: Californium Curium – Functional Additives 1.09, PDF pág. 58, página impresa -54-; pág. 56, página impresa -52-; pág. 51, página impresa -47-; pág. 60, página impresa -56-; pág. 88, página impresa -84-)
La relación de cremallera entre la dosis y las otras tres variables
Al reunir en una sola tabla todas las indicaciones de la documentación que se condicionan mutuamente con la dosis, se entiende por qué «cuánto añadir» nunca es una decisión aislada:
Si se lee esta tabla en vertical, se ve una cremallera: al tirar de una celda hacia la derecha (aumentar la dosis), se mueve la celda de clasificación de resistencia a la llama, y con ella se mueven también las celdas de propiedades mecánicas, superficie, ventana de procesamiento y gramaje. En la documentación no hay ningún caso en el que «solo mejore una cosa y lo demás no cambie».
Cuatro prácticas de campo para determinar la dosis mediante ensayos (todas con fuente)
- Primero consulte la tabla; después actúe. La dosis de R1800-S se consulta en una tabla según el índice de absorción de aceite y el tamaño de partícula del polvo: carbonato de calcio, malla 800: 0,2 %; malla 1250: 0,3 %; malla 1500: 0,35 %; malla 3000: 0,5 %. Talco, malla 800: 0,32 %; malla 1250: 0,38 %; malla 1500: 0,47 %; malla 3000: 1 %. Caolín, malla 800: 0,3 %; malla 1250: 0,35 %; malla 1500: 0,45 %; malla 3000: 0,8 %. Para pigmentos orgánicos/inorgánicos (p. ej., negro de carbono, dióxido de titanio (TiO₂), azul ultramar, amarillo de cromo, etc.), la dosis es de aproximadamente 0,3-1,2 %, ajustada según la fórmula real. (Fuente: Californium Curium – Hyperdispersant Series, PDF pág. 2, página impresa -11-)
- Primero pretrate; después mezcle. Texto original de la «recomendación de proceso óptimo» de R200: «Pretrate este producto con hidróxido en proporción 1:50 en un mezclador de alta velocidad (1200 rpm, 15 minutos); así puede lograrse una tasa de recubrimiento superficial de la carga superior al 95 % y una mejora del 40 % en la uniformidad de dispersión del retardante de llama.» En la misma página hay otra indicación: durante el pretratamiento de la carga puede añadirse un 3 % de agente de acoplamiento de silano, formando una doble modificación interfacial «organofosforado-silano». (Fuente: Californium Curium – Functional Additives 1.09, PDF pág. 51, página impresa -47-)
- Primero prepare el masterbatch; después diluya. En los «puntos operativos de mezclado» de R915 se indica: «Preparación del masterbatch: puede prepararse primero un masterbatch retardante de llama de PET/PETG con una concentración del 20 %–30 %; su uso es más cómodo y la dispersión es mejor.» R100 ofrece tres métodos: adición directa, pretratamiento y molienda directa («según la proporción, R100 puede tratarse como coadyuvante de molienda y alimentarse directamente junto con el mineral en un molino vertical; el polvo resultante es polvo activado (prestaciones muy superiores a las de un coadyuvante de molienda)»). (Fuente: Californium Curium – Functional Additives 1.09, PDF pág. 58, página impresa -54-; pág. 48, página impresa -44-)
- Por último, fije la dosis mediante ensayo a pequeña escala. La documentación repite la misma frase en varios productos: R911 «la proporción óptima puede determinarse mediante un ensayo a pequeña escala»; R912B «la proporción óptima puede determinarse mediante un ensayo a pequeña escala»; en las observaciones de R915 se indica que «según el espesor del artículo, el equipo y el proceso, y el sistema sinérgico, la dosis puede ajustarse ligeramente; se recomienda que el cliente realice antes un ensayo a pequeña escala para determinar la fórmula óptima»; las indicaciones de almacenamiento y uso de R218 tienen el mismo sentido. (Fuente: Californium Curium – Functional Additives 1.09, PDF pág. 53, página impresa -49-; pág. 56, página impresa -52-; pág. 58, página impresa -54-)
Segundo grupo de parámetros que también influye en el resultado además de la dosis: humedad y vida útil
El porcentaje de la hoja de fórmula es la cifra que «se introduce», no la cifra que «actúa». La documentación describe con precisión ese tramo intermedio:
- Humedad del sustrato
- R915 exige «secar previamente el sustrato de PET/PETG a 120 ℃ durante 4–6 h, con una humedad ≤0,03 %, para evitar hidrólisis y blanqueamiento durante el procesamiento».
