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PINTURAS Y RECUBRIMIENTOS

Introducción a su tecnología

JORDI CALVO CARBONELL

PINTURAS Y RECUBRIMIENTOS

Introducción a su tecnología Prólogo: Miquel Martínez Guasch

Madrid - Buenos Aires - México - Bogotá

Copyright © 2009 Jordi Calvo Carbonell

Reservados todos los derechos. «Cualquier forma de reproducción, distribución, comunicación pública o transformación de esta obra solo puede ser realizada con la autorización de sus titulares, salvo excepción prevista por la ley. Diríjase a CEDRO (Centro Español de Derechos Reprográficos, www.cedro.org) si necesita fotocopiar o escanear algún fragmento de esta obra». Ediciones Díaz de Santos http://ediciones.diazdesantos.es ISBN: 978-84-7978-883-4 Depósito legal: M. 728-2009 Diseño de cubierta: A. Calvete Fotocomposición e impresión: Fernández Ciudad, S. L. Encuadernación: Rústica-Hilo, S. L.

Dono les gracies a Leonor per les hores i hores que pacientment ha suportat la meva dedicació a aquest treball.

PRÓLOGO

Jordi Calvo Carbonell nos ofrece un libro didáctico y ameno que viene a cubrir, con acierto, unas necesidades de formación global para muchas personas que inician su vida profesional alrededor de esta nuestra especialidad. Todo ello es resumen de un cúmulo de experiencias de un profesional humano, honesto y de gran valía. Resulta idóneo para la formación y consulta de técnicos, ayudantes de laboratorio, técnicos comerciales, comerciales, jefes de compras, etc. También para los estudiantes de escuelas de formación profesional con módulos de especialización en pinturas, o profesionales pintores. Asimismo, es oportuno por la actual «movida» del sector por el impacto de nuevas normativas. Del mismo modo, permite abrir el horizonte de muchos que, estando implicados en este mundo de las pinturas, tienen una visión muy sesgada porque se han especializado en campos muy concretos del sector. Necesario para los jóvenes profesionales encargados de la introducción de las nuevas primeras materias, este libro ayudará a darles seguridad y acierto, en sus propuestas al técnico de I+D. Jordi, por tu dedicación y esfuerzo, recibe mi más sincera felicitación. Miquel Martínez Guasch

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NO T A DE L A UT O R Y AGRADECIMIENTOS

Podemos decir que este libro es fruto de un impulso. Después de más de cuarenta años de ejercer la profesión se me antoja que a pesar de una vasta bibliografía sobre las pinturas, básicamente en lengua inglesa, falta algo. Este algo es un libro destinado a los técnicos que empiezan y que precisan de una información general básica y resumida que les sirva de punto de partida en su formación. El libro pretende introducir al neófito y quizás dar algunas ideas útiles a los que ya tienen una cierta experiencia. La Primera parte está dedicada a la composición y a las materias primas, dando mayor énfasis a aquellas de uso más generalizado sin profundizar excesivamente en el tema. La Segunda parte se dedica a difundir los conceptos básicos y la estequiometría en aquellos productos fruto de reacciones de dos componentes, así como al control de calidad y los ensayos necesarios para evaluar una pintura. La última parte del libro propone unos ejemplos de formulación en los que se incluyen los métodos de fabricación. En esta última parte se incluyen tres anexos que pueden tener especial interés para los que se inician: el primero está dedicado a dar una idea sucinta de la preparación de superficies, el segundo da ideas para la formulación de más de 200 productos y en el tercero se han reunido preguntas frecuentes con sus respectivas respuestas. Estamos en momentos de muchos Desde la década loscuando cincuenta del siglo XX se está hablando decambios. las pinturas en base agua, de esto las únicas pinturas de este tipo eran las plásticas o de emulsión; durante cinco décadas se ha estado diciendo que era un tema de aplicación inmediata y la realidad ha demostrado que a pesar de los trabajos efectuados por los fabricantes de resinas, el cambio no se ha puesto de manifiesto hasta que las normativas legislativas han obligado a ello. Este cambio de sistemas al disolvente por sistemas al agua no conlleva en sí mismo un cambio en los conceptos básicos pero sí en el conocimiento de las XI

XII

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materias primas. El lector deberá estar atento a las normativas cambiantes y a las nuevas innovaciones de los productos para estar al día. El técnico en pinturas se forma a base de leer literatura técnica, de asistir a seminarios, ferias, de hablar con los proveedores y de buscar fuentes de información, luego su propia experiencia lo llevará a distintos niveles según el esfuerzo realizado. Me perdonarán algunos puristas, pero el diseño o formulación de pinturas es un trabajo de droguería, un trabajo donde es imprescindible tener unos conocimientos de química, pero donde el método de ensayo y error es la base de todo producto, y el mayor conocimiento de las materias primas es la base de todo desarrollo. Desearía que este libro respondiera a las necesidades del técnico nuevo y que incluso sea de aquellos libros que esperan en una estantería para ver si contienen respuesta a alguna pregunta de técnicos no tan nuevos. Debo aquí agradecer la colaboración de M.a Carmen Martín e Iñaqui Seco (Altakem), Ramón Malet (Comindex), Fermín Romera (DSM), Javier Frias (Nubiola), Jaume Grau (Zeus Química), y a todas aquellas personas que me han dado su opinión, apoyo y sugerencias a la hora de finalizar el trabajo. También a Miquel Martínez Guasch y a Bartolomé Rodriguez Torres (AETEPA) por su lectura y comentarios del srcinal. Finalmente y en especial recordar a Lluís Serraima que fue mi mentor durante los cinco primeros años en esta profesión, y a Miquel Fortuny, extraordinario compañero con unos conocimientos profundísimos del sector, con el que trabajé codo a codo durante diez años. Jordi Calvo Carbonell

ÍNDICE

Prologo ..............................................................................................................

IX

Nota del autor y Agradecimientos ..................................................................

XI

PRIMERA PARTE

DEFINICIÓN Y COMPONETES. MATERIAS PRIMAS Capítulo 1: Definición y Componentes ..........................................................

3

1.1. Componentes ........................................................................................ 1.2. Fabricación ........................................................................................... 1.3. Clasificación.........................................................................................

4 5 5

Capítulo 2: Pigmentos y cargas ......................................................................

9

2.1. Introducción.......................................................................................... 2.2. Pigmentos inorgánicos ......................................................................... 2.3. Características de los pigmentos ...........................................................

9 9 16

2.4. ( fillers) de ...................................................................................... 2.5. Cargas Características las cargas .................................................................

20 26

Capítulo 3: Resinas o ligantes .........................................................................

31

3.1. 3.2. 3.3. 3.4. 3.5.

Introducción.......................................................................................... Polímeros en emulsión ......................................................................... Características generales de los polímeros ........................................... Resinas alquídicas ................................................................................ Resinas acrílicas termoplásticas ........................................................... XIII

31 32 42 48 56

XIV

ÍNDICE

3.6. Resinas amínicas. Descripción ............................................................. 3.7. Poliuretanos .......................................................................................... 3.8. Resinas epoxi........................................................................................ 3.9. Caucho Clorado .................................................................................... 3.10. Resinas de silicona ............................................................................. 3.11. Silicatos .............................................................................................. 3.12. Otras resinas .......................................................................................

58 60 66 72 75 77 79

Capítulo 4: Disolventes ....................................................................................

85

4.1. Introducción..........................................................................................

85

Capítulo 5: Aditivos .........................................................................................

97

5.1. Introducción.......................................................................................... 5.2. Reductores de dureza del agua ............................................................. 5.3. Dispersantes y humectantes.................................................................. 5.4. Antiespumantes .................................................................................... 5.5. Espesantes, agentes reológicos y antisedimentantes ............................ 5.6. Bactericidas, fungicidas, algicidas e insecticidas................................. 5.7. Agentes de superficie ........................................................................... 5.8. Secantes y conservantes de secado....................................................... 5.9. Agentes antipiel .................................................................................... 5.10. Mateantes............................................................................................ 5.11. Otros aditivos .....................................................................................

97 98 98 107 111 121 124 127 129 129 130

SEGUNDA PARTE

CONCEPTOS BÁSICOS, REOLOGÍA, RATIOS Y CONTROL DE CALIDAD Capítulo 6: Reología ........................................................................................

135

6.1. Introducción.......................................................................................... 6.2. Reología................................................................................................

135 135

Capítulo 7: Ratios ............................................................................................

141

7.1. Relaciones entre pigmentos y resinas................................................... 7.2. PVC ...................................................................................................... 7.3. PVCC (concentración crítica de pigmento en volumen)......................

141 141 143

7.4. 7.5. 7.6. 7.7.

Determinación de PVCC ...................................................................... Relación pigmento/ligante.................................................................... Materia sólida en volumen y peso ....................................................... Cálculo de distintos parámetros a partir de la fórmula teórica.............

143 148 149 150

Capítulo 8: Estequiometría .............................................................................

153

8.1. Introducción.......................................................................................... 8.2. Poliuretanos .......................................................................................... 8.3. Resinas epoxi........................................................................................

153 154 155

ÍNDICE

XV

Capítulo 9: Compuestos orgánicos volátiles COV o VOC ...........................

157

9.1. Introducción..........................................................................................

157

Capítulo 10: Control de calidad y ensayos ....................................................

161

10.1. Introducción........................................................................................ 10.2. Ensayos de control.............................................................................. 10.3. Ensayo de diseño o formulación ........................................................

161 162 180

TERCERA PARTE

FORMULACIÓN, FABRICACIÓN Y DISEÑO DE PRODUCTOS Capítulo 11: Formulación y fabricación ........................................................ 11.1. 11.2. 11.3. 11.4. 11.5. 11.6. 11.7. 11.8.

Introducción........................................................................................ Pintura plástica para exteriores........................................................... Esmalte sintético................................................................................. Pintura epoxi para la protección de suelos en medio disolvente ........ Laca de poliuretano satinada para madera.......................................... Masilla sintética.................................................................................. Comentarios al margen....................................................................... Diseños ...............................................................................................

201 201 202 211 218 226 232 236 237

ANEXOS

Anexo 1: Preparación de superficies .............................................................. 249 Anexo 2: Ideas para el inicio de la formulación ............................................ 255 Anexo 3: Preguntas frecuentes y respuestas ................................................. 353 Índice alfabético ...............................................................................................

365

PRIMERA PARTE

DEFINICIÓN Y COMPONENTES. MATERIAS PRIMAS

CAPÍTULO

1 DEFINICIÓN Y COMPONENTES

En primer lugar, quisiera exponer el porqué de utilizar la palabra recubrimiento en lugar de pintura. Una pintura es un producto opaco que no se corresponde en nada con un barniz, un lasur o una laca transparente. Una masilla, un barniz sellador, un convertidor de óxido, un pavimento para suelos etc., son productos cuyas coincidencias son menores que sus diferencias. Los anglosajones han utilizado siempre la palabra coatings, cuya traducción más cercana es recubrimiento y, en mi opinión, este es el término más adecuado. Sin embargo en el presente trabajo se utilizarán indistintamente los nombres de recubrimiento, pintura, esmalte, laca, barniz, etc., en función de su idoneidad o quizás de los hábitos del que escribe. Un recubrimiento o pintura líquida es una mezcla heterogénea de productos que una vez aplicada y seca se transforma en una película continua sin pegajosidad y con las características para las que ha sido concebida.

Cuando abrimos los ojos lo primero que vemos, estemos donde estemos, es pintura. Desde la cama el techo, los muebles y otros objetos están pintados. En la cocina, el frigorífico, el lavavajillas, la paredes… lavadora. En la escalera, las barandillas, la puerta del ascensor, otra vez las Salimos a la calle y ¿qué vemos?, coches, autobuses, farolas, escaparates, rótulos, todo pintura. Si salimos de la ciudad, las líneas de las carreteras, las señales de tráfico, naves industriales, torres eléctricas, siempre pintura. Quiero con esto poner de manifiesto que es una industria que aporta un efecto estético y de protección de gran importancia tanto cuantitativa como cualitativamente. Los retos no acaban aquí, las naves espaciales están protegidas con recubrimientos y estos cubiertos con pintura. 3

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PINTURASYRECUBRIMIENTOS

Los componentes de la pintura varían en gran manera en función del tipo de acabado que se requiera y de las condiciones de aplicación y secado.

1.1.

COMPONENTES

La composición genérica de una pintura es la siguiente, aun cuando algunos tipos pueden no contener todos los ingredientes: • • • • •

Pigmentos. Cargas (no es imperativo). Ligante o resina. Disolvente (no es imperativo). Aditivos.

En el listado anterior se han indicado no imperativos en algunos productos. La razón está en que existen recubrimientos en los cuales no se utilizan cargas, disolventes o ninguno de los dos. Veamos ahora la función de cada uno de ellos:

Los pigmentos: son compuestos orgánicos o inorgánicos cuya misión es proporcionar a la pintura color y poder de cubrición. Los pigmentos son opacos tanto en estado seco como húmedo. Las cargas: son, en general, de naturaleza inorgánica, aportan cuerpo, materia sólida, y dan estructura, viscosidad y reología (Ver segunda parte, capítulo 1) a la pintura. Las cargas son opacas cuando están secas pero son translucidas en estado húmedo. Resinas o ligantes: son productos cuya misión es la de mantener unidas las partículas sólidas, pigmentos y cargas, una vez la pintura está seca. Según el tipo de resina utilizada la pintura tendrá unas características de secado y resistencias determinadas. La terminología en el campo de las pinturas y recubrimientos es variada y por ello no debe extrañarnos encontrar indistintamente los términos resina, ligante, polímero, etc. Disolventes: se llama así al agua y otros productos de naturaleza orgánica cuya misión es la de dar a la pintura una viscosidad óptima según el método de aplicación que debe utilizarse. Los disolventes se utilizan parade so-dilubilizar las resinas y regular la velocidad de evaporación. Laademás utilización solventes que no disuelven al ligante es frecuente en la formulación de pinturas en este caso se les nombra como co-solventes. Aditivos: son productos que se dosifican en pequeñas cantidades para facilitar el proceso de fabricación de la pintura, aportar unas características concretas a la pintura seca, crear las condiciones adecuadas para que el secado se produzca de forma correcta y para estabilizar la pintura en el periodo de almacenamiento.

DEFINICIÓNYCOMPONENTES

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Dentro de este grupo de productos encontramos humectantes y dispersantes, para facilitar el mojado de los pigmentos y cargas, y su posterior dispersión y estabilización; espesantes, que se utilizan para obtener una consistencia determinada; agentes reológicos, para dar un comportamiento determinado a la pintura durante y después del proceso de aplicación; y todo un etcétera de productos con misiones muy concretas.

1.2. FABRICACIÓN El proceso de fabricación de las pinturas es totalmente físico y se efectúa en cuatro fases perfectamente diferenciadas: • Dispersión: en esta fase se homogeneizan disolventes, resinas y los aditivos que ayuden a dispersar y estabilizar la pintura, posteriormente se añaden en agitación los pigmentos y cargas y se efectúa una dispersión a alta velocidad con el fin de romper los agregados de pigmentos y cargas. • Molido: el producto obtenido en la fase anterior no siempre tiene un tamaño de partícula homogéneo o suficientemente pequeño para obtener las características que se desean. En este caso se procede a una molturación en molinos, generalmente de perlas. • Dilución (let-down): la pasta molida se completa, siempre en agitación, con el resto de los componentes de la fórmula. Los productos se deben añadir uno a uno para evitar posibles reacciones entre ellos. • Ajuste de viscosidad: es el último paso en la elaboración de una pintura, consiste en proporcionar a la pintura fabricada un aspecto de fluidez homogéneo en todas las fabricaciones y que se ajuste a las necesidades de aplicación de la misma.

1.3. CLASIFICACIÓN Las pinturas se pueden clasificar de diversas formas en función del tipo de ligante o en resina, la aplicación a que van destinadas, etc. En casosin lo enharemos cincodegrupos correspondientes a los mercados quenuestro abastecen, trar en los recubrimientos de aplicación por electroforesis, ya que consideramos este tipo de productos una especialidad que conllevaría todo una monografía por sí mismo. Por idéntica razón pasaremos por alto las pinturas en polvo.

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PINTURASYRECUBRIMIENTOS

1.3.1. Decoración Pinturas de emulsión: son pinturas en base acuosa cuyo destino principal es la decoración y protección de elementos de mampostería. Imprimaciones y esmaltes: destinados a la decoración y protección de elementos visibles. Barnices y lasures: son transparentes, destinados básicamente a la protección y decoración de la madera. Productos auxiliares: masillas, y otros productos destinados a la consolidación o al saneamiento del soporte.

1.3.2. Pintura industrial Se incluyen en este apartado todas aquellas pinturas que se aplican bajo unas condiciones determinadas por el cliente. Se trata de pinturas de naturaleza muy variada que se deben aplicar mediante sistemas determinados, en unas condiciones específicas por la instalación de aplicación y secado, así como por las características finales que se exijan. Dentro de este campo pueden citarse como ejemplos el pintado de envases, de electrodomésticos, el coil coating o pintado de bandas metálicas en continuo, etc.

1.3.3. Pinturas para suelos Se incluyen en este apartado pinturas, recubrimientos y pavimentos sintéticos para la protección de suelos, cubetos de productos químicos, etc. Su diseño dependerá de las condiciones de aplicación y de las resistencias exigidas.

1.3.4. Pinturas de protecci ón industrial Son las que se utilizan en la protección de estructuras con el fin de prevenir el ataque de los agentes atmosféricos y de los contaminantes industriales. También se consideraran las que se utilizan para la protección térmica de las estructuras, como las pinturas ignífugas e intumescentes. Finalmente, y con objeto de hacer más comprensibles los siguientes capítulos, definiremos de forma sucinta términos que aparecerán frecuentemente en los siguientes capítulos: • Imprimación: capa de pintura de alta pigmentación que debe proveer de adherencia al soporte y capacidad anticorrosiva al sistema de pintura. • Masilla: pasta espesa que no fluye y se utiliza para tapar grandes defectos.

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• Selladora: producto utilizado para tapar el poro del soporte y proporcionar una superficie de absorción uniforme, generalmente se utiliza sobre madera. • Esmalte o acabado: también llamado capa de acabado o terminación, es la capa de pintura o recubrimiento final, la que dará las características estéticas y de resistencia al conjunto del sistema de pintura. • Pintura intermedia: pintura de elevados sólid os, se utiliza para dar espesor en aquellos casos en que la protección así lo exija. • Barniz: producto sin pigmentar para la decoraci ón y protección preferentemente de la madera. • Lasur: producto similar al barniz, se diferencia de éste en que tiene una permeabilidad al vapor de agua muy superior. • Laca: acabado transparente o pigmentado para el acabado de la madera, se utiliza en la industria del mueble. En el Anexo II, en la última parte del libro, se puede consultar un amplio abanico de ideas para diseños de distintos tipos. En ellos, además de las posibilidades de trabajo, se dan algunas indicaciones de utilización y de aplicación.

