Els agents filants, també coneguts com a agents adherents, tackifiers o agents adhesius per a lubricants, són additius que aporten dos tipus de propietats als lubricants o greixos als quals s’incorporen. A causa dels enllaços químics que existeixen entre els àtoms, poden aportar adhesió a la superfície on s’apliquen o cohesió, és a dir, les forces que existeixen entre les molècules dels greixos, dels lubricants o de certs fluids particulars.
En la indústria dels lubricants també es coneixen com a Polymer Adhesive Tackifiers, especialment quan es fa referència a additius polimèrics dissenyats per millorar l’adherència, la filància i la permanència del lubricant sobre la superfície metàl·lica.
Què són aquests agents?
Aquests additius són polímers que confereixen adhesivitat o consistència al fluid base. L’adhesivitat es considera una propietat composta, determinada per les forces cohesives i adhesives, la viscositat i altres factors com el pes molecular i la concentració dels additius polimèrics utilitzats en la formulació d’aquests additius. Les forces cohesives permeten que el lubricant es mantingui unit com una sola massa, mentre que les forces adhesives fan que romangui sobre les superfícies a lubricar.
En altres paraules: un bon agent adhesiu ajuda a que el lubricant no es perdi per degoteig, esquitxades o centrifugació, i es mantingui durant més temps al punt on ha d’actuar. Això és especialment important en aplicacions obertes o exposades, com cadenes, guies, cables, engranatges oberts, motoserres, maquinària tèxtil o sistemes on es busca reduir la boira d’oli.
Les propietats viscoelàstiques de les solucions polimèriques depenen de la concentració del polímer i de diversos paràmetres moleculars determinats per la seva estructura química. Els paràmetres més importants són el pes molecular del polímer i, en certa mesura, la distribució del pes molecular, així com l’estructura de les cadenes del polímer. Un altre paràmetre important és la viscositat de la base.
Els polímers més utilitzats com a agents filants són el poliisobutilè (PIB, de l’anglès Polyisobutylene), d’alt pes molecular, i el copolímer d’olefines (OCP, de l’anglès Olefin Copolymer). Els OCP confereixen longituds de fil inferiors a les del PIB. No obstant això, l’estabilitat al cisallament (SS, de l’anglès Shear Stability) dels OCP és molt més alta.
Tipus de tackifiers per a lubricants
No tots els tackifiers funcionen igual. Per seleccionar correctament un agent adhesiu per a lubricants, convé diferenciar entre la seva química de base i el tipus d’aplicació per a la qual ha estat dissenyat. Des del punt de vista químic, els tackifiers més utilitzats en lubricants industrials solen ser polímers d’alt pes molecular, capaços d’aportar adhesivitat, cohesió i filància a l’oli o al greix formulat.
Principals químiques utilitzades com a tackifiers
- Tackifiers basats en PIB
Els tackifiers basats en poliisobutilè, o PIB, són una de les químiques més habituals en la lubricació industrial quan es busca una elevada filància i una bona capacitat d’adherència. El PIB ajuda a generar aquest efecte de “fil” característic de molts lubricants adhesius. Per això s’utilitza amb freqüència en olis per a cadenes, guies, cables, motoserres, engranatges oberts i altres aplicacions on el lubricant ha de romandre sobre la superfície i resistir el degoteig o les esquitxades.
El seu principal avantatge és la alta adhesivitat que pot aportar fins i tot a baixes concentracions. No obstant això, cal avaluar amb cura el seu comportament davant del cisallament i la temperatura, especialment en aplicacions exigents.
- Tackifiers basats en OCP
Els tackifiers basats en copolímers d’olefines, o OCP, ofereixen una alternativa interessant quan es busca un millor equilibri entre adhesivitat i estabilitat mecànica. En general, els OCP generen una menor longitud de fil que els PIB, però solen oferir una millor estabilitat al cisallament. Això pot ser important en formulacions sotmeses a esforç mecànic continu, on el lubricant necessita mantenir les seves propietats durant més temps.
Els OCP poden ser adequats en olis industrials, greixos lubricants i formulacions on la durabilitat de l’additiu és tan important com la filància inicial.
- Altres tackifiers polimèrics
A més del PIB i els OCP, existeixen altres Polymer Adhesive Tackifiers desenvolupats amb estructures polimèriques específiques per ajustar propietats concretes, com la compatibilitat amb olis sintètics, la resistència tèrmica, el comportament en fred, la reducció de boira o la facilitat d’incorporació durant la fabricació.