- Protección antihumedad del propio aditivo: R911 «tras abrir el envase, mantener cerrado herméticamente para evitar que la absorción de humedad afecte a la dispersabilidad»; condiciones de almacenamiento de M933: «lugar fresco y seco, proteger de la humedad».
- Vida útil
- R911, R912, R912B y R915 se conservan 12 meses en envase cerrado a temperatura ambiente; R940 se conserva 6 meses en envase cerrado, con la indicación de que «si se supera la vida útil, se recomienda realizar antes un ensayo a pequeña escala para confirmar que no hay gel y que la viscosidad es normal antes de usarlo»; R218 generalmente 2 años a temperatura ambiente; R333, 24 meses, y «tras abrir el envase se recomienda consumirlo en 1 mes; si se apelmaza por humedad, puede secarse y triturarse para usarlo con normalidad, sin que se vean afectadas sus prestaciones».
(Fuente: Californium Curium – Functional Additives 1.09, PDF pág. 58, página impresa -54-; pág. 53, página impresa -49-; pág. 60, página impresa -56-; pág. 61, página impresa -57-; pág. 88, página impresa -84-; Californium Curium – Functional Masterbatch 1.05-4, PDF pág. 14, página impresa -10-)
Recordatorio editorial: un polvo apelmazado por humedad suele dispersarse mal en la mezcla de alta velocidad; la dosis efectiva que llega a la resina será inferior a la indicada en la hoja de fórmula. En ese caso, si se sube la dosis de 2 % a 3 %, lo que resuelve el problema no suele ser ese 1 %, sino el paso de secado y mezclado. (Criterio de este sitio)
Un ejemplo de cálculo que recorre la «cremallera»: R915 de 1 % a 4 %
Aplicando a R915 las reglas de las siete secciones anteriores, al pasar de 1 % a 4 % ocurren simultáneamente cuatro cosas, todas comprobables por número de página:
- Se mueve la celda de clasificación de resistencia a la llama: del intervalo 1 %–2 % de V-2 (1,5 mm) se pasa al intervalo 2 %–4 % de V-0 (1,0–1,5 mm).
- La celda de transparencia recibe un criterio documental expreso: R915 indica «sin efecto negativo sobre la transmitancia luminosa ni la nebulosidad del sustrato»; en el mismo volumen, R912 muestra «atenuación de la transmitancia luminosa del sustrato de aproximadamente 20 %» y R912B «solo una pérdida de transmisión de aproximadamente 20 %»: el coste de transparencia no es igual en las tres rutas transparentes, por lo que la dosis debe leerse según el criterio documental de cada modelo.
- La celda de ventana de procesamiento no cambia, pero hay que vigilarla aún más: la temperatura de husillo de 240–275 ℃ y la prohibición de «permanencia prolongada por encima de 290 ℃» son límites de producto y no se relajan al aumentar la dosis.
- La celda de coste y gramaje sigue la estructura de la sección 5: cuanto mayor es la dosis, mayor es la proporción de componentes no resínicos en la fórmula.