CAPÍTULO

2 PIGMENTOS Y CARGAS

2.1. INTRODUCCIÓN Los pigmentos son sustancias insolubles y opacas que se utilizan para aportar color y poder de cubrición a la pintura. Los pigmentos pueden ser naturales o sintéticos, inorgánicos u orgánicos, la elección se debe efectuar en función de las características que se desean obtener. A continuación veremos los tipos de pigmentos más utilizados y las características que deben ayudarnos a elegir el tipo más idóneo para un proyecto determinado.

2.2. PIGMENTOS INORGÁNICOS 2.2.1. Bióxido de titanio Es el pigmento blanco por excelencia, posee un elevado poder de cubrición y su resistencia a la luz y al exterior es excelente, tiene además una resistencia a los agentes químicos muy elevada. El bióxido de titánio se presenta en dos formas de cristalización distintas cuyos nombres son; rutilo y anatasa; el primero es el idóneo para la formulación de pinturas de forma general, el segundo presenta al exterior problemas de caleo, o sea, de exudación a la superficie, y tiene aplicaciones en otros campos. Los tipos de bióxido de titanio rutilo se pueden obtener por dos métodos, vía sulfato y vía cloruro; en su aplicación no existen diferencias sustanciales 9

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PINTURASYRECUBRIMIENTOS

pero sí en el ámbito ecológico. El método vía sulfato es mucho más contaminante que la vía cloruro. Los bióxidos de titanio utilizados en pinturas se clasifican, según la norma ISO, en cinco grupos: R1 R2 R3

Rutilo Rutilo Rutilo

>9 7% en TiO >9 0% en TiO >8 0% en TiO

A1 A2

Anatasa Anatasa

>9 8% en TiO >9 2% en TiO

2 2 2 2 2

Dejemos aparte los tipos anatasa y centrémonos en los tipos rutilo. El bióxido de titanio tiene un tamaño de partícula pequeño, el cristal es de 0,2-0,3 µm, y según su aplicación la partícula recibe un tratamiento especial con aluminio y sílice sin descartar otros metales como el zinc, manganeso o zirconio, y aún tratamientos de tipo orgánico, con el fin de modificar sus características de dispersión, estabilidad de color, etc. La elección del tipo idóneo no puede efectuarse sobre la base de los parámetros descritos ya que no existe una relación clara entre la riqueza del mismo o el tratamiento que recibe con las características de cubrición, brillo..., que aporta a la pintura. Lo mejor es dejarse aconsejar por el fabricante. Es importante decir que lo que los fabricantes indican como contratipos o productos equivalentes, sí deben ser contrastados para verificar sus características ya que tanto en cubrición como en brillo puede haber diferencias importantes.

2.2.2. Óxido de zinc Se trata de un pigmento blanco utilizado para pinturas anticorrosivas y pinturas especiales. Su poder opacificante es bajo y posee una elevada reactividad, lo cual indica que su utilización requiere efectuar comprobaciones de estabilidad en el envase. Su utilización en el campo de las pinturas en emulsión es muy limitado, en el mercado se puede encontrar con el distintivo de «Sello blanco», «Sello rojo»..., que indican sude riqueza. Debe queindustriales no contenga sulfato plomo como elemento corte ya que prevenirse en ambientes este puedede transformarse en sulfuro de plomo de color negro. El tamaño de partícula es de 0,1-0,5 µm y su reactividad es inversamente proporcional a este. El tamaño de partícula óptimo se sitúa en 0,2-0,3 µ m. En pinturas de emulsión puede actuar como reticulante de polímeros con grupos carboxilo libres.

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2.2.3. Litopón Se trata de un pigmento blanco que tuvo su lugar en el campo de pinturas hace ya muchos años. Es una mezcla de sulfuro de zinc y sulfato de bario en la proporción de 30/70. La relación de cubrición/precio es francamente desfavorable en comparación con el bióxido de titanio.

2.2.4. Óxidos de hierro Los óxidos de hierro se utilizan en forma de productos naturales micronizados y en forma de productos sintéticos,. Los productos naturales obviamente tienen una regularidad de color menor y su tamaño de partícula es más disperso, asimismo contienen una serie de impurezas importantes. En cuanto a la relación precio los óxidos naturales son mucho más económicos. Los óxidos de hierro son pigmentos de elevada resistencia a la luz y a la intemperie, tanto en tono lleno como mezclados con pigmentos blancos. Entre los óxidos de hierro naturales los más utilizados son los óxidos rojos. Entre los sintéticos se utilizan tanto los rojos como los amarillos y negros. Su composición es la siguiente: Óxido amarillo rojo (hematita) (limonita) Óxido negro (magnetita)

→ → →

Fe22O33 · H 2O Fe3O4 (Fe II + Fe III)

Los óxidos de hierro sintéticos se obtienen a partir del hidróxido de hierro que a su vez se obtiene por reacción del sulfato ferroso con hidróxido sódico: FeSO4 + 2 NaOH Óxido amarillo 4 Fe(OH) 2 + O2 Óxido rojo Fe 2O3 · H2O + calor Óxido negro 3 Fe 2O3 + H 2

→ → → →

Fe(OH)2 + Na 2SO4 2 Fe2O3+ H2O Fe2O3 + H 2O Fe3O4 + H 2O (FeII + FeIII)

Los óxidos de hierro sintéticos tienen un tamaño de partícula de 0,1-1,0 en función de este tamaño se obtiene una tonalidad determinada, así como un poder colorante y de cubrición determinados. Los óxidos de hierro amarillos y negros tienen menor resistencia térmica; en el caso del amarillo, a los 180°C se produce una deshidratación que lo convierte en rojo, y en el caso del negro se produce una oxidación del hierro II a hierro III que da lugar al rojo. µm;

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PINTURASYRECUBRIMIENTOS

2.2.5. Óxidos de hierro pardos Se obtienen por mezcla de rojo, amarillo y negro, de ahí que su estabilidad térmica sea baja. Existe algún producto puro como el Bayferrox 645T que es térmicamente estable.

2.2.6. Óxidos de hierro micáceos y oligistos micáceos El oligisto micáceo es una variedad de la hematita de forma laminar y brillante, su color puede variar en distintos tonos de pardo a negro. El óxido de hierro micáceo es la alternativa sintética del mismo. Químicamente son muy similares, sin embargo, en la práctica este presenta láminas más finas y regulares, lo cual conlleva un efecto «pizarra» muy superior. Pueden encontrarse en el mercado con distintas granulometrías, las más comunes están entre las 20 y 80 micras. Su empleo está en pinturas anticorrosivas y en pinturas texturadas.

2.2.7. Óxido de cromo verde 2

3

trataasí básicamente Cr y Oálcalis. , tienenEstos muy pigmentos buena estabilidad a la luz y alSe calor, como a los de ácidos se pueden mezclar con bióxido de titanio y óxidos de hierro manteniendo la estabilidad a la luz. En cuanto a la estabilidad al calor mantienen el color hasta temperaturas cercanas a los 1.000 °C. Como en el caso de los óxidos de hierro, la tonalidad depende del tamaño de partícula, que varía entre 0,01-0,3 µ m. En pinturas suelen utilizarse los de tamaño de partícula 0,1-0,2 µ m.

2.2.8. Azules y violetas de ultramar Químicamente son silico aluminatos de sodio polisulfurados. Poseen muy baja resistencia a la luz, a los ácidos y a los álcalis. Su uso se limita prácticamente a modificar el tono de pinturas blancas con el fin de que ópticamente den una sensación de mayor blancura. Al exterior esta característica tiene una duración muy limitada.

PIGMENTOSYCARGAS

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2.2.9. Amarillos y rojos inorgánicos 2.2.9.1. Amarillos de cromo

Son distintas variantes de cromato de plomo, pueden obtenerse desde tonos muy claros hasta anaranjados. Son pigmentos cuya composición debe tenerse en cuenta a la hora de formular ya que existen restricciones en cuanto al contenido en plomo. Los amarillos de cromo tienen una buena resistencia al exterior, sin embargo no la tienen a los álcalis. Los de tonos limpios tienden al naranja cuando son expuestos a la acción de un álcali. 2.2.9.2. Naranjas y rojos de molibdeno

Son pigmentos con buena estabilidad al exterior, debe sin embargo tenerse en cuenta las restricciones que afecta al plomo.

2.2.9.3. Pigmentos de cadmio

Los amarillos son sulfuros de cadmio y los tonos más verdosos se obtienen por adición en la red cristalina de sulfuro de zinc. Los rojos son sulfoseleniuros de cadmio; conforme aumenta el contenido en selenio el tono es más azulado. Los pigmentos de cadmio tienen un poder cubriente bueno y buena resistencia química y térmica hasta los 500 °C.

2.2.10. Pigmentos orgánicos Los pigmentos orgánicos son sales metálicas de compuestos policíclicos. En la actualidad están aumentando su consumo debido especialmente a las restricciones que pesan sobre los cromatos y molibdatos. De forma muy general los pigmentos azoicos cubren la gama de amarillos, naranjas y rojos, y los de ftalocianina cubren la gama de verdes y azules. Los pigmentos negros más utilizados son los negros de humo.

2.2.11. Negros de humo Merecen una especial atención estos pigmentos debido a que son los más utilizados en las pinturas de acabado. Los negros de humo tienen un rendimiento extraordinariamente superior a los óxidos de hierro negro y asimismo tienen un color negro mucho más intenso. Su tamaño de partícula es inferior a 0,05 µm.

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Existen diversos tipos de negro de humo en función del proceso de obtención, para resumir diremos que existen los llamados negros de horno y los llamados negros de gas o lámpara. Los negros de horno tienen una absorción de aceite entre 50 y 200, el área específica puede variar entre 40 y 200 m2/g, mientras los negros de gas tienen una absorción de 300 a 700 y su área específica varía entre 100 y 900 m 2/g. En la fabricación de pinturas se utilizan casi exclusivamente los negros de gas. Dentro de este grupo existen productos para todo tipo de aplicaciones, es conveniente consultar con los fabricantes para determinar cuál de ellos es el tipo más idóneo en cada caso, por ejemplo en pinturas muy especiales como acabados para automóviles, puede utilizarse un pigmento Black FW 200, mientras que para la formulación de esmaltes sintéticos es suficiente la utilización de un Pigmento Black Printex V, ambos de la firma DEGUSA. La diferencia entre ambos está en el color, la absorción de aceite, el área específica, así como su tamaño de partícula. 2.2.11.1. Otros pigmentos

El formulador encontrará otros pigmentos como los azules de cobalto, amarillos de bismuto o pigmentos de titanio para aplicaciones concretas.

2.2.12. Dispersiones de pigmento En el mercado pueden encontrarse distintas dispersiones de pigmento, que pueden contener un ligante o no en función del uso al que van destinadas. Básicamente se pueden encontrar: — Dispersiones hidrodispersables, cuyo principal destino es la preparación de tintes para pinturas acabadas o para la corrección de colores en la fabricación de pinturas plásticas o de emulsión. Generalmente no contienen ningún tipo de ligante, la suspensión se obtiene basándose en sustancias tensoactivas y dispersantes. — Dispersiones de pigmento universales, con un uso similar a las anteriores pero destinadas a pinturas en base disolvente además de pinturas al agua. No contienenEn ligantes, la dispersión se mantiene con tensoactivos y dispersantes. este caso es importante que su eficacia sea similar en pinturas plásticas y en pinturas con base en disolvente de distintas naturalezas. — Dispersiones para sistemas tintométricos. Existen básicamente dos tipos, las destinadas a pinturas plásticas y las destinadas a pinturas en base disolvente; estas últimas generalmente no se utilizan en pinturas al agua. En su composición se emplean resinas aldehídicas cuya compatibilidad con diferentes ligantes es muy amplia.

PIGMENTOSYCARGAS

15

— Su principal característica debe ser la uniformidad en el poder tintóreo. Se ampliará el tema en el Anexo 2: Ideas para el inicio de formulación.

2.2.13. Pigmentos anticorrosivos Se llama así a aquellos pigmentos cuya composición química permite la protección del soporte de la formación del óxido, o sea, que se trata de pigmentos que actúan por sinergia química con el metal del soporte o bien mediante el efecto barrera en cuanto a la humedad y los agentes químicos contenidos en el aire. Los productos más conocidos son el mínio de plomo, cromato de zinc, tetra oxicromato de zinc, fosfato de zinc, óxido de zinc y el óxido de hierro micáceo. • El minio de plomo es una mezcla de óxidos de plomo con una excelente capacidad anticorrosiva, sin embargo las restricciones en materia de seguridad y medio ambiente son muy elevadas. • El cromato y tetra oxicromato de zinc tienen las mismas restricciones, si bien, debido a que se utilizan en cantidades inferiores, se toleran en algunos productos de uso industrial. • El fosfato de zinc se puede utilizar pero debe tenerse en cuenta que no es efectivo en proporciones inferiores al 8-10% en volumen sobre la pintura. • El óxido de zinc tiene una elev ada efec tividad en el efecto barrera, debe sin embargo verificarse la estabilidad de la pintura en el envase ya que tiene una elevada reactividad. • El óxido de hierro micáceo ha mostrado su bondad en mezclas con otros pigmentos anticorrosivos debido al efecto barrera. Existen sin embargo productos cuya capacidad anticorrosiva compite perfectamente con los anteriores, y su toxicidad y ataque al medio ambiente es mucho más tolerable. El fosfato de zinc tiene diversas modificaciones con otros fosfatos como el de hierro. Además comparado con el fosfato de zinc natural, tiene un tamaño de partícula menor, lo que a su solubilidad mejora su efectividad. Losmucho fosfo-molibdatos de ayuda zinc, fosfosilicatos de y aluminio, zirconio, calcio o aluminio abren una gama extensa de posibilidades. Los pigmentos anticorrosivos sobre la base de bórax presentan una alternativa muy efectiva que además tienen un efecto antimicrobiano excelente.

16

PINTURASYRECUBRIMIENTOS

2.2.14. Pigmentos metálicos Dentro de este grupo de productos cabe incluir el zinc en polvo, que se utiliza en determinadas imprimaciones anticorrosivas, y los polvos de aluminio, cobre, etc. El aluminio debido, a su elevada capacidad de producir explosiones, se presenta comercialmente en forma de pasta con una concentración aproximada del 66% utilizando un disolvente como agente de mojado. Este disolvente puede ser de tipo aromático o alifático en función de su aplicación. Existen básicamente dos tipos de pastas de aluminio, las de tipo Leafing, que flotan sobre el medio ligante/disolvente, y las de tipo Non leafing, que en este medio tienden a hundirse y no quedar en superficie. Entre las pastas de aluminio se puede encontrar una extensa variedad de productos en función del brillo, color, etc.

2.3. CARACTERÍSTICAS DE LOS PIGMENTOS 2.3.1. Color y color index (CI) El color está formado por toda la gama del espectro visible junto al blanco y el negro, de tal forma que cualquier color del espectro visible nos ofrece una serie de variantes hacia el blanco y hacia el negro (véase Figura 2.1). El CI o índice de color (color index) es un número que se aplica a todos los pigmentos y que lo define cromática y químicamente. Dos pigmentos con el mismo CI tienen el mismo color y composición química lo cual no indica que se trate de dos contratipos idénticos. Cualquier sustitución de pig-

Blanco

Amarillo

Rojo

Naranja

Verde

Azul

Negro

Figura 2.1. Variación de color.

Añil

Violeta

PIGMENTOSYCARGAS

17

mento en función del color CI deberá comprobarse tanto en cuanto a su tonalidad, capacidad de teñido y opacidad. • Azul de ftalocianina • Azul de ftalocianina

CI 15.1 Azul de subtono o matiz rojizo CI 15.3 Azul de subtono o matiz verdoso

Veamos lo que se ha indicado anteriormente, los siguientes pigmentos, pese a tener el mismo C.I, no tienen exactamente el mismo tono: • Azul BTL-109 • Azul Hostaperm 2GLS-5

CI 15.3 Eastern Chemicals CI 15.3 Clariant

Otro caso es el poder cubriente, véase el siguiente ejemplo: • Amarillo BR Hansa 2 GX70 CI 74 • Amarillo YWL474 CI 74

Clariant Eastern Chemicals

Pese a tener el mismo tono, el poder de cubrición del primero es superior al segundo.

2.3.2. Poder de cubrición (hidding power) El poder cubriente es la capacidad de un pigmento para tapar las diferencias de color del fondo que debe cubrirse. Su determinación se efectúa mediante ensayos comparativos con los pigmentos en cuestión, ya sea por comparación visual o mediante un espectrofotómetro (en el Apartado 10.2.7 se amplía extensamente este punto).

2.3.3. Índice de refracción El índice de refracción de un pigmento o carga indica su capacidad de cubrición, cuanto más elevado es el índice de refracción mayor es el poder de cubrición del pigmento o carga.

2.3.4. Poder tintóreo (tinting strength) Se llama así a la capacidad de un pigmento de variar un color determinado. De forma general el poder tintóreo se determina mediante ensayos comparativos con un pigmento blanco, bióxido de titanio, en proporciones determinadas 10:1 o 20:1. Sin embargo cuando se trata de colores compuestos, como algunos tipos de verdes, los ensayos de comparación se hacen con azul o con amarillo, según sea el caso.

18

PINTURASYRECUBRIMIENTOS

En los catálogos de pigmentos se encuentran tablas en las que la comparación se efectúa con un pigmento (estándar) a cuyo poder tintóreo se le asigna 100; los demás pigmentos comparados tendrán valores de 92, 110, etc., lo que permite calcular la cantidad de pigmento necesaria para obtener un determinado tono por sustitución del estándar. El poder tintóreo no tiene por qué tener paralelismo con el poder cubriente del pigmento en cuestión.

2.3.5. Resistencias a la luz, al exterior y resistencias químicas Los fabricantes de pigmentos facilitan tablas en las que se exponen las resistencias de los pigmentos en distintos tipos de ensayo. Estas resistencias se clasifican generalmente en escalas de 1 a 5 o de 1 a 8. Pueden considerarse como pigmentos de buena resistencia a un efecto determinado aquellos que en la escala de 5 están en 4-5, o en la escala de 8 están en 7-8. Un ejemplo típico de tabla puede ser el siguiente:

Tabla 2.1. Características de resistencia. ResisResisÍndiMetil tencia a tencia a Resistence de ClH NaOH etil la luz la luz cia 20a 5% Alcohol etílico Xileno cetona min. aceite 5% tono reducilleno do 1:10 180 °C PigmentoA

19

4-5

5

5

5

5

5

4-5

5

PigmentoB

15

3-4

5

5

5

5

5

4-5

3

PigmentoC

16

1-2

5

5

5

5

5

2-3

3

De esta tabla se desprende que los pigmentos A y B tienen unas características superiores al C en cuanto a la resistencia a la luz en tono reducido, y que el pigmento A tiene buena resistencia al horneo a 180 °C, mientras que el B la tiene mediocre. Ambos pigmentos podrán ser utilizados en tono lleno y con mezclas con bióxido de titanio en pinturas de secado al aire; en pinturas horneables es aconsejable la utilización del pigmento A.

