Las superficies y recubrimientos antiadherentes son cada vez más comunes en nuestro día a día, especialmente dentro del sector electrodoméstico y menaje del hogar. Todos tenemos en nuestra casa cazos, sartenes o moldes antiadherentes que facilitan nuestras labores en la cocina, pero, ¿sabemos cómo se consigue el efecto antiadherente en los productos que utilizamos? La respuesta a esta pregunta es muy sencilla, recubrimientos antiadherentes.

Los recubrimientos antiadherentes, como por ejemplo el teflón, se aplican a los productos de cocina y hogar para conseguir que no se peguen los alimentos y facilitar su posterior limpieza.

Sin embargo, debido a sus excelentes propiedades, este tipo de recubrimientos también pueden ser utilizados en otros sectores para mejorar la funcionalidad de muchos productos. Por ejemplo, pueden ser utilizados en el sector automoción, para mejorar la limpieza de los interiores, de los parabrisas o en filtros, para evitar la obturación y mejorar el rendimiento de diferentes equipos.

Por este motivo, dentro de nuestra área de superficies funcionales, buscamos aprovechar las grandes prestaciones de estos recubrimientos para mejorar las propiedades superficiales de cualquier producto o material. En el blog de hoy os contamos cómo funcionan estos recubrimientos antiadherentes, los tipos que existen y como se pueden incorporar a los materiales y productos que queremos mejorar.

¿Qué es un recubrimiento antiadherente y cómo funciona?

Un recubrimiento antiadherente, como su propio nombre indica, es aquel que busca reducir la adherencia que hay entre la superficie de un material y los productos que se depositan sobre ella. Por ejemplo, en el caso de las sartenes, los recubrimientos que se depositan están pensados para reducir la adhesión entre los alimentos, o aceites, y el metal de la sartén. En otras aplicaciones, lo recubrimientos buscarán reducir la adherencia con otros productos diferentes. A continuación, os mostramos un recubrimiento aplicado a una pieza de un túnel de pintura para reducir la adherencia con la pintura de dicho túnel y evitar así su posterior limpieza.

En todos los casos, el recubrimiento se debe de depositar sobre la superficie del material que se desea proteger. Más adelante os contamos como llevar a cabo esta aplicación correctamente, ya que, si no se realiza bien, el recubrimiento puede no tener el efecto esperado o fallar prematuramente.

Para conseguir el efecto antiadherente, estos recubrimientos actúan mediante mecanismos físicos y químicos, que afectan a 2 propiedades fundamentales de la adherencia: la energía superficial y las fuerzas de adhesión.

La energía superficial es la fuerza de atracción o repulsión que ejerce una superficie frente a otro producto. A mayor energía superficial, mayor fuerza de atracción tiene la superficie. Por el contrario, a menor energía superficial, menores serán las fuerzas de atracción. Por este motivo, un recubrimiento antiadherente busca reducir al máximo la energía superficial del material donde se deposita. De esta forma se consigue reducir las fuerzas de adhesión que hay entre los materiales.  

Tipos de recubrimientos antiadherentes

Actualmente, existen diferentes opciones de recubrimientos antiadherentes en el mercado. Todas ellas presentan grandes propiedades, sin embargo, dependiendo de la aplicación final, puede ser más interesante seleccionar una u otra. A continuación, os presentamos los recubrimientos antiadherentes más utilizados:

  • Antiadherentes basados en tetrafluoroetileno (PTFE)

    El PTFE aporta las propiedades antiadherentes a este tipo de recubrimientos. Dentro de este grupo encontramos al producto antiadherente más conocido del mercado, el Teflón, presente en nuestras cocinas, productos de construcción, medicina, etc. Este tipo de recubrimientos son inertes y no suponen un riesgo de toxicidad, sin embargo, en el pasado se consideraron tóxicos por la presencia de ácido perfluooctánico (PFOA). Actualmente, este compuesto tóxico ya no se encuentra en su composición.

    Probablemente, los recubrimientos basados en PTFE ofrezcan los mejores resultados hoy en día, sin embargo, hay que tener en cuenta su baja resistencia, ya que se deterioran con bastante facilidad bajo la acción de agentes externos como la temperatura, la abrasión o lo agentes químicos entre otros.

    Para solucionar este problema, es posible reforzar los recubrimientos basados en PTFE con otros elementos, como por ejemplo el titanio, que aporta dureza y resistencia al recubrimiento.