(Fuente: Californium Curium – Functional Additives 1.09, PDF pág. 58, página impresa -54-; pág. 57, página impresa -53-; pág. 55, página impresa -51-; pág. 56, página impresa -52-)
Preguntas frecuentes (FAQ)
Q1: ¿Agregar 2 % u 8 %? Primero hay que responder tres preguntas: según el denominador de quién se calcula, si la base es homopolímero o copolímero y si el objetivo es V-2 o V-0. Si no se responden esas tres preguntas, tanto 2 % como 8 % son solo adjetivos. La respuesta más directa que ofrece la documentación son los tres tramos de M922: homopolímero 3,5 %, mezcla de homopolímero y copolímero 4-6 %, copolímero 8 %. (Fuente: Masterbatch -9-)
Q2: ¿Si se añade más, el efecto retardante de llama mejora siempre? No necesariamente. La documentación ofrece dos curvas de punto de inflexión: R1800-SH con negro de carbono alcanza la densidad óptica máxima en 3 % (0,487) y después «desciende bruscamente»; el punto de inflexión de R1800-SK con dióxido de titanio está en 1,6 % (densidad óptica 0,386). (Fuente: Californium Curium – Hyperdispersant Series, PDF pág. 10, página impresa -19-; pág. 7, página impresa -16-)
Q3: ¿Por qué existe un punto de inflexión? La explicación del texto original es la «floculación por puente»: antes del punto de saturación, los grupos de anclaje adsorbidos sobre la superficie del pigmento son cada vez más numerosos; al superarlo, la interacción entre hiperdispersantes genera una floculación por puente y las partículas floculan por el entrelazamiento de las cadenas de solvatación, con lo que las prestaciones descienden. (Fuente: idem)
Q4: ¿Si se añade mucho retardante de llama, se deterioran las propiedades mecánicas? La documentación habla de «afecta poco», no de «no afecta»: R912B «afecta poco a las propiedades mecánicas del PET (p. ej., resistencia a la tracción y resistencia al impacto)»; R915 «no reduce de forma apreciable el impacto, la tracción ni la flexión del PET/PETG». Ningún modelo ofrece una cifra cuantificada de retención de propiedades (este dato no figura en la documentación; puede complementarse con un informe de ensayo).
Q5: ¿Cómo se calcula el coste? La documentación no contiene ningún dato de dosis-coste y este artículo tampoco trata información de precios. Lo que puede afirmarse es la estructura: la dosis determina la proporción de componentes no resínicos en la fórmula, y esa proporción influye a la vez en el coste por unidad de peso y en el gramaje del artículo acabado (véase la fila de densidad relativa de la sección 5). (Criterio de este sitio + este dato no figura en la documentación)
Q6: ¿Puede convertirse la dosis del masterbatch en dosis del aditivo en polvo? No puede convertirse directamente. El masterbatch es un intermedio en el que el componente activo se dispersa previamente en una resina portadora: el «contenido efectivo de retardante de llama 25» de M922 y la estructura de fórmula de M915/M918 muestran que el masterbatch incluye un soporte; en cambio, R200 y R100, aditivos en polvo o líquidos, se dosifican respecto a la masa de la carga. Los denominadores son distintos y el contenido efectivo del masterbatch varía según el producto. (Fuente: Masterbatch -9-; Californium Curium – Functional Additives 1.09, pág. 48, página impresa -44-)
Q7: ¿Por qué, para un mismo producto, la dirección de la dosis es opuesta entre artículos finos y gruesos? En la documentación existen efectivamente dos direcciones: M933 «cuanto más fino es el producto, mejor es el efecto retardante de llama y menor es la proporción de adición» (sistema PP, fósforo + sinergista, forma de masterbatch); R911 «cuanto más fino es el espesor, se recomienda aumentar adecuadamente la dosis» (sistema PE, amina impedida, forma de polvo). Las explicaciones de mecanismo de ambas no están en la misma página; este artículo las presenta en paralelo según el texto original y no ofrece una explicación unificada (la explicación de mecanismo de las dos curvas espesor-dosis no figura en la documentación).