2.3.6. Absorción de aceite Se llama así a la cantidad de aceite de linaza crudo, expresado en gramos, necesaria para conseguir una pasta en el límite de fluidez. Se expresa como g de aceite por 100 g de pigmento. Se utiliza en el control de pigmentos y cargas con objeto de verificar su homogeneidad.

PIGMENTOSYCARGAS

19

2.3.7. Peso especifico

El peso específico de un pigmento se debe considerar sobre el pigmento en masa, nunca en la forma de suministro, ya que en esta forma el producto contiene una cantidad importantísima de aire. A la densidad aparente se le denomina en inglés como bulking value . Todos los cálculos para la formulación de las pinturas se efectúan sobre la base de la densidad real del producto. He aquí algunos ejemplos1: Bióxido de titanio rutilo 4,2 Óxidodezinc 5,6 Litopón 4,3 Óxido de hierro amarillo 3,9 Óxidodehierrorojo 5,1 Óxido de hierro negro 4,7 Óxidodecromo 4,0 Amarillosdecromo 5,8 Amarillodecadmio 4,3 Escarlata de molibdeno 5,8 Verdeftalocianina 2,0 Azulftalocianina 1,6 Negrodehumo 1,8 En el capítulo de Ratios y estequiometría se puede encontrar una tabla más completa de pesos específicos. 2.3.8. Proveedores de pigmentos

— BAYER — BASF (BTC) — CLARIANT IBERICA — CIBA — CESTISA — DEGUSA — DUPRINT CHEMICALS — EASTERN — EUROPIGMENTS — FREDCOLOR — INTORSA — KADION 1

Estos valores son orientativos.

20

PINTURASYRECUBRIMIENTOS

– – – –

NUBIOLA TIOXIDE (Huntsman) SCHOLZ (Campi Jové) KRONOS (Zeus Química)

Esta lista no pretende ser exhaustiva, sin embargo puede ser un punto de partida en la búsqueda de determinados productos.

2.4. CARGAS (FILLERS) Las cargas son productos generalmente inorgánicos que, como ya se ha indicado anteriormente, se utilizan para aportar materia sólida a la pintura en cuestión. Sin embargo en función de la carga utilizada las características finales de la pintura obtenida varían de forma notable. Cabe distinguir entre estos productos las cargas propiamente dichas y los estendedores (stenders). Los primeros se utilizan para aportar materia sólida a la pintura, mientras que los segundos mejoran el rendimiento de los pigmentos cubrientes. También es preciso indicar que en función de la carga utilizada variará de forma ostensible la viscosidad, la reología, el brillo y otras características del producto final. Una característica importante que debe tenerse en cuenta es la característica derivada de la relación entre los índices de refracción de la propia carga y del ligante utilizado, cuanto mayor es esta diferencia mayor es el poder cubriente de la carga. Las cargas son en general de estructura esférica, mientras que los stenders son de estructura laminar o acicular. Esta diferencia de estructura hace que en un medio líquido los pigmentos cubrientes, especialmente el bióxido de titanio, se distribuyan de forma completamente distinta. Véase la Figura 2.2. Pigmento Carga esférica Extender

Figura 2.2. Efecto de un stender sobre el pigmento.

PIGMENTOSYCARGAS

21

2.4.1. Carbonato cálcico Se encuentra en la naturaleza como producto natural, también se lo conoce con el nombre de «calcita» o de «creta», debido a que su srcen está en sedimentos marinos de microorganismos procedentes del cretáceo. El carbonato cálcico natural se extrae de canteras y sus características varían en función de las mismas. El producto, una vez extraído, se moltura en seco o húmedo según los casos particulares y se lava. Entre los distintos tipos que se encuentran en el mercado existen grandes diferencias de color, granulometría, absorción de aceite (o agua), impurezas, etc. El carbonato cálcico es una de las cargas más utilizadas, especialmente en pinturas plásticas o de emulsión, debido a su bajo coste, baja absorción de aceite y baja viscosidad estructural. Su resistencia a los agentes químicos es baja, sin embargo presenta una buena resistencia al exterior, y si bien es totalmente transparente en estado húmedo, presenta una buena opacidad una vez seco. En el mercado puede encontrarse una amplia variedad de productos con distintas granulometrías, véase como ejemplo la Tabla 2.2. Tabla 2.2. Gama OMYA de Carbonatos Cálcicos.

OMYA SETACARB

Corte superior

0,7

µm

18

7 µm

1,5

µm

18

10 µ m

3 µm

16

20 µ m

6 µm

13

10 µ m

3 µm

18

µm

5 µm

15

10 µ m

13

15 µ m

12

MILLICAR DURCAL 2 DURCAL5 DURCAL 10 DURCAL15

Absorción de aceite

3 µm

HIDROCARB B CARBOREX

Corte inferior

25

50 µ m 100

µm

DURCAL 40

200 µ m

DURCAL 65

350 µ m

DURCAL130

400 µ m

GRANICALCIUM 0,35-0,7

0,3-0,8 mm

GRANICALCIUM 0,5-1,5

0,5-2,0 mm

300

µm

60 µ m 130

µm

a X mm.

192

PINTURASYRECUBRIMIENTOS

10.3.7. Resistencia al impacto La resistencia al impacto indica la capacidad de deformación, a un golpe seco como la producida de forma instantánea. Es un ensayo más severo que la resistencia a la embutición o al doblado. Para su determinación se utiliza un aparato del tipo de la Figura 10.37 en la que puede verse un soporte vertical tubular para el deslizamiento del peso que debe impactar, un soporte para la probeta a ensayar sobre una matriz y un punzón esférico que se apoya sobre la probeta. El punzón esférico más utilizado es el de 12,7 mm de diámetro, con una matriz o yunque de 16,3 mm. El ensayo se realiza con probetas de un determinado espesor, generalmente de 0,6 o 0,8 mm, debidamente pintadas y secadas, con los espesores de pintura adecuados o acordados previamente. Una vez colocada la probeta en el soporte se eleva el peso, hasta la altura determinada por el ensayo o la correspondiente especificación, y se deja caer. El resultado puede ser el mostrado en la parte superior derecha de la Figura 10.37 o puede ser que el film de pintura absorba la deformación provocada por el impacto. El valor que se da por correcto es la última altura en la que el impacto no provoca la rotura del film. La resistencia al impacto puede determinarse como «directo» o como «reverso», según se efectúe sobre el film de pintura o sobre la parte posterior de la probeta pintada. En la determinación de este ensayo se deben tener en cuenta cinco parámetros: espesor de la chapa o probeta de soporte, espesor de pintura seca, diámetro de la bola o punzón, la altura y el peso que se deja caer.

Figura 10.37. Aparato para determinar la resistencia al impacto.

CONTROLDECALIDADYENSAYOS

193

Las unidades que se utilizan son: Altura × peso, o sea, m · kg Sin embargo comúnmente se indica simplemente el diámetro del punzón, el peso y altura de caída.

10.3.8. Resistencias químicas Cada recubrimiento debe tener unas determinadas resistencias a productos químicos, sean de tipo doméstico o industrial. Normalmente cuando se trata de pintura industrial, pongamos los electrodomésticos por ejemplo, puede ser necesaria una resistencia al amoníaco o a otros productos como el café, zumo de limón, detergentes, lápiz de labios, lejía, etc., de 24 horas o más según se exija. En el caso de pavimentos industriales puede ser necesaria la resistencia a hidrocarburos, ácidos o álcalis a una determinada concentración. En este último caso los proveedores pueden aportar mucha información al respecto. La realización de estos ensayos, salvo especificaciones concretas, puede efectuarlos el propio técnico según su criterio. Se dan a continuación algunas ideas que pueden ser de interés. productoslimpiacristales, químicos de uso son, general, detergentes, lejías,Los salfumanes, es doméstico decir, todos losen productos de limpieza de uso casero y también aquellos que pueden tener contacto con el recubrimiento como aceite, tomate, café, cola, etc. En la Figura 10.38 se pueden observar los elementos necesarios para efectuar el ensayo: un soporte pintado, un vidrio de reloj de tamaño adecuado y un algodón que se empapará con el agresivo a ensayar. A la derecha, la posición final en la que debe permanecer en reposo durante el tiempo especificado. Una vez transcurrido el tiempo indicado en la especificación del producto se procede a sacar el vidrio de reloj y el algodón. De forma inmediata se realiza la primera observación de la superficie. Se seca cuidadosamente y se hace una observación minuciosa tomando nota de si se han formado ampollas (blistering), si ha habido cambio de color, si se ha producido un ablandamiento del film, etc.

Figura 10.38. Ensayo sencillo de resistencia química.

194

PINTURASYRECUBRIMIENTOS

Para recubrimientos de protección industrial, sean suelos, depósitos, tuberías, etc., se deberán preparar probetas del material a proteger, hierro, acero, cemento, hormigón, etc. En superficies horizontales existe la posibilidad de efectuar el ensayo tal como se ha indicado anteriormente. Los productos más habituales son aceites minerales, gasóleo, gasolina, líquido de frenos, limpiaparabrisas, etc. En algunos casos, como depósitos y tuberías, es preciso preparar probetas del material a proteger en forma de vaso, con objeto de efectuar el ensayo por inmersión, o bien preparar probetas paralelipédicas con objeto depoderlas sumergir en el producto en el que se realiza el ensayo. En la Figura 10.39 se puede ver que A es un depósito del material a proteger y que B es un vaso de precipitados en el que se ha sumergido una probeta paralelipédica. En ambos casos se procederá a la limpieza y preparación de superficie del depósito A o de la probeta B y se pintará con el recubrimiento a ensayar en las condiciones que se establezcan. Se dejará secar o curar el tiempo en las condiciones adecuadas. En el caso A se llenará con el producto químico a ensayar y se procederá a taparlo con un film plástico, no atacable por el mismo. En el caso B se sumergirá íntegramente en el producto químico y se sellará igualmente el vaso de precipitados. Una vez transcurrido el tiempo de ensayo se procederá al vaciado o a la extracción de la probeta, se lavará con agua y se secará cuidadosamente para proceder inmediatamente a su examen. Deben observarse la formación de ampollas, pérdidas de brillo, cambios de color, pérdidas de adherencia, ablandamiento, etc. En el ensayo B puede además verificarse la pérdida de peso de la probeta después de una perfecta limpieza, secado y tras el tiempo necesario para que se establezca el equilibrio con las condiciones ambientales.

Figura 10.39. Utillajes de hormigón para determinar resistencias químicas.

CONTROLDECALIDADYENSAYOS

195

10.3.9. Resistencia a la niebla salina

Se trata de un ensayo de corrosión altamente agresivo, generalmente se utiliza sobre soportes metálicos. Los datos obtenidos mediante este ensayo dan valores comparativos con pinturas y recubrimientos cuya efectividad es conocida. Los resultados no son extrapolables a tiempo real debido a las diferencias de condiciones de cada tipo de ambiente, sin embargo existen valores que son indicativos de la durabilidad del producto ensayado. La cámara de niebla salina consiste en una caja de forma cúbica o cilíndrica, según los modelos, provista de un depósito para contener una solución de ClNa al 2%. Dispone asimismo de un sistema de pulverización, generalmente de tipo Vénturi, y de un sistema de calefacción tanto de la solución salina como de la propia cámara. La cámara está provista de unos soportes en los que se pueden colocar las probetas a ensayar en una posición de 30° respecto a la vertical. Las condiciones de ensayo pueden variarse mediante los controles disponibles en el propio aparato. Generalmente se trabaja a una temperatura de 40 +/– 2 °C y debe controlarse la cantidad de condensado mediante un embudo y una probeta graduada. Con la pintura a ensayar se aplican probetas con los espesores de pintura seca adecuados, se dejan secar y se protegen en la parte posterior y en los bordes con una pintura de bituminosa. Una vez las probetas están en condiciones, con un punzón se les hace un aspa, las líneas del aspa deben ir en la dirección de vértice a vértice, que debe llegar hasta el soporte. Se colocan las probetas en los soportes de la cámara y se inicia el ensayo. Las probetas deben examinarse periódicamente e ir anotando las posibles novedades detectadas. Los periodos de observación dependen del tipo y calidad del producto a ensayar; puede sin embargo tomarse como indicación: 48 horas, 96 horas y 7, 14, 21 y 28 días. Las observaciones deben indicar el estado general de la probeta, la formación de óxido en el aspa, cantidad y tamaño de los puntos de oxidación aislados, ampollas y todo tipo de anomalía susceptible de tenerse en cuenta. Cuando el ensayo se da por terminado puede decaparse la probeta y verificar exactamente la progresión del óxido por debajo de la pintura, tanto en el aspa como en las zonas cubiertas.

10.3.10. Exposición a la intemperie Los resultados reales solo se pueden verificar en una exposición real a la intemperie. Los ensayos realizados con aparatos como QUV, luz de arco, etc., nunca son extrapolables a los resultados reales aunque sirvan de orientación al formularlos.

196

PINTURASYRECUBRIMIENTOS

Existen muchos informes en los que se da como valores los resultados obtenidos en Florida. Aunque existen otros campos de exposición, el de Florida es conocido por la presencia en el mismo de un elevado número de horas de insolación anual y por un elevado nivel de humedad. Los ensayos de exposición a la intemperie deben efectuarse en lugares con un clima lo más parecido posible al del destino de las pinturas a ensayar. Las probetas, sean del material que sean, deben prepararse cuidadosamente y deben ser tratadas con las pinturas o sistema de pinturas que se desea observar. Las probetas se deben colocar en soportes de forma tal que queden en dirección sur y con una inclinación de 45° sobre la vertical. Lógicamente una exposición en un medio rural no dará los mismos resultados que una en medio industrial agresivo, por ello será necesario efectuar las exposiciones en los lugares adecuados. La exposición a la intemperie a largo plazo nos permite comparaciones reales con otras pinturas ya formuladas y verificar su comportamiento en condiciones reales. Es conveniente que el técnico se provea de una hoja de seguimiento para cada probeta expuesta con el fin de poder verificar los cambios que se producen en distintos periodos de tiempo. Las hojas de seguimiento pueden ajustarse a los criterios del propio técnico y anotar en ellas los datos que considere de mayor interés. Puede tomarse como ejemplo:

Producto ......................................................................................................................... Referencia .......................................... Fecha de exposición ......................................... Observación

Brillo 45-45° 85-85°

Velo

Caleo

Color A* b* L*

Craking

Silking

Desconche

Inicial --/--/--

En estas hojas de seguimiento se deberán anotar las variaciones observadas en las probetas de ensayo y se podrán sacar conclusiones de su comportamiento según los periodos de observación anotados en el margen izquierdo.

CONTROLDECALIDADYENSAYOS

197

10.3.11. QUV Existen diversos tipos de instrumentos para simular características de resistencia a la intemperie, entre ellos elXenotest, el Suntest, pero quizás el más sencillo y habitual es el QUV. Este es un aparato de laboratorio que simula condiciones agresivas de insolación y humedad. Se trata de una cámara en la que se alternan ciclos de radiación ultravioleta del tipo B, 280 nm aproximadamente a temperaturas y humedades elevadas y periodos de enfriamiento y condensación. Estas condiciones pueden ser programadas a voluntad de la forma más oportuna, de forma que pueden alternarse, por ejemplo, los periodos cada cuatro horas o programar 18 horas de radiación ultravioleta y seis horas decondensación. Las diferentes exposiciones pueden tener diferencias de más de 40°C. Con este aparato pueden efectuarse comparaciones de distintas pinturas en pocos días o semanas especialmente en lo referente a pérdida de brillo, caleo, cambio de color. Es un aparato idóneo para la comparación de productos pero sus resultados no son extrapolables a tiempo real.

10.3.12. Hojas de control de calidad En cualquier fabricación de un producto es preciso dejar constancia de los ensayos de control efectuados para asegurar la calidad del mismo antes de su expedición. Los ensayos de calidad deben ser los suficientes para el fin indicado pero a su vez deben dotar al proceso productivo de la agilidad suficiente, no formando nunca un cuello de botella en la producción. Es preciso que el técnico analice adecuadamente cuáles son los parámetros a controlar y que este control sea tan corto en el tiempo como sea posible. Para ello cada producto tendrá sus controles particulares en función de su propia naturaleza pero existen algunos que son, de forma general, común a todos ellos. Las hojas de control de calidad pueden formar un todo junto a la hoja de fabricación o pueden ser independientes de esta. La primera opción tiene la ventaja de que en caso de consulta se tienetoda la información en un solo formato. Como ejemplo de hoja de calidad adjuntamos la que podría corresponder La a un esmalte sintético. del ensayo puede ser una norma interna de la emnorma de ejecución presa o referirse a una norma INTA, UNE, ISO, ASTM, etc. En el caso de ser una norma interna, esta debe estar perfectamente definida y asequible con el fin de que pueda ser consultada en cualquier momento. Se han puesto en cursiva algunas características que podrían ser de interés en otros casos.

198

PINTURASYRECUBRIMIENTOS

Producto: .................................................................................. Código: ...................... .................................................................................................. Fecha:.........................

Ensayo

N or m a

Finura

Int 0025

M áximo

Mínimo

Resultado Conforme

7H

Viscosidad a 25 °C

Int 0037

150‘’ CF4 130‘’ CF4

Densidad a 25 °C

Int 0015

1.150 g/cc 1.200 g/cc

Color

Int 0056

OK

Secado

Int 0039

h 7

OK

Estabilidadenenvase

Int0040

15días

Brillo20-20°

Int0013

92%

Secado 20 min. A 140 °C Dureza Persoz Flexibilidad Embutición Impacto

Los resultados deben anotarse y firmar conforme están dentro de las especificaciones del producto. En los ensayos de estabilidad normalmente se pospone el «Conforme» mientras el producto está dentro del recinto de fábrica.