En aquests casos, la selecció no s’ha de basar només en la capacitat de generar filància, sinó també en la compatibilitat amb l’oli base, l’estabilitat del sistema i el rendiment esperat en l’aplicació final.
Tackifiers segons l’aplicació o el requisit de formulació
- Tackifiers per a alta temperatura
S’utilitzen en lubricants i greixos que treballen en condicions tèrmiques exigents. Han d’aportar adhesivitat sense comprometre l’estabilitat tèrmica i oxidativa del producte final. Són especialment rellevants en formulacions basades en PAO, olis del Grup III o altres bases sintètiques on es busca una major resistència a la degradació.
- Tackifiers bio-basats o per a formulacions més sostenibles
S’utilitzen en lubricants destinats a aplicacions ambientalment sensibles, com olis per a cadenes, guies, aplicacions forestals, agrícoles o zones on es busca reduir l’impacte ambiental de la formulació. En aquests casos, el tackifier s’ha d’avaluar dins del conjunt de la formulació, especialment si l’objectiu és complir criteris com l’Ecolabel o estar alineat amb la llista LuSC.
- Tackifiers per a sistemes aquosos
Existeixen agents filants dissenyats per a fluids base aigua o emulsions. La seva funció és aportar viscositat, adhesivitat i estabilitat al sistema sense comprometre la facilitat d’aplicació ni la compatibilitat amb el medi aquós. Poden ser interessants en determinades formulacions industrials on es busca combinar lubricitat, adherència i comportament estable en aigua.
- Tackifiers de grau alimentari
En aplicacions on existeix possibilitat de contacte accidental amb aliments, és necessari seleccionar tackifiers compatibles amb els requisits regulatoris corresponents. Aquests productes es poden utilitzar en lubricants de grau alimentari, sempre que la formulació completa compleixi les exigències aplicables.
Com enfocar la selecció
La química define el comportament bàsic del tackifier: filància, adhesivitat, estabilitat al cisallament i compatibilitat. L’aplicació defineix els requisits pràctics: temperatura, bombabilitat, resistència a l’aigua, regulació, biodegradabilitat, reducció de boira o permanència sobre la superfície.
Per això, la millor selecció no sempre és el tackifier que genera més “fil”. L’objectiu és trobar l’equilibri adequat entre adhesivitat, estabilitat, compatibilitat i rendiment en servei.
Quins són els beneficis?
Els agents filants proporcionen adherència en els lubricants i consistència en els greixos, per evitar que el lubricant degoti, inhibir la formació de boira en els lubricants i augmentar el temps de lubricació en les maquinàries. Entre els seus beneficis més rellevants destaquen:
- Millor adherència del lubricant sobre superfícies metàl·liques.
- Reducció del degoteig.
- Menor pèrdua per esquitxades o centrifugació.
- Major permanència de la pel·lícula lubricant.
- Reducció de la boira en determinades aplicacions.
- Millora de la consistència en els greixos.
- Més neteja en l’entorn de treball.
- Optimització del consum de lubricant.
- Major protecció en aplicacions obertes, exposades o sotmeses a vibració.
- En definitiva, un agent adhesiu no només modifica l’aspecte del lubricant. Ben seleccionat, pot millorar el seu comportament en servei i ajudar que la pel·lícula lubricant romangui on realment es necessita.
Quines aplicacions té?
Algunes aplicacions típiques on s’afegeixen els agents filants són:
- Olis per a cadenes i cables: el lubricant ha de resistir el moviment continu, la força centrífuga i, en alguns casos, temperatures elevades. Un tackifier ajuda a reduir el degoteig i millora la retenció de l’oli sobre la cadena.
- Olis per a guies i correderes: els agents filants ajuden a millorar l’adherència del lubricant sobre la superfície metàl·lica, reduint pèrdues i afavorint una pel·lícula més estable.
- Protectors de corrosió.
- Olis per a maquinària tèxtil.
-
-
- Olis per a engranatges oberts: el lubricant està exposat a càrrega, pols, vibració i condicions ambientals difícils. L’ús d’un agent adhesiu ajuda a mantenir el lubricant a la zona de contacte i a reduir pèrdues per esquitxades.
- Greixos lubricants: els tackifiers poden millorar la cohesió, la filància i la capacitat de permanència del producte en el punt de lubricació. Això és especialment útil quan el greix ha de resistir vibracions, humitat o moviments repetitius.
- Lubricants antiboira i fluids per a treballar metalls: en determinades aplicacions, els tackifiers ajuden a reduir la formació de boira d’oli. Això contribueix a millorar la neteja de l’entorn de treball, reduir pèrdues de lubricant i limitar la dispersió del producte en l’ambient.