Q8: ¿Qué parámetro debe moverse primero al ensayar la dosis? Lo que la documentación prioriza es el pretratamiento y el mezclado (R200: 1:50/1200 rpm/15 min; R915: secado a 120 ℃/4–6 h y premezcla de 5–8 min), porque ellos determinan directamente si se logra o no una buena dispersión, y si la dispersión no es suficiente, cualquier dosis alta es un desperdicio: la casilla «tasa de utilización efectiva del retardante de llama» de R200 pasa de 60-70 % a más de 90 %, y de eso trata exactamente este punto. (Fuente: Californium Curium – Functional Additives 1.09, PDF pág. 51, página impresa -47-; pág. 50, página impresa -46-; pág. 58, página impresa -54-)
Q9: ¿Cómo se utilizan juntos los dos números de «contenido efectivo de retardante de llama» y «proporción de adición» del masterbatch? Son dos cifras distintas: el contenido efectivo de retardante de llama describe la concentración del propio masterbatch (la casilla de M922 indica 25); la proporción de adición describe la proporción de masterbatch incorporada a la resina (3,5 % / 4-6 % / 8 %). El criterio de campo es: la concentración del masterbatch se mantiene fija y el cambio de clasificación se hace mediante la proporción de adición; la fórmula de conversión entre ambas no figura en la documentación (este dato no figura en la documentación). (Fuente: Californium Curium – Functional Masterbatch 1.05-4, PDF pág. 13, página impresa -9-)
Q10: ¿Si se sube la dosis al 8 %, hay que ajustar también la temperatura de procesamiento? Las temperaturas de procesamiento que indica la documentación son límites de producto y no se relajan al aumentar la dosis: la temperatura de descomposición de M922 es 230 ℃ (TGA 1 %), con un índice de fluidez (MFI) de 15 g/min (200 ℃, 5 kg); M911 <250 ℃, M915 <280 ℃ y M918 <325 ℃. Cuanto mayor es la dosis, más deben respetarse el límite superior y el tiempo de permanencia: este es un consenso de campo y también la razón por la que la documentación presenta en la misma página la temperatura de descomposición y la temperatura de procesamiento. (Fuente: Californium Curium – Functional Masterbatch 1.05-4, PDF pág. 13, página impresa -9-; págs. 5–7, páginas impresas -1-/-2-/-3-)
Fuentes de la documentación (verificables una por una)
| # | Dato / Cita | Documentación | Página del PDF | Página impresa |
|---|---|---|---|---|
| 1 | Dosis recomendada de R100: 0,5%-3% respecto a la masa de carga inorgánica; tres métodos de adición | Californium Curium – Aditivos funcionales 1.09 | p. 48 | -44- |
| 2 | Proporción de adición recomendada para R100A: del 3‰ al 10‰ (carbonato de calcio 3‰-7‰, etc.) | Californium Curium – Aditivos funcionales 1.09 | p. 49 | -45- |
| 3 | R200: 1-3% respecto a la masa de carga, recomendado 2%, superficie específica >20 m²/g; aumentar al 3% | Californium Curium – Aditivos funcionales 1.09 | p. 51 | -47- |
| 4 | Tabla comparativa de R200 al 2% (cuatro filas: LOI, pico de tasa de liberación de calor, UL94, tasa de utilización efectiva) y tres indicadores técnicos | Californium Curium – Aditivos funcionales 1.09 | p. 50 | -46- |
| 5 | Resultados cuantitativos de R200 en tres escenarios, proceso de pretratamiento, contenido de carga 60-70%, viscosidad y tensión interfacial | Californium Curium – Aditivos funcionales 1.09 | p. 51 | -47- |
| 6 | Tabla de dosis de R1800-S (tres tipos de polvo × cuatro mallas + pigmento 0,3%-1,2%), restricciones | Serie de hiperdispersantes | p. 2 | -11- |
| 7 | R1800-S en producto final plástico: 0,5%—1% | Serie de hiperdispersantes | p. 4 | -13- |
| 8 | Experimento de R1800-SK con dióxido de titanio (TiO₂): punto de inflexión 1,6%, densidad óptica 0,386 | Serie de hiperdispersantes | p. 7 | -16- |
| 9 | Experimento de R1800-SH con negro de carbono: punto de inflexión 3%, densidad óptica 0,487, explicación de floculación por puenteo | Serie de hiperdispersantes | p. 10 | -19- |
| 10 | Dosis de R911 10%-20% y criterio de espesor, ensayo de muestra pequeña | Californium Curium – Aditivos funcionales 1.09 | p. 53 | -49- |