TERCERA PARTE

FORMULACIÓN, FABRICACIÓN Y DISEÑO DE PRODUCTOS

CAPÍTULO

11 FORMULACIÓN Y FABRICACIÓN

11.1. INTRODUCCIÓN La formulación de pinturas y recubrimientos exige en la actualidad conocer las reglamentaciones exigidas en cada caso y para cada producto, esta información se puede obtener fácilmente vía Internet mediante la búsqueda de las últimas directivas de la Unión Europea. La presencia de nonilfenoles, de isotiazolonas o el VOC (carbono orgánico volátil) son objeto de estudio y existen diversas directivas que regulan su uso. El técnico debe estar al corriente no tan solo de la situación actual sino de las variaciones que estas directivas deberán sufrir a corto y medio plazo. Es de destacar, con referencia al VOC, que existen ya previsiones a un año y a tres años vista lo que nos lleva a efectuar los estudios con objetivos a mayor o menor plazo según las necesidades de cada empresa. Si se ha dedicado el primer párrafo a las normativas ha sido con el fin de indicar la importancia de estas en el momento de formular un producto ya que no conocerlas puede suponer formular productos de antemano obsoletos. La formulación de pinturas y recubrimientos conlleva el conocimiento de los procesos productivos y de la maquinaria necesaria para ello. Con este fin se iniciará el tema de formulación, mediante varios productos que nos permitan ver de forma clara, no solo el proceso de diseño del producto sino también el utillaje necesario y el proceso de fabricación. Teniendo en cuenta la gran variedad de utillaje utilizado en la fabricación de pinturas y recubrimientos solo se describen los más usuales, dejando al lector la determinación de utillajes específicos para casos concretos. En el apartado de ideas se mencionarán otros utillajes que no se describen pero que sin embargo pueden ser localizados a través de los fabricantes de maquinaria específicos. 201

202

PINTURASYRECUBRIMIENTOS

Cualquier diseño de producto se basa en el proceso de ensayo y error. Una vez establecidas la características finales que debe tener un producto determinado se iniciarán los ensayos, se efectuará el test correspondiente y se procederá a un nuevo ensayo en el que se modificará la formulación, con objeto de acercarse a las características predeterminadas. Esta operación se deberá repetir hasta obtener un producto cuyas características estén dentro de las tolerancias exigidas al inicio del diseño. Para terminar esta parte del libro se dan unas pequeñas orientaciones sobre la forma de establecer y desarrollar un diseño con objeto de retener todas las observaciones efectuadas durante el proceso de formulación, así como de establecer las responsabilidades para que el producto tenga el máximo de garantias antes de salir al mercado.

11.2. PINTURA PLÁSTICA PARA EXTERIORES En el Apartado 5.3 de la Primera parte de este libro ya se ha expuesto de forma bastante amplia el proceso de dispersión a nivel teórico. Antes de comenzar con la formulación de la pintura plástica para exteriores efectuaremos un repaso de la maquinaria y de las características que debe tener para una óptima operación.

11.2.1. Dispersión (utillaje) Tanto las pinturas plásticas como otros recubrimientos se procesan mediante agitadores de alta velocidad. En el caso de pinturas plásticas en su fabricación no intervienen otros utillajes. Estos agitadores pueden ser de distintas características, desde los agitadores murales con capacidad de hasta 500 litros y velocidades de 700 y 1.200 rpm, hasta los agitadores de alta velocidad con capacidades desde 500 hasta 20.000 litros de velocidades variables desde 400 hasta 1.800 rpm. En la Figura 11.1 se puede ver un agitador de alta velocidad con su panel de control incorporado, este tipo de agitadores permite la elevación del eje de agitación así como la variación de la velocidad desde el tablero de control. El recipiente de fabricación está asegurado de forma que en el caso de excesiva viscosidad del producto que se esté elaborando no se produzcan movimientos en este. Se ha visto ya que en el proceso de dispersión la composición de la pasta pigmentaria contiene un disolvente, puede ser agua, humectantes, dispersantes, resina (opcional), etc. De forma experimental se ha determinado que la velocidad periférica óptima del agitador debe ser de 15 a 20 m/seg, esto se puede calcular mediante el diámetro del disco y las rpm a que se está trabajando.

FORMULACIÓNYFABRICACIÓN

203

Figura 11.1. Dispersor de alta velocidad.

La geometría del conjunto agitador-recipiente y pasta pigmentarias también han sido estudiadas con rigor con objeto de optimizar el proceso. En la Figura 11.2 pueden verse las relaciones a partir del diámetro del disco de agitación. El diámetro del recipiente debe ser de 2 a 2,5 veces superior al diámetro del el disco, la altura en reposo de la pasta pigmentaria 2 a 3 veces y la distancia del disco hasta el fondo aproximadamente la mitad de su diámetro.

Figura 11.2. Geometría del dispersor.

204

PINTURASYRECUBRIMIENTOS

Figura 11.3. Flujo de la pintura en el proceso de dispersión.

Las cantidades de disolvente y resina respecto al conjunto de pigmento y cargas determinarán la viscosidad del sistema y esta deberá ajustarse de la forma que se indica en la Figura 11.3. Una viscosidad excesiva conlleva la formación de un «donut», de forma que el esfuerzo de cizalla se ve reducido y se produce una importante incorporación de aire. Una viscosidad baja produce la formación de un cono de agitación sin cizalla y una elevada inclusión de aire; finalmente la viscosidad adecuada produce en la parte superior una curvatura totalmente convexa que en ningún caso debe llegar disco de En la preparación deal pinturas enagitación. base disolvente se aconseja trabajar con mezclas de resina disolvente al 30% de materia sólida. En pinturas plásticas se trabaja sin resina, solo con agua, y en general es difícil mantener las relaciones indicadas entre la altura del líquido y el diámetro del disco debido a la alta pigmentación de estos productos.

11.2.2. Premisas en la fo rmulación Antes de empezar cualquier diseño deben establecerse las características y parámetros que deberá cumplir el producto en cuestión, para ello es preciso establecer el tipo de pintura, las condiciones de secado, las de aplicación y las resistencias que deberá tener el nuevo producto. En nuestro caso serán las siguientes: • Pintura plástica mate para exteriores. • Aplicación a rodillo o pistola air-less. • Color blanco. • Brillo 85-85° 85% 60 micras húmedas OK 5 minutos Correcta

11.3.4. Consideraciones

Se va a diseñar una pintura para el sector de la decoración para su uso en bricolaje. Es importante tener presente la legislación vigente en cada momento para saber qué tipo restricciones puede haber en cada caso. Como se va a formular una pintura blanca sabemos que el pigmento único será el bióxido de titanio y además sabemos que los niveles de este, en formulación, pueden variar según los casos entre el 22 y el 30% sobre el total de fórmula. La elección del pigmento se efectuará siguiendo los típicos criterios de relación calidad-precio. Para el presente ejemplo se utilizará el Kronos 2300 (Kronos). En cuanto a la resina a utilizar, si bien sabemos que será de tipo alquídico, debemos elegir una resina que no amarillee ya que lo que estamos diseñando es una pintura blanca. Se deberán escoger una resina larga en aceite y otra media en aceite, la primera proporcionará buenas características de extensibilidad

214

PINTURASYRECUBRIMIENTOS

mientras la segunda proporcionará un secado más rápido. La relación entre ambas se establecerá en función del tiempo de secado y la extensibilidad y nivelación de la pintura aplicada. Finalmente cabe decir que entre los aceites secantes y no amarilleantes están, por orden de retención de color, el cártamo, girasol y soja, además de los ácidos grasos de estos aceites y otros no perfectamente identificados a los que los fabricantes de resinas se refieren como aceites vegetales no amarilleantes o ácidos grasos no amarilleantes. En este ejemplo utilizaremos dos resinas que el fabricante indica a base de ácidos grasos no amarilleantes y cuyos resultados han mostrado su bondad, Polikyd AF642 70%, disuelta en D-40. WS desaromatizado y contiene 2% de xileno, se trata de una resina larga en aceite. La media será Polikyd AF-476 al 55% totalmente disuelta en D-40. En cuanto a los disolventes serán de tipo alifático y tomaremos como válida la legislación actual que permite la presencia de hasta un 24% de white spirit, lo cual significa que, teniendo en cuenta que este contiene un mínimo del 18% de aromáticos, debemos formular con un máximo de aromáticos del 4% sobre el total de pintura. El disolvente base de la pintura, así como el de las resinas, será un white spirit desaromatizado con un contenido en aromáticos inferior al 0,1%. Los aditivos necesarios para la fabricación de esta pintura serán un agente antisedimentante que puede ser Bentonita 34 (Rheox) o similar la cual deberá prepararse en forma de gel antes de su utilización (véase Apartado 5.5.7 de la Segunda parte del libro); las cantidades a utilizar serán cercanas al 0,4% en materia sólida. Precisaremos también un dispersante que para el caso del bióxido de titanio no es crítico. Puede utilizarse cualquier dispersante no asociativo desde lecitina de soja a tensoactivos adecuados, por ejemplo, Metasperse 67 (Metalest) en proporciones del 2-3% calculado sobre el bióxido de titanio. Opcionalmente puede utilizarse un antiespumante, debe ser especial para pinturas con disolvente, por ejemplo, Perenol E-1 (Cognis) en cantidades no superiores al 0,15%, ya que pueden perjudicar el brillo final. Serán necesarios secantes mono o trimetálicos en las cantidades adecuadas y un agente antipiel que se utilizará en proporciones del 0,15-0,2% sobre el total de pintura.

11.3.5. Fórmula de inicio

En las pinturas de acabado es difícil establecer una proporción P/R ya que ello depende de varios factores, como el tipo y cantidad de pigmento, el tipo de resina, la viscosidad de esta y su capacidad humectante, etc. El objetivo pues es el de formular un producto con una cantidad determinada de bióxido de tianio y a partir de este punto obtener las características finales. Teniendo en cuenta que los esmaltes se formulan sin cargas para evitar pérdidas prematuras de brillo, el PVC de estos productos serán siempre inferiores al PVCC.

FORMULACIÓNYFABRICACIÓN

215

La relación entre las dos resinas se establece de inicio en dos partes de larga en aceite y una parte de media. Para la molturación de la pintura se utilizará una solución al 35% de resina larga en aceite que se preparará previamente en el laboratorio. PolikydAF-64270% WSdesaromatizado

50 50 ——— 100

Como se ha indicado en el apartado de preparación de pastas de molturación, la relación de bióxido de titanio/resina debe ser aproximadamente 3/1 (x 0,3). Si empezamos la formulación con 25% de bióxido de titanio la cantidad correspondiente de solución de resina será: Solución de Polikyd AF-642 =

25 × 0 ,3 ×100 35

=

21, 42

Se puede pues empezar a confeccionar la fórmula y proceso de fabricación añadiendo el dispersante y los agentes antisedimentantes; es muy práctico redondear las cantidades. Solución de Polikyd AF-462 70% Gel de Bentone 34 10% Metasperse67 Kronos2300

22,0 (se ha efectuado redondeo) 4,0 0,7 25,0 ——— 47,6

Verificar en agitación la viscosidad de la pasta para asegurar una buena dispersión. En el caso de ser excesivamente fluida se utilizará menor cantidad de solución de resina y el resto se añadirá en agitación al final de la dispersión. En caso de ser excesivamente viscosa se procederá a añadir el disolvente estrictamente necesario. El resto de la composición sería según los datos indicados anteriormente: PolikydAF-46270% Polikyd AF-476 al 55%

23,0 16,0

Deben añadirse ahora los secantes y el agente antipiel. Optaremos por un trimetal como el Nusa SEC-MAC y por un antipiel MEKO de Gomensoro. NusaSEC-MAC MEKO

0,80 0,15

216

PINTURASYRECUBRIMIENTOS

Finalmente debe utilizarse un disolvente de ajuste de viscosidad que lógicamente será WS desaromatizado. Si la pasta de molturación se ha ajustado tal como se indica más arriba, la fórmula y proceso quedarían como sigue: Cargar en caldera abierta: PolikydAF-46270%

11,00

WSdesaromatizado

11,00

Homogeneizar y añadir uno a uno los siguientes productos: GeldeBentone3410% Metasperse67

4,00 0,70

Homogeneizar y añadir: Kronos2300

25,00

Dispersar durante 15-20 minutos en un agitador de alta velocidad y pasar por molino hasta finura 7,5-8 Hegmman. En agitación y lentamente añadir: PolikydAF-46270% PolikydAF-476al55%

23,00 16,00

Homogeneizar y añadir uno a uno: NusaSEC-MAC 0,80 MEKO 0,15 Ajustar la viscosidad con WS desaromatizado WSdesaromatizado 15,6 ———— TOTAL 107,25

11.3.6. Resultados y corrección Siempre después del primer ensayo debe hacerse una caracterización del producto obtenido con el fin de verificar las modificaciones necesarias para llegar al destino fijado. En el caso del poder cubriente se ha determinado la relación de contraste con una aplicación de 90 micras húmedas.

FORMULACIÓNYFABRICACIÓN

217

Tabla 11.4. Primeros resultados.

Características

Especificación

Color

Blanco

Finura

7>

Viscosidada20°C

Resultados Blanco 7,5

140-160

125sCF4

Densidada20°C

1.120g/cc

Secotacto

15-20min

Seco total

h6

Brillo20-20 Nivelación/descuelgue60micras

20min h5

Aspecto Poder cubriente

3-4

Ligerapieldenaranja s/m = RC=0,92 90 micras 95% OK

Bordeshúmedos

5min

Estabilidad6da50°C

OK

0,92 96% OK 7min Sindeterminar

Se observa en los resultados que el esmalte en cuestión tiene un color blanco más crudo que la muestra de comparación, el film seco tiene algún defecto superficial de falta de nivelación y que la viscosidad es ligeramente inferior a la prevista. El color puede ser corregido mediante un azul de ftalocianina, por ejemplo, azul o violeta Pintasol. El defecto superficial si fuera importante podría ser corregido mediante la adición de un disolvente pesado, en este caso podría tratarse de aire ocluido o de un defecto de tensión superficial, el primero solucionable mediante un antiespumante y el segundo mediante un aditivo de silicona. En cuanto a la viscosidad el problema es mínimo ya que basta disminuir la cantidad de disolvente de ajuste. Observe el lector que siempre se efectúa el redondeo para evitar excesivos decimales. Teniendo en cuenta que se ha aumentado muy ligeramente el bióxido de titanio, se hace lo mismo con las alquídicas y los secantes correspondientes. Se efectúa una adición de antiespumante y una silicona de superficie al final del proceso, y antes del ajuste de viscosidad. 3 Normalmente los esmaltes blancos se tintan con azul o violeta con el fin de realzar el efecto del color. Los productos sin tintar parecen más amarillos. 4 Actualmente el control se efectua por espectrometría tanto en blancura como la desviación al amarillo ya que los valores son cuantificables e incontestables.

218

PINTURASYRECUBRIMIENTOS

Tabla 11.5. Corrección al primer ensayo.

Fórmulainicial PolikydAF-46270%

11,00

WSdesaromatizado

11,00

GeldeBentone3410%

Corrección

10,25

10,25

10,25

4,00

Metasperse67

%

10,25

3,75

0,70

3,80

0,65

0,70

AzulinaPintasolWL01

0,02

Kronos2300

25,00

23,30

24,00

PolikydAF-46270%

23,00

21,45

24,00

PolikydAF-476al55%

16,00

14,90

16,00

NusaSEC-MAC

0,80

0,75

0,80

MEKO

0,15

0,15

0,15

Perenol E-1

0,15

Byk 333 WSdesaromatizado TOTAL

0,05 15,6 107,25

14,55 100,00

9,98 100,00

En el nuevo ensayo deberá ajustarse exactamente la cantidad de disolvente para que el esmalte tenga la viscosidad que indican las especificaciones. Deberá entonces efectuarse un nuevo control de características y si es necesario efectuar nuevas correcciones. Una vez el producto cumple todos los requisitos previstos deberá procederse a efectuar los ensayos a largo plazo que son la estabilidad en el envase, esta puede acelerarse a temperaturas de 50-60 °C. En cuanto a la resistencia al exterior e interior, se puede verificar el amarilleamiento o cambio de color sometiendo las probetas pintadas a la oscuridad. En este último apartado debe controlarse la retención de brillo, absorción de polvo, formación de grietas, cuarteamiento, etc., en el exterior o mediante un aparato QUV.

11.4. PINTURA EPOXI PARA LA PROTECCIÓN DE SUELOS EN MEDIO DISOLVENTE En el Apartado 3.8 ya se han expuesto las reacciones de las resinas epoxi con distintos tipos de endurecedores.

FORMULACIÓNYFABRICACIÓN

219

Las pinturas epoxi para suelos pueden formularse a partir de resinas sólidas, que contendrán disolventes, o bien a partir de resinas líquidas, sin ningún tipo de disolvente. Para la exposición de este caso nos basaremos en una resina sólida de tipo estándar que son las más ampliamente utilizadas. Estas pinturas se emplean preferentemente en lugares con tráfico intenso y con niveles de resistencia química medios, tal es el caso de almacenes, garajes, etc. Para obtener los mejores resultados de estas pinturas se debe tener un pro-

ducto adecuadamente formulado pero no es menos importante una preparación del suelo y una temperatura ambiente óptima. El fracaso, en muchas ocasiones, se debe a una mala homogeneización del componente epoxi y del catalizador, y en otras, a la aplicación del producto en condiciones de temperatura o humedad inadecuadas.

11.4.1. Premisas de formulación

La pintura se presentará en dos componentes, epoxi pigmentado y endurecedor; deben tener una proporción de mezcla en volumen que sea mesurable en números enteros. Esto se hace necesario para facilitar la utilización del producto en cantidades distintas a envases completos. Las características del producto serán las siguientes: Tabla 11.6. Datos de diseño.

Color

Rojo(óxido)

Viscosidad a 20 °C

150 -170 seg CF4

Densidada20°C

—

Proporción de mezcla en volumen

3/1

Proporción de mezcla en peso

—

Pot life

6 horas

Brillo45-45°

>50%

Secadoaltacto

25 °C, estas soluciones tienen por lo general concentraciones del 50% en materia sólida y el disolvente suele ser tolueno o xileno. Los PVC empleados son del orden del 50-60% en función del tipo de acabado y del soporte que se debe pintar. El sistema pigmentario en general está compuesto por los pigmentos cubrientes y por cargas como el carbonato cálcico, barita y sílice en polvo. La cantidad de sílice puede oscilar entre el 2-10% sobre el total de fórmula en peso. En las pinturas amarillas, dadas las restricciones de los amarillos de cromo, se utilizan amarillos orgánicos cuyo poder de cubrición es bajo. Cuando los parámetros de color lo permiten, se efectúan pequeñas adiciones de óxido de hierro amarillo, con lo cual se mejora sensiblemente este punto. Se utilizan agentes antisedimentantes tipo bentonita (a partir de ahora la palabra bentonita se utilizará para designar cualquier tipo de arcilla organofílica). En función de los disolventes empleados se utilizan bentonitas adecua-

278

PINTURASYRECUBRIMIENTOS

das al sistema disolvente; si los disolventes son estrictamente aromáticos las Bentone 34 y SD1(activada) funcionan perfectamente. Los dispersantes se deberán escoger en función de los pigmentos utilizados; en pinturas blancas la lecitina de soja o dispersantes tradicionales funcionan perfectamente. Cuando se emplean pigmentos orgánicos en ocasiones deben utilizarse dispersantes poliméricos e incluso algún tipo de humectante. Los disolventes se escogerán teniendo en cuenta la forma de aplicación. Por lo general el xileno funciona correctamente pero no debe descartarse la utilización de naftas pesadas, como la 16/18. En las pinturas que deban aplicarse sobre asfalto o alquitrán debe, siempre que sea posible, utilizarse disolventes de evaporación rápida y adicionar pequeñas cantidades de etanol en proporciones del 2-3%.

