El blanqueamiento de un recubrimiento de polisilazano después del curado suele indicar la formación de estructuras microscópicas no uniformes capaces de dispersar la luz visible, como microporos, microburbujas, separación de fases localizada o una red inorgánica irregular.

Estas estructuras pueden deberse a una hidrólisis demasiado rápida, una evacuación deficiente de los gases de reacción, un espesor excesivo de película húmeda, disolventes residuales, contaminación del sustrato o un programa de curado inadecuado. Cuando la adherencia es inestable, también deben revisarse el tratamiento del sustrato, la humectación de la interfaz y el grado real de curado. El problema no puede resolverse únicamente ajustando la humedad.

¿Por qué se vuelve blanco un recubrimiento de polisilazano?

Un recubrimiento transparente mantiene su transparencia porque su estructura interna es relativamente uniforme y dispersa poca luz visible. Cuando aparecen microporos, microburbujas, diferencias locales de densidad u otras estructuras no uniformes, aumenta la dispersión de la luz. A escala macroscópica, esto puede manifestarse como neblina, turbidez blanquecina o reducción de la transmisión luminosa.

Una hidrólisis demasiado rápida puede generar una estructura irregular

Algunos polisilazanos de curado por humedad experimentan hidrólisis y posteriores reacciones de condensación en presencia de agua. La humedad influye tanto en la velocidad de reacción como en la estructura de la red final.

Si la superficie reacciona mucho más rápido que el interior de la película, puede formarse un gradiente de curado: la superficie ya se ha reticulado o densificado, mientras que el interior continúa reaccionando. Las diferencias estructurales, tensiones localizadas o microporos resultantes pueden provocar dispersión de la luz.

Sin embargo, no es correcto afirmar simplemente que “cuanto mayor sea la humedad, más fácil será que aparezca blanqueamiento”. El resultado también depende de la estructura del polisilazano, el sistema catalítico, el disolvente, el espesor de la película, la temperatura y el sustrato.

Los productos de reacción no pueden escapar correctamente

Los polisilazanos con estructuras diferentes pueden generar distintos productos volátiles durante la hidrólisis y la conversión:

• La conversión hidrolítica de los enlaces Si–N puede producir sustancias volátiles que contienen nitrógeno; algunos sistemas pueden liberar amoníaco.

• Los sistemas que contienen estructuras Si–H pueden generar hidrógeno al reaccionar con agua.

• Los disolventes y los componentes de bajo peso molecular presentes en las materias primas también deben salir gradualmente de la película húmeda.

Si la película húmeda es demasiado gruesa, la temperatura aumenta con excesiva rapidez o la superficie se densifica prematuramente, estas sustancias pueden quedar atrapadas. Como consecuencia, pueden formarse microporos, poros puntiformes, burbujas o turbidez blanquecina.

Las rutas de reacción y la liberación de gases varían según el producto. Deben confirmarse mediante la SDS, la TDS y la documentación técnica del proveedor correspondiente. El mecanismo de un polisilazano concreto no debe aplicarse automáticamente a todos los productos.

Espesor o uniformidad inadecuados de la película húmeda

Una película húmeda demasiado gruesa aumenta la distancia de difusión de los disolventes y productos de reacción del interior. Las variaciones locales de espesor también pueden provocar diferencias en la velocidad de curado, la contracción y el aspecto final.

Cuando el blanqueamiento aparece de forma localizada, debe comprobarse si coincide con zonas de descuelgue, acumulación en los bordes, áreas de solapamiento, ranuras o cavidades.

¿Por qué son importantes el disolvente y el programa de calentamiento?

Durante el curado de un recubrimiento de polisilazano, no solo debe considerarse la evaporación del disolvente. También debe dejarse tiempo suficiente para que puedan escapar los gases generados por la reacción.

Si el recubrimiento se calienta rápidamente justo después de la aplicación, puede producirse la siguiente secuencia:

1. La superficie se reticula o densifica rápidamente.

2. Los disolventes y productos de reacción continúan liberándose desde el interior.

3. Los gases tienen dificultades para atravesar la capa superficial.

4. Se forman microporos, poros puntiformes, burbujas o turbidez blanquecina dentro de la película.

Por lo tanto, el tiempo de nivelación o evaporación, las condiciones de curado escalonado y la velocidad de calentamiento deben establecerse según la documentación del producto específico. No se recomienda utilizar un programa de calentamiento universal sin la TDS correspondiente y sin resultados de ensayo que lo respalden.

¿Qué más debe comprobarse cuando la adherencia es inestable?

Estado de la superficie del sustrato

El aceite, la humedad, el polvo, las capas de óxido y los residuos de agentes de limpieza o desmoldeantes pueden afectar tanto a la humectación como a la unión en la interfaz.