| 11 | Dosis de R912 según sustrato (TPU 2%–7%, PETG/PET 1,5%–3%), restricción al tipo con goteo, atenuación de transmitancia luminosa de aproximadamente 20% | Californium Curium – Aditivos funcionales 1.09 | p. 54–55 | -50-/-51- |
| 12 | Dosis de R912B: 1,5%-5%, V-0, LOI ≥38%, temperatura de procesamiento 230-280℃ | Californium Curium – Aditivos funcionales 1.09 | p. 56 | -52- |
| 13 | Dosis escalonada de R915, temperatura de procesamiento y prohibición a >290℃ | Californium Curium – Aditivos funcionales 1.09 | p. 58 | -54- |
| 14 | Dos dosis de R940, fósforo total 1,5-3,0% para alcanzar V-0, temperatura y restricciones | Californium Curium – Aditivos funcionales 1.09 | p. 60 | -56- |
| 15 | R902 en producto final plástico: 0,5%—5% | Californium Curium – Aditivos funcionales 1.09 | p. 71 | -67- |
| 16 | Dosis escalonada de R333 (0,5%-1,2% / 1,2%-1,8%) y prohibición a >280℃, tasa de migración ≤0,05% | Californium Curium – Aditivos funcionales 1.09 | p. 87–88 | -83-/-84- |
| 17 | Densidad de R218: aproximadamente 2,6–3,2 g/cm³ | Californium Curium – Aditivos funcionales 1.09 | p. 61 | -57- |
| 18 | Tres dosis de M922 y conjunto completo de propiedades físicas (densidad relativa 1,10, temperatura de descomposición 230℃, contenido efectivo 25) | Californium Curium – Masterbatch funcional 1.05-4 | p. 13 | -9- |
| 19 | Dosis de referencia de M933: 15-25%, lámina de 0,4 mm con 25 partes para goteo sin ignición de algodón, criterio de espesor | Californium Curium – Masterbatch funcional 1.05-4 | p. 14 | -10- |
| 20 | Proporción de adición y temperatura de procesamiento de M911/M915/M918, densidad relativa, índice de fluidez | Californium Curium – Masterbatch funcional 1.05-4 | p. 5–7 | -1-/-2-/-3- |
Nota: Todos los valores y citas del presente documento proceden únicamente de la documentación indicada en la tabla anterior; los elementos no recogidos en la documentación se han marcado en cada caso a lo largo del texto como «este dato no figura en la documentación». El presente documento no contiene cifras de precios, nombres de clientes ni promesas de resultados; las frases marcadas con «criterio de este sitio» son advertencias editoriales, no texto original de la documentación.
Límites de la documentación
- El mecanismo de escalonamiento de las tres dosis de M922 (homopolímero 3,5% / mezcla 4-6% / copolímero 8%) y las condiciones de espesor correspondientes.
- El conjunto completo de espesores de ensayo para la clasificación «V-0 / V-2» de cada modelo, la preparación de probetas y el organismo de ensayo.
- La tasa de retención cuantitativa de las propiedades mecánicas tras aumentar la dosis (porcentaje de retención de resistencia a la tracción y resistencia al impacto); la documentación actual solo contiene expresiones cualitativas del tipo «influencia menor».
- La explicación del mecanismo de los dos criterios de sentido opuesto: «cuanto menor es el espesor, menor es la proporción de adición» (M933) y «cuanto menor es el espesor, se recomienda aumentar adecuadamente la dosis» (R911).
- Cualquier dato de dosis-coste (según lo requerido, el presente documento no contiene ninguna información de precios).
- La tabla completa de indicadores físico-químicos de R912B (actualmente solo se dispone de la descripción del mecanismo y de las propiedades).
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Productos mencionados en este artículo
- R200R200 Hiperdispersante acoplante organofosforado para hidróxido de magnesio/aluminio R200
- M922M922 Masterbatch retardante de llama para PP M922
- R1800-SR1800-S Hiperdispersante para caucho y plásticos R1800-S
- R1800-SKR1800-SK Hiperdispersante para caucho y plásticos R1800-SK
- R1800-SHR1800-SH Hiperdispersante para caucho y plásticos R1800-SH
- R100R100 Hiperdispersante acoplante para masterbatch de carga R100
- R100AR100A Activador de cargas multifuncional R100A
- R911R911 Retardante de llama libre de halógenos para PE R911
- R912R912 Retardante de llama transparente libre de halógenos R912
- R912BR912B Retardante de llama libre de halógenos para PET R912B
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