Next-generation catalysts: Transitioning to Safer Drying Agents

Synopsis

Catalizadores de nueva generación: Transición hacia secantes más seguros.

Los carboxilatos metálicos son componentes clave en la industria de pinturas y recubrimientos, y actualmente se encuentran bajo un estricto escrutinio en cuanto a su seguridad de uso. Esto ha requerido estrategias adaptativas, como la sustitución del ácido 2-etilhexanoico, clasificado como reprotóxico 1B, por alternativas más seguras como el ácido neodecanoico, o la sustitución de disolventes por disolventes no VOC. Sin embargo, el mayor desafío es la sustitución del cobalto, históricamente el principal catalizador de secado, cuyas sales están clasificadas actualmente o se enfrentan a una posible clasificación como reprotóxico 1B y, en algunos casos, potencialmente carcinogénico 1B.

El secado de una pintura se basa en un proceso de auto-oxidación. En este mecanismo, el catalizador transfiere el oxígeno atmosférico al sistema a través de la formación de hidroperóxidos inestables, que se descomponen en estructuras que llevan a cabo la polimerización radical mediante el entrecruzamiento de los dobles enlaces de la resina alquídica.

Se ha estudiado el uso de otros metales, como el manganeso o el hierro, los cuales requieren dosis demasiado altas, comprometiendo las propiedades finales de la película. El uso de ligandos quelantes que complejan estos metales ha demostrado ser una estrategia eficaz, activándolos mediante la reducción de la barrera energética entre sus estados de oxidación. Esto ha permitido no solo la sustitución completa del cobalto, sino también una reducción en la dosis de metal requerida, logrando el rendimiento deseado sin comprometer las propiedades finales del recubrimiento. Un ejemplo es el uso de tetrafenilporfirina, donde el átomo metálico se inserta en el centro del anillo tetradentado, haciéndolo de 100 a 120 veces más activo que el cobalto. Otro es el novedoso uso de 2,4,6-tris(2-piridil)-1,3,5-triazina, donde el ligando hexadentado es capaz de coordinar hasta tres átomos metálicos. La alta eficiencia catalítica de estas tecnologías patentadas y en trámite de patente, respectivamente, conduce a menos grupos olefínicos sin reaccionar y a menos subproductos coloreados, lo que se traduce en un color más preciso, una blancura excepcional y un amarillamiento significativamente menor con el tiempo.