Clorocaucho/resina alquídica Utilizamos este para designar las pinturas viales formuladas con clorocaucho. El clorocaucho produce un film duro y frágil que debe ser plastificado para su uso como ligante de pinturas. Normalmente se plastifica con una resina alquídica que le aporta flexibilidad y facilidad de aplicación. La resina alquídica debe ser corta o media en aceite ya que las largas en aceite no son compatibles con el clorocaucho. También se ha de tener en cuenta que el clorocaucho no es soluble en disolventes alifáticos y que las resinas medias pueden ser suministradas disueltas enwhite spirit. La elección de la resina alquídica se efectuará con criterios de secado y flexibilidad, el aceite de esta resina debe ser secante o semisecante. Generalmente se utiliza un clorocaucho de baja viscosidad, bajo peso molecular (los tipos S-5 y S-10 son los más utilizados), cuanto menor sea la viscosidad del clorocaucho empleado menores serán los problemas de aplicación y mayor la concentración de materia sólida en la pintura. El primer paso para la formulación de la pintura es determinar la relación entre clorocaucho y resina alquídica. La primera razón es que no son compatibles en todas las proporciones y, en segundo lugar, que esta relación determinará tanto la velocidad de secado como la dureza de la pintura seca. Para determinar dicha relación se prepara una solución de clorocaucho al 1015% en materia mediante disolución en concentración xileno. Por otraen parte, se prepara una solución de sólida la resina alquídica a la misma sólidos. Se efectúan mezclas de ambas soluciones en distintas proporciones, por ejemplo: Clorocaucho 10% en xileno Resina alquídica 10% en xileno

90 10

70 30

50 50

30 70

10 90

La mezcla debe efectuarse mediante un agitador mecánico. La resina alquídica debe estar diluida para que su viscosidad sea baja, de lo contrario an-

ANEXO 2. IDEAS PARA EL INICIO DE FORMULACIÓN

279

tes de mezclarse con el clorocaucho se pega al eje y sube por él. Una vez efectuadas las mezclas se dejan en reposo para evacuar el aire ocluido. Con las mezclas perfectamente transparentes, las que presentan turbidez pueden desecharse, con las demás se hacen aplicaciones sobre cristal con un espesor no inferior a las 60 micras húmedas y se dejan secar totalmente. Las aplicaciones secas se observan detenidamente para asegurar que son completamente transparentes, lo cual indica que son compatibles y que el film obtenido es totalmente continuo y sin irregularidades. Las posibilidades más normales son las que se indican a continuación: 1) Clorocaucho 10% en xileno Resina alquídica 10% en xileno

90

70

50

30

10

10

30

50

70

90

2) Clorocaucho 10% en xileno Resina alquídica 10% en xileno

90 10

70 30

50 50

30

10

70

90

Se han marcado en negrita las aplicaciones perfectamente transparentes. En el primer grupo se observa una compatibilidad total mientras que en el segundo grupo la compatibilidad solo se presenta cuando uno de los dos componentes es mayoritario. En el último caso el técnico deberá formular dentro de los límites de compatibilidad dejando siempre un margen de seguridad. En la elección de los disolventes se deberá tener en cuenta el disolvente que lleva en srcen la resina alquídica: si es corta en aceite será aromático; en el caso de ser media puede ser aromático o alifático, en este último caso debe formularse de forma que durante el proceso de evaporación el clorocaucho siempre sea soluble en el disolvente residual que contiene el film. El sistema pigmentario puede elegirse, tal como se ha indicado para las pinturas de señalización horizontal, a base de polímeros en solución. Los dispersantes deben ser solubles en disolventes aromáticos (debe recordar el lector que es condición indispensable que los dispersantes para ser eficaces han de ser solubles en el medio). Los aditivos antiposo pueden elegirse entre: estearato de aluminio, Bentonitas 34 o SD1 o MPA-60X La resina alquídica precisa(Elementis). secantes, deberán pues utilizarse los metales y cantidades indicadas por el fabricante de la resina. Si se utilizan naftenatos, octoatos o poliacrilatos metálicos deberá tenerse en cuenta que estos están disueltos en disolventes alifáticos.

280

PINTURASYRECUBRIMIENTOS

PINTURAS 100% SÓLIDOS, PARA APLICACIÓN EN CAPA GRUESA Este tipo de pinturas se emplean cuando se precisa un espesor muy apreciable de pintura, 1-1,5 mm, o se desea efectuar algunos efectos especiales como las bandas sonoras de las carreteras y autopistas. Se presentan en dos componentes que deben ser mezclados y aplicados inmediatamente antes de su utilización ya que la vida de la mezcla es muy reducida, entre 5 y 10 minutos. Se trata de pinturas formuladas con poliésteres insaturados o con monómeros de diversos tipos, en ambos casos el endurecimiento se hace mediante un peróxido. La velocidad de reacción es extremadamente rápida. Como iniciador el peróxido de benzoilo y como acelerante la N,N,dimetilp-toluidina. Estos recubrimientos se pueden aplicar mediante llana o pistola de doble boquilla que permite la dosificación adecuada de cada componente. Los recubrimientos obtenidos por este sistema poseen una elevada dureza y resistencia a la abrasión. Debido a su rapidísimo endurecimiento permiten aplicar las bandas sonoras de las carreteras y mantener los espesores deseados sin deformación del diseño de la banda aplicada.

PINTURAS PARA SUELOS: MADERA, CEMENTO, HORMIGÓN, ETC. Este es un campo muy amplio donde se mezclan lo que podríamos denominar pinturas de decoración, pintura industrial y pintura arquitectural. Los suelos pueden ser de distinta naturaleza y para distintas aplicaciones: suelos de hormigón o madera para pistas deportivas, suelos industriales para tráfico ligero, suelos industriales para tráfico pesado, suelos con resistencias químicas, terrazas transitables que deben ser impermeabilizadas, terrazas no transitables, y un largo etcétera. Se efectuará una exposición de los distintos materiales en función de su aplicación, dentro de cada aplicación según el tipo de suelo a pintar y finalmente las posibilidades de productos acuosos, con disolvente o 100% de materia sólida. • • • • • •

Impermeabilización de terrazas. Pistas deportivas y suelos de parquet. Suelos industriales para tráfico ligero y rueda blanda. Suelos industriales para tráfico intenso y rueda dura. Suelos de alta resistencia química. Recubrimientos para suelos metálicos.

ANEXO 2. IDEAS PARA EL INICIO DE FORMULACIÓN

281

IMPERMEABILIZACIÓN DE TERRAZAS Las terrazas o tejados horizontales presentan a menudo problemas de filtraciones que provocan humedades en los niveles inferiores. La impermeabilización de estas terrazas debe efectuarse con frecuencia, y la utilización de hidrofugantes en general no dan los resultados deseados debido a que no son efectivos en fisuras de gran tamaño. La solución a estos problemas pasa por la aplicación de un recubrimiento filmógeno en toda la superficie y en la parte inferior de las paredes de forma que el film forme una cubeta impermeable.

Sistemas acuosos Polímeros termoplásticos

Los productos utilizados se conocen bajo diversos nombres, impermeabilizantes, pinturas de caucho, caucho en emulsión, etc. Los ligantes utilizados son emulsiones poliméricas de monómeros estrictamente acrílicos o acrílico-estirénicos con TMFF de 0 °C; se trata de productos blandos de muy elevada elasticidad. Estos polímeros pueden encontrarse en el mercado en dos formas, la primera como simple polímero elástico y la segunda como polímero aditivado con fotoiniciadores que actúan en la superficie dando lugar a una capa superficial más dura. La diferencia fundamental entre ambos tipos de polímeros es el tack o pegajosidad residual. Dentro del primer grupo se encuentran mayoritariamente las emulsiones acrilo-estirénicas, mientras que en el segundo grupo se encuentran las acrílicas puras. La elección de un tipo u otro dependerá de si el suelo debe ser o no transitable. En ambos casos el diseño del producto se ajusta a los mismos criterios: los recubrimientos tienen un PVC alrededor del 30% con un brillo satinado y una elasticidad del film seco que puede variar entre 700 y 1.200%. El sistema pigmentario está formado por el pigmento correspondiente, (bióxido de titanio, óxido de hierro rojo, óxido de hierro negro, óxido de cromo verde), al color del diseño que suele ser rojo, gris o verde. Las cargas se escogerán con la mínima posible lo que nos lleva a mezclas de carbonato cálcico con barita absorción o solamente barita. En cuanto a los aditivos serán los que habitualmente se utilizan en las pinturas a base de polímeros en emulsión dispersantes, agentes reológicos, bactericidas, etc. Los coalescentes que se utilicen deben ser meramente presenciales ya que la propia emulsión polimérica es capaz de formar el film a temperaturas < 2 °C. La adición de pequeñas cantidades de ceras de parafina de alto punto de fusión, cercano a 70 °C, disminuye la absorción de agua del film seco. La adi-

282

PINTURASYRECUBRIMIENTOS

ción de HALS, inhibidores de radicales libres, mejora el comportamiento a largo plazo. Estos recubrimientos precisan de aplicaciones de espesores considerables, mínimo 600 micras de film seco, de lo contrario el envejecimiento superficial provoca que se conviertan en films frágiles y de baja elasticidad.

Sistemas con disolvente

Sistemas poliuretano

Existe en el mercado una amplia variedad de isocianatos, entre los que se encuentran los curados por la humedad de la atmósfera, dentro de este grupo se pueden encontrar productos extremadamente rígidos y duros o productos blandos y elásticos. Estos últimos son los que se utilizan en la impermeabilización de terrazas para la fabricación de acabados.

PU 1C

La manipulación de estos productos es extremadamente delicada en dos aspectos. En primer lugar, tienen una toxicidad elevada por lo cual deben tomarse las medidas de manipulación adecuadas; en segundo lugar, poseen una elevada reactividad con la humedad del aire por lo que deben ser manipulados en una atmósfera exenta de humedad, o sea, en utillajes cerrados que aseguren este punto. Los fabricantes de isocianatos, como por ejemplo Bayer, pueden aportar información de los productos más adecuados, así como su manipulación. Los recubrimientos para terrazas pueden presentarse en forma de barniz transparente o en forma de acabados pigmentados, en este caso se hace imprescindible la utilización de pigmentos exentos de humedad, que no es el caso de los productos comerciales habituales. Será pues necesario proceder a un secado previo y a un proceso de molturación en las condiciones antes mencionadas. En el caso de los barnices transparentes generalmente no se utiliza ningún tipo de aditivo, simplemente se procede a su dilución y a un envasado que asegure la estanqueidad del producto. En loscon productos pigmentados procederse a una evaluación de los aditivos el fin de asegurar la deberá estabilidad.

PU 2C

Estos recubrimientos se mezclan antes de la aplicación y no conllevan problemas importantes de fabricación ya que el componente pigmentado está compuesto por un poliol y el isocianato. Se envasan por separado sin manipulación.

ANEXO 2. IDEAS PARA EL INICIO DE FORMULACIÓN

283

Los fabricantes de polioles e isocianatos, especialmente Bayer, pueden dar orientaciones sobre los tipos más adecuados. Puede además variarse el ratio de reticulación que cuanto menor sea del 100% mayor será la elasticidad del producto y menor la dureza y resistencia a los disolventes y productos químicos. Teniendo en cuenta que lo que se busca es la impermeabilización y la elasticidad del film puede trabajase con ratios de reticulación del orden del 75 al 85%. En el Capítulo 8 se explica la forma de efectuar los cálculos de mezcla en función del contenido de OH en el poliol y de NCO en el isocianato.

Pistas deportivas y suelos de parquet Aunque se han unido en un solo apartado debemos distinguir tanto el sustrato (madera o cemento) como el tipo de acabado que quiere obtenerse ya que este puede ser duro y de alta resistencia a la abrasión, o blando y menos resistente a la abrasión.

SUELOS DE MADERA En ambos casos se utilizan productos de similares características aunque debe tenerse en consideración que en las pistas deporti vas la abrasión es superior que en un suelo de parquet casero. Los recubrimientos para madera suelen ser transparentes con objeto de potenciar el dibujo de las vetas de la madera. Se utilizan a este fin diferentes productos, tanto en base acuosa como en base disolvente: • • • • •

Polímeros de poliuretano en emulsión acuosa. Poliuretanos 2C en base acuosa. Alquídicas uretanadas (sistemas con disolvente). Sistemas catalizados por ácido. Poliuretanos de 1C y 2C (sistemas con disolvente).

Polímeros de poliuretano en emulsión en base acuosa Se presentan en concentraciones al 30-40% de materia sólida y pueden ser de tipo alifático o aromático, estos productos pueden también presentarse en forma de híbridos con polímeros acrílicos. La selección del producto se efectúa en función de la dureza deseada, así como del nivel de cosolventes que pueda contener. Sus características principales son, en el caso de PU alifáticos, la estabilidad de color, muy importante cuando existen fuentes de luz como ventanas u oberturas ya que en el caso de los PU aromáticos se produce un fuerte cambio de color en las zonas iluminadas.

284

PINTURASYRECUBRIMIENTOS

La absorción de HAL por DSM deja en manos de este fabricante de resinas una amplia tecnología de PU en fase acuosa. La consulta con el proveedor se hace necesaria para la elección del producto adecuado, tanto como sellador como para la capa de terminación. Halwedrol OX47 40W y OX TN7735 40W pueden ser utilizados para este fin. La formulación de estos productos es relativamente sencilla ya que su manipulación no conlleva ningún problema. El producto acabado se obtiene por dilución del polímero de PU a una concentración del 20-25% con agua desmineralizada; con el fin de obtener una buena penetración en la madera pueden utilizarse tensoactivos no-iónicos o aniónicos ya que el carácter del producto es aniónico. Se deberán utilizar antiespumantes bastante compatible s, son muy efectivos los de tipo silicónico, y bactericidas cuando se efectúe una dilución del producto comercial. El secado de estos productos es más lento que el de los productos disueltos en disolvente y depende tanto de la temperatura de aplicación como del grado de humedad medioambiental. La aplicación a rodillo o pistola no presenta excesivos problemas. El brillo obtenido generalmente es el correspondiente a un semibrillante.

Poliuretanos de 2C en base acuosa De la misma firma DSM el Halwedrol FV-TN6979 40W es una emulsión de un polímero de poliuretano-acrílica con OH libre de 4,2%. Se caracteriza por su buena compatibilidad con isocianatos autoemulsificables como el Rhodocoat WT 2102 (RODIA). Ambos productos forman un tándem excelente en la formulación de acabados de poliuretano de 2C. Los aditivos se utilizan en función del producto diseñado. Para obtener brillos satinados o bajos pueden utilizarse ceras mateantes en emulsión, o en casos de brillos muy bajos aerosoles de sílice. Como dispersantes, se obtienen buenos resultados con BYK 180, 182, 184, que tienden a mejorar el brillo. Como humectantes del soporte, para mejorar la penetración en el sustrato, se utilizan humectantes BYK 346 y 348. Como en todos los revestimientos en base acuosa deberán utilizarse antiespumantes, entre ellos BYK 024, y si se prefiere sin silicona BYK 011.

Alquídicas y aceites uretanados en base disolvente Las alquídicas y aceites uretanados son una base de gran interés para el tratamiento y barnizado de parquets. Las alquídicas por regla general proporcionan brillos superiores pero tienen menor penetrabilidad que los aceites. En ambos casos la resistencia a la abrasión es moderada. En función del color de la madera del parquet deberá utilizarse un tipo u otro de producto teniendo en cuenta que las características de estos varían. Los

ANEXO 2. IDEAS PARA EL INICIO DE FORMULACIÓN

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aceites muy secantes, como el de linaza, proporcionan un secado muy rápido pero tienen el inconveniente del amarilleamiento, lo que en maderas muy claras conlleva un oscurecimiento a corto plazo. Otros aceites como el linoleico o la soja aportan una mayor estabilidad de color pero tienen un tiempo de secado más prolongado. Entre los aceites uretanados, el Unithane UR-959-M50 (Cray Valley) y AR202 W50 (DSM). Entre las alquídicas, Uralac AL210 Q55 (DSM) tiene excelentes características, además de estar diluida en disolventes desaromatizados lo cual facilita la formulación según los criterios de las normativas comunitarias. La formulación de barnices para parquet a base de resinas alquídicas y aceites uretanados solo precisa de buena facilidad de nivelación, tiempo de bordes húmedos suficientemente largo y secado rápido en profundidad. La formulación es una simple dilución con adición de secantes, agentes antipiel y, cuando sea necesario, algún aditivo de superficie, preferentemente siliconas modificadas. En barnices satinados o mates pueden utilizarse aerogeles de sílice adecuados, como ACEMATT OK 520 (Degussa-Evonik) o Silica HP-340 (Crosfield), las cantidades apropiadas dependen del nivel de brillo y oscilan entre el 1 y 4%. La dispersión de estas sílices puede efectuarse en dispersores de alta velocidad con pastas de viscosidad adecuada y posterior dilución.

Sistemas catalizados por ácido en base disolvente Este tipo de barniz para parquet posee unas buenas características de durabilidad, dureza y conservación de brillo. Su principal inconveniente en la aplicación es la liberación de formaldehído, lo cual es extremadamente molesto para el usuario ya que el olor se prolonga durante varios días. Se trata de utilizar una resina de urea formaldehído, también pueden utilizarse mezclas de melamina y ureaformaldehído, y catalizarla con un ácido, lo cual da como resultado un film extremadamente duro y frágil. Para obtener un film duro pero con suficiente flexibilidad se utiliza mezclada con una resina alquídica media en aceite preferiblemente disuelta en xileno o Solvesso100, sin secantes; la relación de mezcla de ambas resinas se hace en función de la durezasobre finalmateria del film.sólida Pueden realizarseesta ensayos conuna relaciones de 1:1 calculados y modificar relación vez vistos los resultados obtenidos. Para que se produzca la reacción se utiliza un ácido, generalmente ácido para-toluen sulfónico, en cantidades que oscilan entre el 3-5%, calculado sobre melamina y/o urea formaldehído sólida. Estos barnices se preparan en dos componentes que deben ser mezclados en el momento de la aplicación. El barniz debe tener un contenido en materia sólida del 40-50% y puede aditivarse con ceras o aditivos de silicona para mejorar

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PINTURASYRECUBRIMIENTOS

la resistencia al rayado. Cuando se desea matear el producto para obtener brillos satinados o mates se utilizan sílices mateantes en proporciones del 1-3%. Los disolventes para completar la formulación deben ser adecuados, tanto para la resina alquídica como para las resinas amínicas, por lo que deberán utilizarse mezclas de disolventes aromáticos y butanol o isobutanol con el fin de obtener una buena estabilidad del producto.

