CONSIDERACIONES ESPECIALES EN LA COLORACIÓN DE MATERIALES DE AISLAMIENTO Y CHAQUETA PARA CABLES

1) FUNDAMENTACIÓN TEÓRICA

Los aditivos empleados para colorear componentes plásticos suelen clasificarse como pigmentos o tintes. El pigmento es un sólido usualmente en forma de polvo fino, insoluble en el vehículo (mezcla heterogénea), mientras que el tinte suele ser un líquido soluble en el vehículo (mezcla homogénea).

Dicho aditivo suele suministrarse a través de un masterbatch colorante, el cual es básicamente una resina relativamente neutra, que sirve como vehículo portador de una alta concentración del aditivo que proporciona el color (Pigmento).

Los pigmentos usados en la industria del cable pueden ser orgánicos e inorgánicos. Los pigmentos orgánicos (1,2) pertenecen a diversas familias de compuestos propios de la química del carbono y algunos organometálicos, teniendo importancia solamente aquellos obtenidos por vía sintética, debido a que los pigmentos de origen natural poseen limitada estabilidad térmica y a los agentes físicos y químicos. Los pigmentos inorgánicos (1,2) son minerales que incluyen básicamente óxidos, hidróxidos y sales metálicas, así como también negro de carbono y algunos compuestos de coordinación.

Los masterbatch, deben conferir color de manera estable y permanente, lo cual depende en esencia de la estructura molecular del pigmento. La naturaleza del pigmento (inorgánico u orgánico) determina su carencia de reactividad, así como su resistencia a diversas condiciones físicas (luz, calor, intemperie).

1.1 Aspectos a considerar en la selección de colorantes para aislamientos y chaquetas de cables. ¿Que debo saber?

A continuación se describen los aspectos más relevantes a la hora de seleccionar masterbatch de color con aplicación en recubrimientos para cable.

• Resina base del Masterbatch.

Se debe seleccionar una resina coherente con el material del recubrimiento del cable.

• Naturaleza del Pigmento

En este aspecto es de interés saber si el pigmento que contiene el masterbatch es orgánico o inorgánico. Es una información un poco protegida por los fabricantes de los masterbatch, pero que puede ser de gran utilidad para predecir desempeños del colorante. En la siguiente tabla se compara el desempeño del colorante de acuerdo a su naturaleza química.

Tabla1. Comparación de las propiedades de pigmentos Orgánicos e inorgánicos.

Propiedad Inorgánico Orgánico

Estabilidad térmica Muy bueno Deficiente

Impacto ambiental Algunos tienen metales Pesados

mínimo

Aplicaciones de intemperie

Muy bueno

Deficiente

Resistencia UV Muy bueno Deficiente

Poder de coloración Aceptable Bueno

• Dispersión – Homogenización - Tamaño de Partícula.

Se logran mejores desempeños en la dispersión y homogenización del masterbatch con menores tamaños de partículas en los pigmentos que lo componen. Para tener una idea, el tamaño de partícula de los pigmentos orgánicos está entre 0.05 – 0.5 micrómetros y de los pigmentos inorgánicos está entre 0.1 – 1.0 micrómetros.

• Estabilidad Térmica.

Aspecto muy importante para evitar problemas de degradación del pigmento cuando se está procesando. La resistencia al calor de un pigmento depende fundamentalmente de su estructura o composición química, del tiempo de permanencia y de la dosis de empleo.

• Propiedades Mecánicas.

Durante el proceso de transformación de un material termoplástico, algunos pigmentos sensibles a la trituración se pueden destruir por causa del alto grado de cizallamiento (3).

• Influencia de la Humedad.

Algunos pigmentos son altamente higroscópicos (ej: negro de humo), es por esto que es necesario tener información si el masterbatch requiere de des-humidificación previa a su uso.

• Solidez a la Luz.

Los agentes colorantes son afectados por la luz después de cierto periodo de tiempo más o menos prolongado, hasta perder sus propiedades. El desempeño del masterbatch ante este parámetro, depende de la estructura química del pigmento y del sistema pigmento – polímero (3). Esta propiedad se cuantifica en una escala de 1 a 8 denominada escala de azules, siendo 8 el mejor desempeño.

• Solidez

...