-
- Lubricants per a aplicacions agrícoles, forestals i industrials exposades.
- Eines pneumàtiques: el lubricant ha de circular correctament, però també adherir-se a les superfícies internes per protegir els components. Un tackifier adequat pot ajudar a millorar aquesta retenció sense comprometre el funcionament del sistema.
Compatibilitat dels tackifiers amb olis base i altres additius
La compatibilitat és un dels factors més importants a l’hora de seleccionar un tackifier o Polymer Adhesive Tackifier. Un agent filant ha de dissoldre’s correctament en l’oli base i mantenir-se estable tant durant l’emmagatzematge com durant l’ús.
Si no existeix una bona compatibilitat, poden aparèixer problemes com terbolesa, separació de fases, pèrdua d’eficàcia, canvis de viscositat o inestabilitat en la formulació final.
Durant la formulació convé revisar:
- Compatibilitat amb olis minerals, PAO, èsters, olis blancs, olis vegetals o bases biodegradables, així com amb altres additius de la formulació.
- Estabilitat davant del cisallament.
- Comportament a baixa i alta temperatura.
En els lubricants industrials, el tackifier no treballa sol. Conviu amb additius EP/AW, antioxidants, inhibidors de corrosió, modificadors de fricció, antiespumants i altres components. Per això, la selecció s’ha de fer pensant en la formulació completa, no només en la propietat de filància.
Què cal tenir en compte?
Igual que altres polímers, els agents filants poden perdre les seves propietats si es modifica la polaritat del diluent. En general, aquest problema apareix quan un polímer es barreja amb un altre additiu més polar, com un paquet d’oli de motor o un tensioactiu basat en sulfonats. La incompatibilitat es pot evitar tenint en compte la seqüència de mescla: quan es barregen un additiu polimèric i un additiu polar, sempre cal dissoldre completament un additiu en la base lubricanta abans de començar a afegir l’altre.
Els additius més viscosos poden ser difícils de barrejar amb diluents de baixa viscositat. Una mescla deficient pot provocar incompatibilitat quan s’afegeixen altres additius. Si l’agitació no és suficient per aconseguir una bona mescla, la solució més senzilla és escalfar l’adhesiu abans de barrejar-lo.
Descomposició tèrmica: els agents filants de poliisobutilè comencen a descompondre’s per sobre dels 100 °C.
Com triar el tackifier adequat
L’elecció del tackifier depèn de l’aplicació i del tipus de formulació. Abans de seleccionar un agent adhesiu per a lubricants, convé analitzar:
- Tipus d’oli base utilitzat.
- Viscositat final desitjada.
- Temperatura de treball.
- Nivell d’adhesivitat requerit.
- Estabilitat al cisallament.
- Necessitat de reduir el degoteig, l’esquitx o la boira.
- Compatibilitat amb altres additius.
- Requisits regulatoris o alimentaris.
- Facilitat de manipulació durant la fabricació.
No sempre el tackifier que genera més filància és el més adequat. En algunes aplicacions, una filància excessiva pot dificultar la bombabilitat, afectar el comportament del lubricant o generar problemes en sistemes automàtics. Per això, l’objectiu no és afegir més adhesivitat, sinó trobar l’equilibri correcte entre adhesió, estabilitat, viscositat, compatibilitat i rendiment. És una mica com ajustar la sal en una recepta: poca no es nota, massa espatlla el plat.
Tackifiers en formulacions d’alt rendiment
Els formuladors de lubricants busquen cada vegada més solucions que permetin millorar l’eficiència, reduir el consum i allargar els intervals de relubricació. En aquest context, els tackifiers tenen un paper molt rellevant. El seu ús pot ser especialment interessant en formulacions per a lubricants industrials d’alta càrrega, olis per a cadenes, olis per a guies, greixos industrials, engranatges oberts, lubricants antiboira i aplicacions en mineria, acer, paper, ciment o indústria pesada.
El repte està en seleccionar l’agent adhesiu adequat per a cada sistema. Un tackifier ha d’aportar adherència sense comprometre l’estabilitat, la bombabilitat ni la compatibilitat del producte final.
Contacta amb els nostres especialistes per conèixer el nostre catàleg d’agents filants.
A Lumar Química treballem amb solucions dissenyades per ajudar formuladors i fabricants de lubricants a millorar l’adherència, l’estabilitat i el rendiment dels seus productes, adaptant la selecció del tackifier a cada aplicació industrial.