Se recomienda preparar muestras de control sobre sustratos sometidos a una limpieza estandarizada y documentar los procesos de lijado, limpieza, secado y activación superficial.

Compatibilidad entre el material y el sustrato

Los metales, el vidrio, la cerámica y los polímeros presentan diferentes estados químicos superficiales. Un mismo polisilazano puede mostrar comportamientos distintos de humectación, curado y adherencia según el sustrato.

Cuando sea necesario, pueden evaluarse imprimaciones, tratamientos con silanos u otras soluciones de modificación interfacial. Sin embargo, debe comprobarse la compatibilidad entre las distintas capas.

Grado real de curado

Que la superficie esté seca no significa que la conversión dentro de la película haya finalizado. Antes de realizar una prueba de adherencia, deben mantenerse constantes el tiempo de curado, la temperatura, la humedad y las condiciones de postratamiento. De lo contrario, los resultados de diferentes lotes no serán comparables.

¿Qué condiciones de proceso deben confirmarse?

Cuando aparezcan blanqueamiento o fluctuaciones de adherencia, se recomienda registrar la siguiente información:

1. Tipo de polisilazano y lote correspondiente

2. Tipo de sustrato, rugosidad superficial y método de pretratamiento

3. Temperatura de aplicación y humedad relativa

4. Disolvente de dilución, proporción de dilución y tiempo de nivelación

5. Espesor y uniformidad de la película húmeda

6. Aplicación en una sola capa o en varias capas

7. Curado a temperatura ambiente, por humedad, por calentamiento o mediante un proceso combinado

8. Velocidad de calentamiento, condiciones de mantenimiento de temperatura y método de enfriamiento

9. Ventilación, extracción localizada y control de gases en las zonas de aplicación y curado

10. Momento, lugar y forma en que aparece el blanqueamiento

11. Método de ensayo de adherencia e interfaz de fallo

La adherencia puede evaluarse mediante un ensayo de corte en rejilla o un ensayo de tracción, según el tipo y el espesor del recubrimiento. Deben registrarse la versión de la norma utilizada, la separación de las cuchillas, el sustrato, el espesor de la película y el método de evaluación, por ejemplo, el ensayo de corte en rejilla ISO 2409 o el ensayo de adherencia por tracción ISO 4624.

Precauciones de ventilación y seguridad

Si el producto contiene enlaces Si–N hidrolizables o estructuras Si–H, durante el curado pueden generarse amoníaco, hidrógeno u otras sustancias volátiles. Una ventilación deficiente no solo puede perjudicar la calidad de la película, sino también generar riesgos de exposición del personal o acumulación de gases inflamables.

Antes de la aplicación, debe consultarse la SDS del producto específico. La ventilación, la extracción y las medidas necesarias de control de gases deben configurarse de acuerdo con la cantidad utilizada, el tamaño del espacio y el método de curado.

En sistemas que puedan generar hidrógeno, también deben evaluarse el control de fuentes de ignición y los requisitos de protección contra explosiones. Este artículo no sustituye las instrucciones de seguridad del producto concreto.

Procedimiento recomendado de investigación

Paso 1: Identificar la etapa en la que aparece el fallo

Determine si el blanqueamiento aparece después de la aplicación, durante el secado superficial, durante el curado térmico o después de una prueba de resistencia al agua o a otros medios.

Paso 2: Preparar muestras de control modificando una sola variable

Controle por separado el tratamiento del sustrato, el espesor de la película húmeda, la humedad ambiental, el tiempo de nivelación y el programa de calentamiento. Siempre que sea posible, modifique únicamente una variable principal en cada grupo de ensayo.

Paso 3: Observar la ubicación del defecto

Compruebe si el blanqueamiento se concentra en zonas de película gruesa, bordes, ranuras, cavidades o lugares con ventilación insuficiente. Si existe una clara relación con la ubicación, deben revisarse primero el espesor de la película y las condiciones de salida de los compuestos volátiles.

Paso 4: Comprobar el grado de curado y la interfaz

Combine la inspección visual, las pruebas de adherencia y los métodos de análisis químico adecuados para determinar si el problema se origina dentro del recubrimiento o en la interfaz entre el recubrimiento y el sustrato.

Paso 5: Ajustar después la selección del material

Una vez investigadas las causas relacionadas con el proceso, pueden compararse organopolisilazanos, perhidropolisilazanos, sistemas modificados con silanos o sistemas de imprimación compatibles. Debe evitarse cambiar directamente de producto antes de conocer la causa del problema.

IOTA SILICONE OIL (Anhui) CO., LTD., como proveedor de soluciones para toda la cadena de la industria de las siliconas, puede ayudar a seleccionar organopolisilazanos, perhidropolisilazanos, silanos y otros materiales de silicona relacionados.