  • Antiadherentes cerámicos sol-gel

    En este caso, el recubrimiento se basa en la dispersión de partículas cerámicas en un medio líquido, en este caso gel. Una vez mezclados, la suspensión coloidal de partículas se puede aplicar sobre la superficie de un producto para dotarlo de propiedades antiadherentes.

    Comparados con los recubrimientos basados en PTFE, los recubrimientos cerámicos son más duros y resisten mejor las elevadas temperaturas, sin embargo, sus propiedades antiadherentes pueden ser algo inferiores a las proporcionadas por los basados en PTFE.

  • Antiadherentes basados en siloxanos

    Este tipo de antiadherentes se basan en conseguir el mismo principio de antiadherencia de las siliconas. Los siloxanos son compuestos orgánicos con propiedades antiadherentes que se pueden aplicar a la superficie de cualquier producto para dotarlo de dichas propiedades. Os dejamos un ejemplo de producto en donde lo hemos aplicado.

    La principal ventaja que tienen estos recubrimientos basados en siloxanos es que se puede modificar los radicales para dotarles de diferentes propiedades antiadherentes. Dentro de estas propiedades destaca el ángulo de contacto y el ángulo de deslizamiento.

Dentro de cada uno de los 3 grupos de recubrimientos antiadherentes, encontramos diferentes opciones, en función de las necesidades del producto donde se vaya aplicar. Por ello, es muy importante conocer la funcionalidad que se desea obtener y las condiciones de uso que se le va a dar al producto, de esta forma podrá elegirse el mejor recubrimiento antiadherente.

De forma adicional, mediante la aplicación de microestructuras sobre la superficie, se puede modificar la rugosidad de los materiales para lograr el efecto antiadherente de forma física. En ATRIA hemos combinado la aplicación de microestructuras y recubrimientos para conseguir una acción conjunta de ambas tecnologías.

Cómo incorporar un recubrimiento antiadherente a un material

Uno de los puntos más críticos a la hora de utilizar un recubrimiento en un producto o material es su aplicación. Esta etapa es clave, ya que se necesita lograr una correcta unión entre el recubrimiento y el producto final.

En ATRIA antes de industrializar el uso de un recubrimiento, definimos el proceso de aplicación para evitar los problemas derivados de una mala adhesión entre el recubrimiento y el producto que se desea mejorar. Para ello, optimizamos las siguientes etapas:

  1. Limpieza de la superficie. Al igual que con las pinturas, antes de aplicar un recubrimiento es indispensable que la superficie esté completamente limpia. En función del producto y el recubrimiento, se pueden utilizar diferentes agentes limpiadores.

 2. Activación de la superficie. En muchas ocasiones es recomendable realizar un proceso de activación de la superficie donde se va a depositar el recubrimiento. Esta activación hace que el recubrimiento se adhiera mejora a la superficie. Para llevara a cabo esta activación existen diferentes opciones (flameado, plasma, ozono, etc.)

3. Aplicación del recubrimiento. La aplicación se puede realizar mediante Dip-coating o esprayado. Dependiendo de la industrialización y del tipo de producto se elige la opción más adecuada. Ambas opciones deben de ser perfectamente optimizadas para asegurar la correcta deposición del recubrimiento y espesor.

4. Curado. Finalmente, muchos recubrimientos necesitan una etapa de curado. Esta etapa se debe de realizar correctamente para evitar la degradación del recubrimiento.

Cómo evaluar la eficiencia de un recubrimiento 

Para asegurar el correcto funcionamiento de un recubrimiento, nuestro equipo de ensayos y calidad se encarga de evaluar la eficiencia de todos los recubrimientos que estudiamos. De esta forma, podemos elegir el que mejores prestaciones ofrece a la aplicación final.

Para evaluar la eficiencia, medimos el ángulo de contacto que forman los líquidos con el recubrimiento. Esta caracterización la llevamos a cabo con nuestro tensiómetro, que nos permite depositar gotas controladas y tomar una imagen del ángulo que forman con la superficie.

Además, podemos calcular la energía superficial del recubrimiento depositando gotas de 3 líquidos con diferente polaridad. De esta forma, tenemos completamente caracterizado el recubrimiento y aseguramos el correcto resultado en el producto final.

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