Poliuretanos de 1C y 2C en base disolvente Entre los productos destinados a la protección de madera para pistas deportivas y parquet, los poliuretanos han mostrado unas excelentes prestaciones tanto en lo referente a la resistencia a la abrasión como a la retención de brillo. Los sistemas de 1C vienen preparados directamente del proveedor y su manipulación se limita a la dilución, si es necesaria, y al envasado del producto. Se trata de prepolímeros de isocianato que reaccionan con la humedad del aire para formar un polímero de poliuretano de alta resistencia. Ha mostrado, entre otros, excelentes resultados el BECKOCOAT PU 428 (Solutia-Hexxion). En la mayor parte de casos, en la dilución deben emplearse disolventes de evaporación lenta con el fin de obtener un tiempo de bordes húmedos adecuado. En los sistemas de 2C se utilizan resinas acrílicas y poliésteres hidroxilados que reaccionan con el isocianato. La utilización de resinas acrílicas permite una estabilidad de color excelente; en los poliésteres la estabilidad de color depende del tipo del mismo. Pueden utilizarse mezclas de resinas acrílicas y poliésteres previo control de la compatibilidad de los mismos. El pocentaje OH del componente hidroxílico debe estar comprendido entre 2 y 4%, teniendo en cuenta que cuanto mayor es el porcentaje OH mayor será el grado de reticulación y por tanto la dureza en detrimento de la flexibilidad del film. En el caso de los poliésteres cuanto mayor sea la ramificación de los mismos mayor será la dureza. Para este fin se han mostrado muy eficaces el URACRON CY 468 (DSM) con porcentaje OH = 1,8%, y SYNOCURE 7120 XAB50, con porcentaje OH = 1,6%. Los isocianatos para efectuar la reticulación acrílicas son de tipo alifático, como el Desmodur N (Bayer). Cuandode elresinas color no es un parámetro importante se puede utilizar un isocianato aromático del tipo Desmodur L 75 (Bayer). Debe tenerse en cuenta que las mezclas de ambos componentes tienen un pot-life, o tiempo de vida útil no superior a ocho horas; después de este tiempo, pese a que la mezcla pueda tener un aspecto fluido, la reacción ha avanzado lo suficiente como para que el producto aplicado presente problemas de aplicación, penetrabilidad, nivelación o adherencia.

ANEXO 2. IDEAS PARA EL INICIO DE FORMULACIÓN

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SUELOS INDUSTRIALES DE TRÁFICO LIGERO Y RUEDA BLANDA Se incluyen en este apartado almacenes, garajes y otros suelos cuya resistencia a la abrasión debe ser suficiente pero no elevada. Se incluyen en este apartado las pistas deportivas. Dependiendo del nivel de resistencia química a la abrasión existen diversas posibilidades que se exponen de menor a mayor resistencia a la abrasión.

Polímeros en emulsión en base acuosa Este tipo de pinturas se emplean en interiores, se utilizan para este fin emulsiones de polímeros, generalmente acrílicos, con Tg elevadas, del orden de 50-60 °C. Algunos de estos polímeros son autoreticulantes, contienen monómeros como el acrilonitrilo que favorecen una reticulación posterior al secado físico y con ello una mayor resistencia tanto a la abrasión como a determinados agentes químicos domésticos. Son pinturas con PVC siempre por debajo del PVCC y normalmente cercanos al 45-50%. Generalmente estas emulsiones tienen TMFF elevadas cercanas a los 30-35 °C, lo cual hace imprescindible el uso de coalescentes Como el Texanol, Nexcoat 795 o Perstorp NX 795 (los tres dan caídas de la TMFF similares). Las cantidades de coalescentes deben ser calculadas cuidadosamente para evitar que estos permanezcan un tiempo excesivo en la película pero suficientes para obtener un film continuo de buena calidad El sistema pigmentario debe contener una mezcla de cargas que le aporte dureza superficial, por ello se utilizan mezclas de carbonato cálcico, extenders y sílice en polvo, esta última en cantidades del orden del 5 al 7% sobre el total de fórmula en peso. Se utilizan dispersantes de tipo polifosfatos y poliacrilatos de forma sinérgica. Los agentes reológicos deben ser mezclas de newtonianos y tixotrópicos con el fin de no facilitar excesivamente la extensibilidad del producto. Como en todas las pinturas de emulsión deberá proveerse de alcalinizantes, antiespumantes, bactericidas, etc.

Alquídicas modificadas en base acuosa o disolvente Las resinas alquídicas son el sistema más económico y de más fácil aplicación. La calidad del recubrimiento permite un tránsito intenso pero de baja erosión, no son aconsejables en el pintado de suelos exteriores y por tanto expuestos a la intemperie. Su aplicación se indica en suelos de almacenes, mercados, etc. Estos recubrimientos se formulan a partir de resinas alquídicas me-

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PINTURASYRECUBRIMIENTOS

dias o largas en aceite modificadas con resinas fenólicas, lo cual mejora tanto el secado como la resistencia al agua. La formulación de estos productos puede efectuarse en base acuosa o en base disolvente. El ligante está constituido por una mezcla de una alquídica y una resina fenólica esterificada. La formulación de este tipo de pinturas debe efectuarse conforme a las normas utilizadas para los esmaltes sintéticos. El brillo de estas pinturas varía de brillante a semibrillante, siendo este último el más utilizado. Las cargas que se utilicen para obtener el brillo deben ser estables a los agentes químicos de limpieza, detergentes, jabones, etc., siendo interesante que su dureza sea elevada con el fin de mejorar la resistencia a la abrasión. También algunas alquídicas uretanadas dan excelentes resultados en esta aplicación, tal es el caso del Uralac OR314 (DSM).

Acabado en base epoxi La utilización de resinas epoxi catalizadas con poliamidas o con aducto aminas son la base de las pinturas para la aplicación de suelos que exijan a la vez una elevada resistencia mecánica y una moderada resistencia química. En el pintado de garajes donde se producen vertidos de gasolinas, gas-oil, líquidos de frenos y otros productos de este tipo, las resinas epoxi dan unos excelentes resultados.

Base acuosa

La formulación de pinturas epoxi en base acuosa puede hacerse siguiendo dos caminos distintos: 1) utilizando resinas ya dispersas en agua con lo que se rebaja de forma drástica el VOC; 2) utilizando el endurecedor como base de dispersión pigmentaria, ya que este es fácilmente soluble en agua, y adicionando la resina epoxi que se emulsiona con relativa facilidad en el sistema pigmentado. En el primer caso, la utilización de resinas dispersas en agua, la firma Vantico (CIBA), hoy Exxion, puede aportar una gama bastante amplia de productos, entre los queepoxi podemos destacar decon resina epoxi PZ 3962 con un equivalente de 480-520 y la el dispersión endurecedor base en aducto de poliamida Aradur 340 con un índice de amina de 155-175. Para la formulación de estos productos deberán utilizarse los dispersantes, agentes reológicos, antiespumantes, etc., necesarios para obtener un producto estable y de buena aplicación. Los principales fabricantes de aditivos, BYK, EFKA, SERVO, ELEMENTIS, y otros disponen de productos adecuados. El segundo caso solo permite una reducción parcial, relativamente pobre del VOC. Puede sin embargo aprovecharse la capacidad humectante de las po-

ANEXO 2. IDEAS PARA EL INICIO DE FORMULACIÓN

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liamidas para efectuar una buena dispersión de los pigmentos y cargas. En este caso la resina epoxi se utiliza como catalizador tal como es suministrada por el fabricante. Esta resina se emulsiona fácilmente con el componente pigmentado a base de poliamida.

Base disolvente

Se utilizan resinas epoxi sólidas estándar con equivalentes epoxi de +/– 450, como la DER 671/X75 (DOW) o Epicote 1001/X75 (Resolution), y poliamidas del tipo Epikure 3115/70 (Resolution) o Versamida 115 (Cognis), con un índice de amina de +/– 340. El cálculo estequiométrico de este sistema se puede consultar en el Capítulo 8, Estequiometría, de la Segunda parte de este libro. Puede utilizarse también aducto amina en lugar de poliamidas. La ventaja de esta opción está en que las pinturas formuladas con estos productos no precisan tiempo de inducción antes de su aplicación y, por otra parte, son menos sensibles a la humedad del sustrato. Entre estos productos pueden citarse Unirez 5214 (Arizona Chemicals) o Versamida 224 (Cognis), ambas con un índice de amina de +/– 340. El componente pigmentado se prepara con la resina epoxi, deberán utilizarse los dispersantes y antisedimentantes necesarios; entre estos últimos las bentonitas organofílicas dan buenos resultados. Para una buena dispersión del medio es necesaria la utilización, además de los disolventes aromáticos, de pequeñas cantidades de alcoholes como el butanol o isobutanol con el fin de que la mezcla sea estable y no forme separaciones. El sistema pigmentario se constituye por los pigmentos correspondientes, siempre que sea posible bióxido de titanio, óxido de hierro rojo, óxido de cromo verde y, en función del tipo de dispersión o molido, se puede utilizar óxido de hierro negro o negro de humo. Las cargas deberán ser inertes como el talco y la barita con el fin de dar al recubrimiento la mayor estabilidad química posible. En algunos casos se deben utilizar agentes reológicos con el fin de aumentar la viscosidad o para evitar una excesiva facilidad de extensión; los derivados del aceite de ricino deshidrogenado o algunas poliamidas dan solución amejora estos problemas (véasea RHEOX). Puedenmodificadas, también utilizarse aditivos para la de la nivelación base de siliconas las cuales además aportan mayor resistencia al rayado. El catalizador estará constituido solo por la poliamida o el aducto amina. Para poder establecer unas proporciones de mezcla en números enteros deberán utilizarse disolventes en uno u otro componente según sea necesario, véase el Apartado 8.3 de la Segunda parte del libro, Formulación y Fabricación.

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PINTURASYRECUBRIMIENTOS

Poliuretanos en base acuosa o disolvente

Los poliuretanos de dos componentes para suelos aportan un excelente acabado y una retención de brillo superior a los sistemas epoxi. Debe tenerse en cuenta que los poliuretanos tienen una mayor resistencia a los álcalis, mientras que los sistemas epoxi son superiores frente a los ácidos. Para que el recubrimiento tenga buena resistencia química y una dureza suficiente para tener buena resistencia a la abrasión deben formularse sistemas de elevada reticulación. Se utilizan para estos sistemas poliéteres, acrílicas o alquídicas hidroxiladas con contenidos en OH superiores al 3,5%.

Sistemas acuosos

Las proporciones estequiométricas se calculan siguiendo las normas indicadas en la Segunda parte del libro. Debe por tanto efectuarse el cálculo estequiométrico de ambos componentes y ajustar posteriormente la composición de ambos componentes para que la mezcla en volumen se ajuste a números enteros. El ligante Halwedrol FW-TN6979 40W (DSM), con 4.2%, de OH reticulado, con un isocianato del tipo Desmodur N o L (Bayer) con un contenido en CNO aproximado de 16,5%, aporta unas buenas características de dureza, brillo y flexibilidad, así como un tiempo abierto, bordes húmedos, suficiente para efectuar una aplicación de aspecto correcto. El tiempo de secado es superior al obtenido en base disolvente, lo que debe tenerse en cuenta para determinar el tiempo de secado para la utilización del suelo. Los principales fabricantes de aditivos pueden facilitar los adecuados a cada formulación, aquí se sugieren algunos productos de ELEMENTIS: el dispersante de pigmentos Nuosperse FX 504, los agentes reológicos Rheolate 255 y 244, este último de carácter newtoniano, un antiespumante libre de silicona como el Dapro DF 7005, y finalmente un humectante del sustrato para mejorar la penetración y adherencia como el Nuosperse 2006. En algunos casos donde el color se formule a partir de pigmentos orgánicos el Nuosperse FX 600 puede mejorar los resultados obtenidos con el FX 504.

Sistemas con disolvente

Las proporciones estequiométricas se calcularán como se indica en el anterior apartado. Pueden utilizarse poliésteres saturados o resinas alquídicas y acrílicas hidroxiladas, siempre con contenidos en OH > 3%; como isocianato pueden utilizarse tanto alifáticos como aromáticos. La utilización de acrílicas hidroxiladas junto con isocianatos alifáticos dan una mejor estabilidad del color y del

ANEXO 2. IDEAS PARA EL INICIO DE FORMULACIÓN

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brillo que cuando se utilizan alquídicas hidroxiladas con isocianato aromático; los poliésteres saturados dan en general unas prestaciones superiores a las alquídicas. Los tiempos de secado son en todos los casos similares. Como poliéster saturado puede utilizarse el 7806X75 (Cray Valley) con un contenido en OH del 4,4%, y como acrílica hidroxilada el Uracron CY 433 X60 con un contenido del 4,5% de OH. En cuanto al isocianato, el Tolonate HDB 75MX (Rhodía) alifático con 16,5% CNO y el aromático Takenate L-75 (Mitsui Takeda) con 17,5% CNO. Las formulaciones corresponden a productos brillantes o semibrillantes, siempre con PVC < PVCC. El sistema pigmentario se elegirá en función del color que deba obtenerse pero dando prioridad a pigmentos muy estables y cargas inertes químicamente. Los aditivos en general serán: humectantes como Byk 161 y/o Byk 111 (BYK); antisedimentantes y agentes reológicos Bentone 34 (Rheox); en casos de formación de posos duros el Texafor 963 (Cognis) da buenos resultados para resolver el problema. Como agentes superficiales pueden emplearse siliconas modificadas como el Byk 303 (BYK) o Efka 3033 (Efka). Como desaireante tiene buenas características el Byk 066 (BYK).

SUELOS DE TRÁFICO INTENSO Y RUEDA DURA Se incluyen en este apartado recubrimientos de capa gruesa y morteros que deban sufrir un fuerte ataque abrasivo a la vez que tengan una excelente resistencia química. Para este fin las ideas se ceñirán a sistemas epoxídicos clasificados en los siguientes apartados: • • • • • • •

Preparación de la superficie. Condiciones de aplicación. Capas de anclaje o de adherencia. Pinturas epoxi de capa gruesa > 500 micras. Sistemas autonivelantes. Morteros a base de resinas epoxi. Especialidades.

Preparación de superficies Las películas de capa gruesa formadas con recubrimientos epoxi son de extremada dureza y flexibilidad relativa, esto significa que el film de recubrimiento debe poseer una excelente adherencia sobre el soporte para evitar que se desprenda debido a cambios térmicos o movimientos en la obra. Por otra parte, debido a su elevada dureza, debe tener una penetración suficiente para que el film de recubrimiento no arrastre en su movimiento la capa su-

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perficial del hormigón. Estos son problemas típicos de las pinturas epoxi de capa gruesa. La preparación de superficie debe empezar por un saneamiento de la superficie que se lleva a cabo mediante un granallado de arena, especialmente en casos de suelos nuevos, para desprender todas las partes del soporte que no estén perfectamente adheridas a la superficie. Una vez efectuado el saneamiento superficial se procede a la aspiración del polvo y al parcheado de los huecos y zonas que precisen de una reparación mediante mortero, que puede ser epoxi o bien mortero de cemento. Si la reparación se efectúa con mortero de cemento deberá, después de su fraguado completo, 28 días, tratarse los parches con una solución de ácido clorhídrico al 5% durante unos 10-15 minutos y luego lavar la superficie tratada con agua limpia con objeto de neutralizar los restos de ácido que puedan permanecer en el sustrato. Cuando no sea posible efectuar un chorreado o granallado se procederá a la limpieza con ácido durante 15-30 minutos con el fin de eliminar la lechada de cal, recuérdese que el hormigón debe estar totalmente fraguado. Luego se eliminarán los restos de ácido mediante lavado con agua limpia y se dejará secar. Una vez seca la superficie se procederá a aplicar una imprimación de anclaje, este producto debe tener una elevada capacidad de penetración con objeto de aumentar significativamente la resistencia mecánica del soporte y servir de unión entre este y el recubrimiento epoxi que se aplicará posteriormente. La capa de imprimación se debe aplicar y dejar secar durante 4-5 horas con objeto de evaporar los disolventes si los contiene. Los tiempos de aplicación entre capas de productos epoxi no deben superar las 24 horas a temperaturas de 20 °C. Las aplicaciones después de este tiempo pueden producir problemas de adherencia entre capas.

Condiciones de aplicación Las pinturas y recubrimientos epoxi, tanto con disolvente como sin disolvente, curan mediante una reacción química, epoxi-amina. Como todas las reacciones químicas su velocidad depende de la temperatura y a determinadas temperaturas la velocidad de reacción prácticamente se paraliza. Las pinturas epoxi deben aplicarse a temperaturas superiores a los 10 °C. Existen endurecedores temperaturas peroacomo norma general debe aplicarseque a lapermiten temperatura indicada. inferiores La aplicación temperaturas inferiores conlleva problemas de falta de endurecimiento, exudación del endurecedor y falta de uniformidad en la película formada. La humedad del suelo también es un factor a tener en cuenta ya que humedades superiores al 5% conllevan falta de adherencia al soporte y una reticulación defectuosa del producto. Los sistemas epoxi sin disolvente tienen una velocidad de reacción elevada, lo que significa que después de la mezcla de los dos componentes en el en-

ANEXO 2. IDEAS PARA EL INICIO DE FORMULACIÓN

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vase se dispone de un tiempo determinado, generalmente inferior a los 20 minutos, después del cual se produce el endurecimiento del producto acompañado de una fuerte reacción exotérmica. Este tiempo útil de la mezcla se lo conoce como pot-life. En los sistemas con disolvente no se produce el endurecimiento de la mezcla debido a que el disolvente no permite la total reticulación del producto, dando lugar a un entrelazado de las moléculas mucho más esponjoso. Debe tenerse en cuenta sin embargo que elpot-life de estos productos es de 68 horas ya que aún con la pintura líquida y con aspecto de aplicable, la formación de largas cadenas no entrelazadas dan como resultado un producto de bajas prestaciones, especialmente en lo relativo a la resistencia química y a los disolventes. Una mezcla con más de seis horas de vida debe ser rechazada como no utilizable. La aplicación de estos productos sin disolvente se puede efectuar a rodillo, o pistola de doble boquilla, en la que se produce la mezcla en el momento de la proyección.

Capas de anclaje o adherencia Las capas de anclaje son productos cuyo fin es el de reforzar el sustrato y a su vez proporcionar una superficie adherente a las sucesivas capas de pintura o recubrimiento. Estas capas de anclaje son mezclas de resina epoxi y endurecedor sin pigmentación alguna; su característica principal es la buena penetración en el soporte. Se formulan a partir del mismo ligante que contiene la pintura de acabado, en el caso de pinturas con disolvente se formulan de forma que tengan una concentración en sólidos del orden del 30%, lo cual da como resultado productos de muy baja viscosidad y elevado poder de penetración. En este caso debe respetarse el tiempo de aplicación entre capas asegurando que los disolventes contenidos en la capa de anclaje se hayan evaporado totalmente, con el fin de evitar la formación de blistering, formación de burbujas o ampollas. En los sistemas sin disolvente se utilizan resinas epoxi de bajo peso molecular, son resinas líquidas al 100% de sólidos. Los endurecedores son aminas cicloalifáticas de sólidos y muy baja viscosidad. Enfácilmente algunos casos mezcla obtenida es100% aún excesivamente viscosa para penetrar en ella soporte, se utilizan entonces disolventes reactivos que son cadenas con un solo grupo epoxi que tienen viscosidades muy bajas y reticulan con el sistema epoxi. La utilización de disolventes reactivos debe efectuarse con moderación, su uso en cantidades excesivas conlleva un detrimento en las características del film ya que producen su plastificación, sin embargo es normal la utilización de cantidades cercanas al 15% calculado sobre la resina epoxi en peso.