Los materiales específicos, el espesor de película y las condiciones de curado deben determinarse según la TDS y la SDS del producto correspondiente, junto con los resultados de los ensayos realizados sobre el sustrato real del cliente.

Preguntas frecuentes

¿Cuál es la causa microscópica del blanqueamiento de un recubrimiento de polisilazano?

El blanqueamiento suele estar relacionado con la dispersión de la luz provocada por microporos, microburbujas, separación de fases localizada o una red no uniforme dentro de la película. La velocidad de hidrólisis, el espesor de la película, la evaporación del disolvente y la salida de los productos de reacción influyen en la formación de estas estructuras.

¿Una humedad más alta siempre acelera el curado del polisilazano?

En algunos polisilazanos de curado por humedad, un aumento de la humedad puede acelerar la hidrólisis y el curado superficial. Sin embargo, esto no significa que una humedad más alta sea siempre mejor.

La humedad también puede modificar la ruta de reacción y la estructura de la red final. La ventana de proceso adecuada debe determinarse mediante la TDS del producto correspondiente y ensayos de validación. El intervalo de humedad utilizado en un estudio concreto no debe aplicarse directamente a otros productos.

¿El curado del polisilazano libera amoníaco e hidrógeno?

Depende de la estructura del material y de las condiciones de reacción. La conversión hidrolítica de enlaces Si–N puede generar sustancias volátiles que contienen nitrógeno, mientras que las estructuras Si–H pueden producir hidrógeno al reaccionar con agua.

Deben consultarse la SDS y la documentación técnica del producto específico.

¿Por qué un calentamiento rápido puede provocar burbujas o turbidez blanquecina?

El calentamiento rápido puede hacer que la superficie se reticule o densifique demasiado pronto. Los disolventes y productos de reacción del interior no pueden escapar a tiempo, lo que provoca microporos, poros puntiformes, burbujas o blanqueamiento.

¿Por qué no pueden intercambiarse directamente el organopolisilazano y el perhidropolisilazano?

Sus sustituyentes y reactividades son diferentes. Los organopolisilazanos conservan grupos orgánicos y presentan características específicas de flexibilidad de película, hidrofobicidad y adaptabilidad al proceso.

Los perhidropolisilazanos contienen una mayor proporción de estructuras Si–H y Si–N y pueden convertirse en una red inorgánica de siloxano bajo condiciones adecuadas. Ambos tipos de materiales difieren en el método de curado, la liberación de gases, la tensión de la película y los límites de aplicación.

¿Una película húmeda más fina siempre produce un recubrimiento mejor?

No necesariamente. Reducir el espesor de la película húmeda facilita la salida de los disolventes y productos de reacción, pero el recubrimiento final debe seguir cumpliendo los requisitos de protección y barrera.

Debe alcanzarse un equilibrio entre apariencia, adherencia y rendimiento funcional.

Si la superficie está seca, ¿significa que el polisilazano está completamente curado?

No. El secado superficial solo refleja el estado de la superficie. El grado de conversión en el interior sigue dependiendo del espesor de la película, la temperatura, la humedad, el tiempo y el método de curado.

¿Cómo debe estandarizarse la prueba de adherencia?

Según el espesor de la película y el sistema de recubrimiento, puede utilizarse el ensayo de corte en rejilla ISO 2409 o el ensayo de adherencia por tracción ISO 4624.

El sustrato, el espesor de la película, el tiempo de curado, las condiciones ambientales y los criterios de evaluación deben mantenerse constantes.

Fundamentos técnicos

La humedad puede afectar la hidrólisis, la condensación, el grado de reticulación y el rendimiento final de los recubrimientos de polisilazano. Sin embargo, diferentes formulaciones pueden producir resultados distintos bajo las mismas condiciones de humedad. Estudio sobre el efecto de la humedad en el curado de organopolisilazanos modificados

La estructura molecular de un polisilazano influye en la dureza, la hidrofobicidad y la adherencia del recubrimiento al sustrato. Por tanto, las propiedades de un polisilazano concreto no deben considerarse representativas de toda la categoría de materiales. Estudio sobre diferentes estructuras de polisilazano y sus propiedades como recubrimiento

La temperatura, la humedad y los sistemas de aditivos pueden influir en el curado a baja temperatura y en la evolución de sustancias volátiles de los organopolisilazanos. Estudio sobre las condiciones de curado y los gases liberados

Nota importante: Las formulaciones, los niveles de humedad, los espesores de película y las temperaturas de curado descritos en la literatura solo son aplicables a los sistemas experimentales específicos de cada estudio. No deben utilizarse directamente como parámetros de aplicación para los productos de IOTA.