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Pinturas epoxi de capa gruesa (> 400 micras ) Son recubrimientos de vida útil muy corta, entre 20 y 30 minutos, dependiendo del volumen de producto preparado, componente base más catalizador. La vida del producto se alarga si contiene disolventes reactivos. En la reacción entre el componente epoxi y su catalizador se produce una reacción fuertemente exotérmica, esta es la razón de que una mezcla de 200 ml tenga un pot-life de unos 30 minutos, mientras que preparando mezclas de 5 litros el pot-life o endurecimiento se produzca en 20 minutos o menos. Teniendo en cuenta estas características se pone en evidencia que la mezcla de los dos componentes y la aplicación debe efectuarse con la máxima rapidez. Por la misma razón es fácilmente comprensible que una vez extendida la pintura el tiempo de reacción sea mucho más prolongado ya que los espesores aplicados son de 500 a 700 micras y el efecto masa disminuye considerablemente. Estos recubrimientos se preparan a partir de resinas epoxi líquidas, o sea, de peso molecular inferior a las sólidas. El equivalente epoxi de las resinas estándar es de 185 y entre ellas están Epicote 828 (Resolution), hoy Exxion y DER 331 (DOW Chemicals). También pueden utilizarse resinas de menor viscosidad como el Epicote 827, con el mismo equivalente epoxi pero con una viscosidad sensiblemente inferior. El Epicote 828 tiene una viscosidad a 25 °C de 12-14 Pa.s mientras que el 827 la tiene de 8-10 Pa.s. Con referencia a los catalizadores se utilizan aminas cicloalifáticas como el Aradur 2963 CH (Vantico-Ciba), hoy Exxion, con un equivalente amina 335, y Epikure F-205 y F-206 de equivalente amina 103 y 75 respectivamente, son ampliamente utilizados para este propósito. El equivalente amina del catalizador no nos da ninguna indicación de la velocidad de reacción, pero sí puede en algunos casos afectar al costo final del producto. Deben ser utilizados en función de las características aportadas. En cuanto a los disolventes reactivos existe en el mercado una amplia variedad de ellos pero sin duda los más utilizados son los diglicidil éter de propilenglicol como Epodil 748 (Air Products), Cardura E-10P (Resolution) o Araldit DY 3601 (Vatinco-Ciba), con equivalentes epoxi de 235. Actualmente tanto la Cardura E-10P como el Araldit DY3601 son comercializados por Exxion. Un punto asu tener en cuenta es que laslaresinas epoxi líquidas drásticamente viscosidad al aumentar temperatura, o lo quedisminuyen es lo mismo, sometidas a fuerte agitación su viscosidad se reduce. En los productos pigmentados deberá verificarse la viscosidad a temperatura de aplicación 20-25 °C con el fin de que esta sea manejable. La formulación de estos productos se basa, como se ha indicado en otros recubrimientos epoxi, en el cálculo de las proporciones estequiométricas de la resina y endurecedor. Si el componente epoxi contiene un disolvente reactivo deberá tenerse presente en el cálculo.

ANEXO 2. IDEAS PARA EL INICIO DE FORMULACIÓN

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En este caso, al no poderse utilizar disolventes orgánicos, la dispersión de los pigmentos se efectúa directamente sobre la resina epoxi. Para la formulación se deben tener presentes los siguientes puntos: • La capa de film seco ten drá un mínimo de 500 micras, la cant idad de pigmentos cubrientes debe ser la adecuada, nunca excesiva. • En la utilización de cargas, si se hace, se deberán tener en cuenta dos puntos: que sean totalmente inertes y de elevada dureza, y en segundo lugar, que la viscosidad a temperatura ambiente sea manejable. • Como dispersantes, Disperbyk 161 (contiene disolventes) y 111 (sin disolventes) (BYK Chemie) dan buenos resultados. • Entre los antisedimentantes que no incrementen la viscosidad el Antiterra 205 aporta buenas características. • Teniendo en cuenta la elevada viscosidad de estos productos debe utilizarse un antiespumante adecuado, entre ellos el BYK 066 y BYK 530 tienen una efectividad adecuada, aunque contienen algunos disolventes. • La dificultad de obtener proporciones de mezcla que correspondan a números enteros es en estos casos superior, para ello puede jugarse con pequeñas adiciones de carga o de disolventes reactivos con el fin de aumentar o disminuir la densidad del componente epoxi.

Recubrimientos epoxi autonivelantes Los recubrimientos autonivelantes para suelos son productos que se aplican por simple vertido y se reparten sobre la superficie mediante herramientas adecuadas como rastrillos del espesor que quiere aplicarse o mediante la ayuda de una llana. Se trata de productos de elevada fluidez que por sí mismos tienden a repartirse en una superficie. El espesor del recubrimiento seco depende exclusivamente de la cantidad aplicada, cada milímetro de espesor se obtiene con 1 litro de recubrimiento por m2. Los suelos a tratar deben estar perfectamente nivelados horizontalmente ya que de lo contrario se obtienen distintos espesores en función de la inclinación del suelo. Se trata de formulaciones sencillas a base de resinas epoxi de baja viscosidad, como 827, catalizadores a base aminas cicloalifáticas de las que yael seEpicote ha tratado enyeldeapartado anterior. Porde norma general se utilizan disolventes reactivos para mejorar aún más la fluidez del producto. El componente pigmentado se fabrica en agitadores de alta velocidad y la composición básica de estos productos no difiere demasiado de las pinturas epoxi sin disolvente: • El ligante está constituido por una resina epoxi de baja viscosidad y por un disolvente reactivo en proporciones de hasta el 15%, calculado sobre

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el peso de la resina epoxi. Cuanto mayor sea la cantidad de disolvente reactivo utilizada menores serán las prestaciones del recubrimiento tanto en cuanto a dureza como en resistencias químicas. • El sistema pigmentario no contiene materiales de carga ya que estos únicamente reducen la fluidez del producto. • Además de los dispersantes debe cuidarse mucho la elección del sistema antiespumante y desaireante para evitar la formación y eliminación de espuma durante la fabricación y a su vez eliminar el aire procedente del sustrato durante la aplicación y el proceso de curado. En la aplicación de estos productos, como en todos los sistemas epoxi, es de vital importancia la temperatura ambiente y del sustrato, así como la humedad del mismo y la del aire. La aplicación de una capa de anclaje es imprescindible con dos objetivos: 1) obtener una excelente adherencia sobre el sustrato a la vez que se refuerza la cohesión de este; 2) sellar los poros del sustrato para evitar que cuando se aplique el autonivelante el aire ocluido en los poros del sustrato afloren a la superficie con la consecuente formación de ampollas. Finalmente debe evitarse, siempre que sea posible, aplicar el producto directamente bajo radiación solar ya que esto facilitaría la formación de ampollas por la migración del aire contenido en las posibles oquedades. La preparación del producto debe efectuarse mediante agitación mecánica para asegurar una perfecta mezcla de ambos componentes evitando tanto como sea posible la incorporación de aire. Una vez efectuada la mezcla el producto debe verterse en el suelo a tratar y repartirlo inmediatamente de forma homogénea para facilitar su nivelación.

Morteros epoxi de espesor > 0,7 cm Los morteros epoxi poseen unas altas prestaciones en cuanto a resistencia a la abrasión y a los agentes químicos; por otra parte aportan características estéticas que dan a los suelos un aspecto de alta calidad. Se trata de mezclas de áridos y resinas epoxi. Su composición es similar a la de los recubrimientos autonivelantes y se presenta en tres componentes: • Componente epoxi formado por la resina epoxi pigmen tada y eventualmente con disolvente reactivo. • Endurecedor formado por la amina cicloali fática. • Árido formado por una arena de sílice de 0,1-0,7 mm; este rango puede va-

riarse en función del acabado que se pretenda obtener. La proporción de árido varía entre 6:1 y 4:1 calculando el árido sobre el peso de componente pigmentado más endurecedor. La proporción de mezcla dependerá de la granulometría del árido y de la impermeabilidad requerida del mortero.

ANEXO 2. IDEAS PARA EL INICIO DE FORMULACIÓN

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El árido utilizado debe estar lavado y seco con el fin de que no contenga sales solubles. También pueden utilizarse áridos coloreados con fines estéticos e incluso áridos de tamaño superior coloreados de distinto color que la masa del mortero. La preparación del mortero se hace con un agitador lento, sirve una hormigonera. Se añade primero el componente epoxi pigmentado y luego el árido hasta obtener una pasta homogénea, se añade el endurecedor que reduce la viscosidad de la mezcla y se agita durante 3-5 minutos hasta obtener una mezcla completa. El principal obstáculo en la aplicación de estos productos es que deben ser profesionales los encargados de la aplicación ya que su extensibilidad es dificultosa y debe hacerse a llana en superficies pequeñas o con helicóptero en superficies de gran tamaño. En ambos casos, en ocasiones es necesario mojar la llana o las palas del helicóptero con un disolvente aromático para que no se peguen al mortero.

IMPRIMACIONES Imprimaciones para metales Una imprimación es un film de pintura cuya misión es aportar una buena adherencia sobre el sustrato y dar una protección anticorrosiva al mismo. La realidad es que en el mercado existen infinidad de productos cuyas características no se ajustan a esta definición y cuyo objetivo no es la obtención de dichas características sino criterios exclusivamente económicos. Se intenta en los siguientes apartados hacer una relación de estos productos indicando en cada caso las características reales de cada uno. Para facilitar la comprensión de los siguientes apartados expondremos a continuación las características que debe poseer una imprimación para aportar las características de adherencia y poder anticorrosivo antes mencionadas. • Independientemente del tipo de ligante, una imprimación debe tener un PVC cercano al PVCC con el fin de tener la mínima permeabilidad posible. en relación P/Vde (pigmento/vehículo), debe ser del orden Esto, de 3/1traducido o 4/1 en función del tipo pigmentos y cargas utilizados. • Las cargas contenidas en la imprimación deben tener el mínimo de inercia química, o sea, que deben ser lo más inertes posible. Esto nos limita al sulfato de bario o barita y a cargas a base de silicatos como el talco, mica, caolín, etc. • Los pigmentos utilizados también deben ser escogidos en función de su inercia química y en general se utilizan los óxidos de hierro, preferentemente el rojo, bióxido de titanio, negros de humo, etc.

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• La imprimación debe tener una buena adherencia sobre el sustrato y a la vez debe permitir una buena unión con las capas de pintura posteriores, esto es, debe tener un nivel de brillo bajo y una cierta rugosidad. • El tiempo de secado de la imprimación debe estar acorde con las capas de pintura que se aplicarán sobre ella. Las capas de acabado no deben disolver a las de imprimación. Debe tenerse en cuenta que el mercado tiende a la utilización de productos en base acuosa y que por esta razón las imprimaciones de este tipo deben incluir en su formulación productos para evitar tanto la oxidación del envase como el flash-rust o sea, la formación de puntos de óxido durante el proceso de secado. Asimismo en estas imprimaciones se deberán utilizar secantes libres de VOC.

Imprimaciones a base de polímeros en emulsión Estas imprimaciones se utilizan tanto en sistemas de decoración como en sistemas de protección anticorrosivo. El ligante es una emulsión polimérica entre las cuales las 100% acrílicas y acrilo-estirénicas han mostrado una excelente capacidad anticorrosiva. Uno de los problemas a resolver en la utilización de polímeros en emulsión es la capacidad de nivelación especialmente cuando se aplican a brocha. La solución a estos inconvenientes pasa por la utilización de agentes reológicos de baja tixotropía. El inicio del diseño debería ser el estudio de composición del sistema pigmentario que, en función del destino final del producto, puede contener o no pigmentos anticorrosivos (véase en Imprimaciones sistéticas anticorrosivas), las cargas pueden, como en la mayoría de imprimaciones, una mezcla de sulfato de bario y talco en proporciones del orden de 4:1, siempre teniendo en cuenta que el talco no aporte excesiva tixotropía al sistema. El PVC de la imprimación se situará en torno al 35-45%, siempre cercano al PVCC, con el fin de obtener un efecto barrera adecuado. Los coalescentes se utilizarán en proporciones mínimas para obtener una buena formación de film. El pH final de la imprimación se situará en torno a 7,5 con el fin de evitar alde máximo ceso secado.el flash-rust, formación de puntos de oxidación durante el proEs aconsejable la utilización de agua descalcificada o desionizada para la fabricación; si esto no es posible se utilizarán los secuestrantes en forma de polifosfatos o EDTA necesarios para neutralizar los iones Ca++ y Mg++. Los aditivos para estas imprimaciones son similares a los utilizados en pinturas plásticas. En el campo de las dispersantes tienen un buen comportamiento los poliacrilatos conjuntamente con tensoactivos no iónicos como el alcohol decílico oxietilenado con 6 moles de OE, este último actúa tanto como

ANEXO 2. IDEAS PARA EL INICIO DE FORMULACIÓN

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humectante del sistema pigmentario como de humectante del sustrato, lo cual confiere al producto mejores características de adherencia. Los pigmentos anticorrosivos aparte su reactividad, normalmente contienen sales solubles que generan altas viscosidades cuando no gelificaciones. Los tensoactivos no iónicos contribuyen a mejorar la estabilidad. Las características reológicas se obtendrán con pequeñas cantidades de bentonita (0,2-0,4% ww) y espesantes de poliuretano newtonianos. Estas imprimaciones deben ser protegidas bacteriológicamente y a su vez debe evitarse la oxidación del envase junto al flash-rust, lo cual se consigue mediante bactericidas en el primer caso y con benzoato o nitrito sódico en el segundo. También tienen una buena efectividad determinadas aminas como el AMP-90, amino metil propanol, protegen asimismo la cámara de aire del envase. Los sólidos totales en este tipo de productos es notablemente inferior a sus homónimos en base disolvente, generalmente no superan el 50% de sólidos en peso. El constante desarrollo de ligantes en emulsión específicamente destinados a pinturas anticorrosivas hace necesario consultar constantemente con proveedores como Cray Valley y ROM and Haas, entre otros.

Imprimaciones sintéticas Se utiliza este nombre para las imprimaciones cuyo ligante es una resina alquídica con independencia de la longitud de aceite y de si está o no modificada.

Imprimaciones sintéticas STD

Las imprimaciones sintéticas que aquí llamamos STD son aquellas que, por expresarlo de alguna forma, cumplen los requisitos que se han indicado anteriormente. Cuando se inicia el diseño debe tenerse en cuenta cómo serán aplicados los productos, a brocha, a pistola, a rodillo, etc. El sistema de aplicación nos condiciona los tiempos de evaporación de disolventes y de bordes húmedos. Estas imprimaciones pueden ser en base acuosa o en base disolventes orgánicos, adelantaremos que para sistemas en base acuosa existen diversas posibilidades entre las cuales los sistemas alquídicos puros y los híbridos alquídica/polímero termoplástico son los más habituales. Los sistemas en base disolvente se obtienen a partir de resinas alquídicas modificadas.

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• Ligantes para sistemas acuosos Una excelente resina alquídica es el Uradil de XP 7600AZ de DSM, se trata de una resina corta en aceite de soja con unas características de amplia versatilidad que aporta un rápido endurecimiento y resistencia al agua. El tiempo de secado es ligeramente superior al obtenido con sistemas con disolvente. El sistema híbrido se puede obtener mediante un ligante basado en la misma resina y un polímero termoplástico en emulsión, por ejemplo, una emulsión acrilo-estirénica del tipo Acronal 296D de BASF. Estos sistemas híbridos aportan un tiempo de secado al tacto más rápido y generalmente un endurecimiento algo más lento debido a la dificultad de penetración del oxígeno bajo una superficie seca.

• Ligantes en sistemas con disolventes orgánicos Las resinas alquídicas se seleccionan en función de su forma de aplicación. En pinturas de aplicación a pistola las resinas cortas en aceite de linaza modificadas con aceite de tung y resina fenólica son las que mejores prestaciones proporcionan, rápido secado, resistencia al agua etc., por ejemplo, Uralac AM 356 de DSM, sin embargo las exigencias de precio en el mercado han llevado al desarrollo de resinas más económicas con buenas prestaciones con aceite de tall-oil o incluso aceite de pescado modificadas con resina fenólica y colofonia, como Synolac 3133X60 de Cray Valley o el Uralac AM 362X60, ambas de aceite de pescado modificadas con resina fenólica y colofonia. Estas últimas resinas poseen un secado muy rápido aunque mantengan algo de pegajosidad residual algunas horas, lo cual en el caso de imprimaciones no es un problema excesivamente grave. Todas las resinas mencionadas son solubles en disolventes aromáticos y muy poco solubles en alifáticos, lo que ha de tenerse en cuenta al empezar el diseño. Cuando la aplicación debe hacerse a brocha deben utilizarse resinas con un tiempo abierto superior y lógicamente un secado más lento que se obtiene por la misma naturaleza de las resinas y utilizando disolventes adecuados. El Uralac AD 10 Q65 de DSM es una resina larga en aceite de linaza que, modificada con resinas fenólicas o con colofonia, puede adaptarse a este uso, también el Uralac 141 Q50 media en aceite de linaza es una opción válida. Ambas resinas AD están disueltas en disolventes desaromatizados. El Synolac 265 M70 y el Synolac 78W50 son alternativas de Cray Valley pero en este caso se trata de resinas disueltas en white spirit. Dadas las restricciones que van imponiendo las normativas comunitarias en cuanto al VOC y al tipo de emisiones, no debe descartarse la utilización conjunta de resinas alquídicas con resinas de polisacáridos, de las que se tratará ampliamente en el apartado de Esmaltes y acabados.

ANEXO 2. IDEAS PARA EL INICIO DE FORMULACIÓN

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• Sistemas pigmentarios Los sistemas pigmentarios varían de unas imprimaciones a otras, por definición las cargas deberían ser inertes químicamente, o sea, que nos deberíamos ceñir a silicatos y sulfatos de bario. Sin embargo, como se verá, se están empleando carbonatos cálcicos para diversas aplicaciones.

Imprimaciones de secado rápido Son imprimaciones que se caracterizan por un secado extra rápido, son más comunes en base disolvente que en base acuosa, pero deben tenerse en cuenta ambos casos. En base acuosa se emplean resinas alquídicas de secado rápido como el Uradil AZ554 (DSM-NEORESINS), solas o hibridadas con una emulsión polimérica. El AZ554 es una resina alquídica corta en aceite de soja (40%) de baja viscosidad, lo que permite formular con sólidos relativamente altos; el pH de la resina en forma comercial es aproximadamente de 5,5, lo que hace que las emulsiones poliméricas de vinil-veoVa sean las más adecuadas para mejorar el secado al tacto. En base disolvente se utilizan dos tipos de ligante, ambos alquídicos, las más utilizan resinas cortas en aceite modificadas con resinas fenólicas y colofonia que confieren un secado rápido aunque con algo de tack. Estas resinas son solubles en disolventes aromáticos. Un ejemplo de este tipo de resinas es el Recmalkyd 3133 X60 (RECMSA). La otra alternativa son las resinas alquídicas modificadas con estireno, tienen un secado aún más rápido y pierden la pegajosidad en un periodo de tiempo muy corto. La Uralac 392 X60 (DSM) es una alquídica modificada con estireno con excelentes características de secado.

Imprimaciones sintéticas anticorrosivas Es válido todo lo indicado en el apartado de imprimaciones sintéticas. Debe añadirse aquí que la presencia de pigmentos anticorrosivos da una mayor En protección queanticorrosivos en las imprimaciones cuanto adel los soporte pigmentos en sí, se comunes. utiliza una amplia variedad de productos y en unas proporciones de amplia variabilidad. Los cromatos y pigmentos de plomo se han apartado del campo de las pinturas debido a su elevada toxicidad y por ello se están utilizando otros pigmentos menos nocivos. El fosfato de zinc es en el campo de imprimaciones de uso doméstico el más utilizado. Dentro de los fosfatos de zinc debe distinguirse desde los naturales molturados hasta los precipitados e híbridos de zinc y hierro. Los fos-

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fatos de zinc naturales con tamaños de partícula gruesa se utilizan en imprimaciones económicas, y para que sean efectivos deben estar presentes en concentraciones del orden del 8-10% en peso calculado sobre el total de pintura. Los fosfatos de zinc precipitados e híbridos tienen un tamaño de partícula mucho menor y una efectividad muy superior; las concentraciones necesarias para llegar a la efectividad de los anteriores puede rondar sobre el 2-4%. La firma Nubiola tiene diversos productos, entre los que caben destacar el Nubirox SP, que es un fosfato de zinc apto para aplicaciones tanto en base acuosa como en base disolvente, y el Nubirox 102, mezcla de fosfato de zinc y molibdato de zinc que en sistemas en base disolvente proporciona resultados muy efectivos. La firma HALOX dispone de una amplia gama de pigmentos anticorrosivos de probada efectividad, entre ellos los fosfosilicatos de zinc y estroncio, fosfosilicatos de calcio y los borofosfatos de calcio y bario. Entre estos destacamos los Halox 300 y 430 por su gran versatilidad en diversos sistemas. El óxido de zinc proporciona buenas características anticorrosivas debido a la formación de sales solubles que aumentan su superficie específica y por lo tanto su efectividad. Debe considerarse en este caso que tanto en sistemas acuosos como en sistemas en base disolvente pueden conllevar problemas de estabilidad, en el primer, caso por desestabilización de las emulsiones, y en el segundo, debido a su alta reactividad con resinas con índices de acidez moderados.

Imprimaciones económicas En este grupo de productos se encuentran imprimaciones cuya misión no es otra que presentar el producto con un aspecto estético determinado, sus características de protección son precarias pero tienen un mercado importante debido a su bajo precio. Las prestaciones del producto, así como su precio, dependerán del diseño que se efectúe. El sistema pigmentario no contiene ningún pigmento anticorrosivo, está compuesto por pigmentos que aportan el color y en general con cargas como el carbonato cálcico, con una granulometría variable según el producto que se desee obtener. Los carbonatos de calcio de 20 micras son económicos y pueden ser molidos conde facilidad, lo que los hace idóneos para tipodede5/1 productos. laciones P/R, o sea, pigmento/ligante, son deleste orden o más. Las reLa resina debe tener unas características de humectación y capacidad de aglomeración elevadas con el fin de poder formular estos productos. Se utilizan resinas alquídicas largas en aceite y con elevadas viscosidades, lo cual conlleva la necesidad de utilizar también cantidades importantes de disolvente para ajustar la viscosidad del producto a unos márgenes adecuados. Todo ello redunda en productos de bajo coste. Entre las resinas que se utilizan están el Uralac AD46 (DSM) con una longitud de aceite del 63% y una viscosidad

ANEXO 2. IDEAS PARA EL INICIO DE FORMULACIÓN

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de unos 40 Pa.s, otra resina apta para este uso es la Synolac 28V60 (Cray Valley). En ambos casos se trata de resinas con aceite de soja (es posible obtener resinas de aceite de pescado a precios más reducidos). Otro método para obtener imprimaciones económicas consiste en la utilización de las resinas antes mencionadas conresinas de polisacaridos (Lorama Chemicals. Inc./ALTAKEM), con la posibilidad de emulsionar hasta un 20% de agua en la pintura. Estas resinas, una vez seca la película de imprimación, no se ven afectadas por el agua. De estas resinas se amplía la información en el apartado de esmaltes sintéticos. Una tercera vía para la fabricación de imprimaciones económicas se abre con las resinas sólidas de hidrocarburos. Pueden ser utilizadas solas o mezcladas con resinas alquídicas, este tipo de resinas aportan un secado más rápido pero son frágiles, y las mezclas dan como resultado productos de mayor flexibilidad y adherencia.

Imprimaciones resistentes al fuego M-1 Para determinadas aplicaciones, como la protección de estructuras metálicas, se piden prestaciones que permitan ralentizar el calentamiento y deformación de estas con el objetivo de dar tiempo de actuar a los servicios de extinción de incendios. Para ello se utilizan las pinturas intumescentes, que al calentarse se hinchan formando una capa espumada de óxidos metálicos que aíslan la estructura de la fuente de calor. En estos casos el responsable del proyecto pide que la imprimación sobre la que se aplican dichas pinturas sea M-1. Las normas definen estos productos como aquellos que, sometidos a la llama, no funden ni gotean con gotas inflamadas. De hecho cuanto mayor sea el PVC o relación P/R más fácil es que las imprimaciones cumplan con estas características. Las imprimaciones sintéticas, sean o no anticorrosivas, si se dejan secar durante varios días cumplen el nivel M-1 ya que la resina alquídica se transforma por oxidación en un sólido que se descompone antes de fundirse.

Imprimaciones multiuso Reciben este nombre imprimaciones muy basadas en el marketing que tienen como característica principal su buena adherencia sobre distintos materiales tanto férricos como no férricos, como el aluminio, zinc, etc. Desde un punto de vista técnico estas imprimaciones no tienen sobre algunos materiales, especialmente sobre zinc o galvanizado, la adherencia adecuada, sin embargo en el mundo del bricolaje cumplen una función, y como la demanda es quien manda, ahí esta el producto.

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El sistema pigmentario de estas imprimaciones puede tener, según la demanda, más o menos poder anticorrosivo, por ello se adecuará la pigmentación a esta demanda. La característica principal de estas imprimaciones es la buena adhesión sobre distintos sustratos. La adhesión se consigue mediante la utilización de resinas que no formen films excesivamente duros y posean una elevada flexibilidad; no debe perderse de vista que los desconches se producen en muchas ocasiones a partir de un golpe o una flexión del soporte. Pueden utilizarse diversos ligantes, entre ellos algunos ésteres de epoxi como el Uranox EV12 W60 (DSM), cuyo endurecimiento a temperatura ambiente es lento pero tiene diversas ventajas, tanto de aplicación, ya que se puede aplicar a brocha o rodillo, como de repintado, ya que a las 24 horas puede ser repintado con esmaltes sintéticos, clorocauchos, epoxis, poliuretanos, etc., sin que el producto se arrugue por efecto de los disolventes del acabado. Pueden utilizarse también distintas resinas o copolímeros acrílicos de Tg adecuada, que aportan una buena adherencia sobre diversos materiales.

Imprimaciones epoxi Se trata en este caso de imprimaciones que deben aportar unas prestaciones elevadas, tanto en cuanto a adherencia sobre el soporte como en cuanto a su poder anticorrosivo, razón por la cual debe escogerse cuidadosamente el sistema pigmentario y la relación P/R ya que sus características serán directamente dependientes de dicha elección. La relación P/R se calculará a partir del PVC, debiendo ser este ligeramente superior al PVCC de forma que la imprimación sea poco permeable pero tenga la suficiente porosidad para que el acabado posea una buena adherencia. El éxito de estos productos va directamente ligado con la preparación de superficie que se efectúe antes de su aplicación, por ello debe realizarse una preparación adecuada a cada caso. Dentro de esta gama de productos expondremos un solo caso, dejando para el próximo apartado las imprimaciones ricas en zinc. El sistema pigmentario se constituirá en función del color, y teniendo en cuenta que los pigmentos sean tan inertes como seaen posible, en el de el imprimaciones rojas se utiliza el óxido de hierro rojo, las grises secaso utiliza bióxido de titanio y negro de humo. Los pigmentos anticorrosivos más efectivos son los cromatos de zinc pero debido a las restricciones en las directivas comunitarias se utilizarán los indicados en el apartado de Imprimaciones sintéticas anticorrosivas. Las mezclas de fosfatos de zinc y fosfosilicatos de calcio o estroncio dan buenos resultados. Estas mezclas, junto con óxido de hierro rojo, mejoran las prestaciones del producto.

ANEXO 2. IDEAS PARA EL INICIO DE FORMULACIÓN

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La utilización de oligisto o mejor de óxidos de hierro micáceo mejoran la resistencia a la penetración del agua gracias al efecto pizarra de este último. El ligante se compone de una resina epoxi sólida STD del tipo Epicote 1001/75 catalizada con una poliamida o un aducto amina, Epikure 3115/70 (Resolutión) que es una poliamida, y la Versamida 224 al 70% (Cognis), un aducto amina, ambas dan excelentes resultados, estos últimos dan al producto unas mejores características de adherencia en condiciones difíciles de alta humedad.

Imprimaciones ricas en zinc Las imprimaciones ricas en zinc son productos de elevadas prestaciones con un alto nivel anticorrosivo con respecto a la oxidación. El zinc forma un par con el hierro y se oxida antes que este lo que produce una protección catódica de larga duración. En este tipo de imprimaciones es primordial una perfecta limpieza del soporte, de lo contrario no se produce el contacto entre zinc y hierro, con lo cual se desvanece toda protección. Es preciso decir que este tipo de imprimación, salvo quizás los destinados a acabados sintéticos, no son productos de bricolaje debido a su estabilidad relativamente limitada. Los niveles de zinc en la película seca debe ser del 75% mínimo, lo que permite una buena conductividad entre partículas. En algunos casos parte del zinc se sustituye por aluminio en la proporción de Zn/Al = 85/15, sin embargo no es el caso más frecuente. El ligante utilizado en este tipo de imprimaciones debe ser tan neutro como sea posible con el fin de que en los casos en que se presente en un solo envase no se produzcan reacciones entre el zinc y el ligante. Otro factor de inestabilidad es el agua que contienen los disolventes, para ello se utilizan absorbedores de humedad, el más clásico es el óxido de calcio micronizado. Pueden también utilizarse zeolitas u otros productos. Estas imprimaciones se fabrican por dispersión a velocidades moderadas para evitar su calentamiento y la inclusión de aire que conllevaría una aportación extra de humedad. Se utilizan dispersantes convencionales, desde la lecitina dede soja hasta otros productos mayor entidad, siempre tomando la precaución que no reaccionen con eldezinc. Como antisedimentantes se pueden utilizar bentonitas organófilas, para conferir una cierta tixotropía al sistema, estearato de aluminio, etc. Las formulaciones de imprimaciones ricas en zinc deben ser tan sencillas como sea posible con el fin de evitar cualquier producto que cree inestabilidad.

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Para acabados a base de pinturas alcídicas Entre los ligantes más utilizados están el caucho ciclado plastificado con una parafina clorada. Este tipo de ligante proporciona un medio neutro de elevada estabilidad a la vez que posee en sí mismo una buena resistencia a la intemperie. Otros ligantes utilizados son los epoxi ésteres con tipo D-4 como el Uranox EE4 S2-60 disuelto en Solvesso 150, estas resinas tienen un índice de acidez bajo, inferior a 5, lo cual permite obtener también buenas estabilidades. El hecho de estar disueltas en Solvesso 150 permiten su aplicación a brocha; si la aplicación se hace a pistola el tipo Uranox EE4 X50 disuelto en xileno mejorará las características de aplicación. Otros ésteres de epoxi como el Uranox EV12 W60 disueltos en white spirit pueden ser soluciones válidas. La utilización de ésteres de epoxi obligan a utilizar secantes, aquí deberá el técnico obtener productos perfectamente neutralizados. A la hora de decidir deberá contemplarse que las formulaciones con caucho ciclado tienen un secado mucho más rápido ya que se produce por evaporación de los disolventes, sin embargo las basadas en ésteres de epoxi mantienen una mayor flexibilidad y su secado es relativamente lento.

Epoxi Los ligantes habituales son resinas epoxi sólidas como DER 671/X75 (DOW) o Epicote 1001/X75 (Resolution). Vantico (CIBA) también tiene una amplia gama de resinas de este tipo catalizadas con endurecedores a base de poliamidas Versamida 115 70B (Cognis) con índice de amina de 340 o Aradur 115 X70 (Vantico), con índice de amina 180; como endurecedores pueden utilizarse también aductos como el Aradur 450 S con un índice de amina de 115. En los apartados anteriores ya se ha tratado de los aditivos que se utilizan, aquí añadiremos algunos que pueden ser de interés. Como agente reológico y en combinación con las bentonitas se puede utilizar el MPA 60X o MPA 2000X (Elementis) en proporciones del 1-1,5% sobre el total en peso de la pintura, estos dos productos tienen la ventaja de actuar como antisedimentantes sin variar prácticamente la viscosidad. Debe tenerse en cuenta sin embargo que para que sean efectivos la pintura debe llegar durante la fabricación a temperaturas de aproximadamente 50 °C para su desarrollo completo.

Silicatos Las imprimaciones ricas en zinc al silicato son productos de altas prestaciones y solo se utilizan en ingeniería civil o en grandes obras que deben tener una elevada protección contra la oxidación. Normalmente se les atribuyen duraciones superiores a los 20 años.

ANEXO 2. IDEAS PARA EL INICIO DE FORMULACIÓN

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La elección del tipo de silicato viene determinado por las condiciones atmosféricas durante la aplicación; las imprimaciones a base silicato de etilo no deben ser aplicadas con humedades inferiores al 45% ya que la hidrólisis del silicato se produce en presencia de humedad, cuando la humedad es inferior al 45% es preferible la utilización de un silicato alcalino, preferentemente el de potasio, ya que este se transforma en sílice por carbonatación. Generalmente estas imprimaciones se presentan en dos componentes, el primero está formado por el polvo de zinc y el segundo por el composite de silicato. Al tratarse de productos de elevadas prestaciones deben efectuarse los ensayos pertinentes de aplicación con el fin de evitar el cuarteo de la superficie, los espesores recomendados son de 50 a 70 micras secas. Para obtener espesores superiores deben utilizarse imprimaciones ricas en zinc epoxi. El componente a base de silicato lleva adicionados los aditivos necesarios para que la humectación del polvo de zinc se efectúe mediante una simple agitación mecánica, por lo tanto deberá proveerse de humectantes. Este componente no suele llevar ningún tipo de aditivo reológico pero sí en algunos casos pequeñas proporciones de negro de humo y algún tipo de carga laminar que disminuyen la tendencia al cuarteado.

Shop-primers o imprimaciones de taller Se trata de imprimaciones de uso temporal. Deben aportar una buena protección anticorrosiva durante el tiempo necesario para poder aplicar sobre ellas otros recubrimientos, normalmente se aplican en gruesos no superiores a las 25 micras secas y su composición varía en función de su destino. Los componentes básicos de un shop-primer son: • Un ligante formado por la mezcla de una resina de polivinil-butiral, por ejemplo Mowital B-30-H (Clariant) y una resina fenólica esterificada, por ejemplo, Uravar FB 250BX50 (DSM); la proporción de mezcla en sólidos debe ser cercana a 2/1. Dado que la reacción entre las dos resinas se produce en medio ácido el producto debe contener entre el 35% de ácido fosfórico calculado sobre el peso de polivinil butiral. Esta mezcla tiene una vida en envase de 2-3 meses, por esta razón su uso Si se se destina casi a pintura industrial o anticorrosiva. precisa unexclusivamente grado de protección superior es posible introducir en la fórmula pequeñas cantidades de resina epoxi que no superan el 8-10% calculado sobre la resina de vinil-butiral. • La pigmentación generalmente se reduce a óxido de hierro rojo micronizado. • Los aditivos utilizados son en general antisedimentantes y humectantes ya que estos productos se presentan con bajas concentraciones y baja viscosidad. Es importante en cualquier caso que sean solubles en el

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medio, de lo contrario el producto puede sufrir, entre otros defectos, la pérdida de adherencia. El Texaphor Special (Cognis) se ha mostrado altamente eficaz en este tipo de productos. • Los disolventes deben ser mezclas de xileno o tolueno con alcoholes inferiores, como el isopropílico, que son excelentes disolventes para las resinas de vinil-butiral.

Imprimaciones fosfocromatantes Se trata de imprimaciones-acabado utilizadas en la protección de elementos interiores de metales ligeros o sus aleaciones, deben por tanto tener una excelente adhesión sobre estas superficies. Se caracterizan por un brillo satinado y elevada dureza, tienen un secado de pocos minutos y se utilizan generalmente como monocapas. Se emplea el mismo sistema que en losshop-primers, por lo general se fabrican en colores gris y negro, y excepcionalmente en otros colores. Debe considerarse pues como un recubrimiento industrial ya que va destinado a productos manufacturados y la vida en envase por norma no supera los 3-6 meses. Los componentes principales son: • Ligante a base de vinil-butiral y un condensado de resina fenólica con una concentración en pintura acabada del 15-18% sobre total de pintura en peso. • El sistema pigmentario, dependiendo del color, puede ser del orden del 10% para grises y del 1% en negros. Este acabado es siempre satinado y se emplea como monocapa. Su aplicación se efectúa a pistola.

Wash-primers De la misma familia que los dos productos anteriores. Se prepara siempre en dos componentes, uno pigmentado que contiene las resinas y pigmentos, y el segundo conteniendo el ácidoindustrial que se precisa para una reacción adecuada. Su uso se limita a la pintura y de conservación industrial, o sea de protección anticorrosiva. Se presenta en dos envases con una proporción de mezcla generalmente de 4/1 que debe ser en volumen para facilitar el trabajo del aplicador. La composición de este tipo de producto se basa en lo siguiente: • Sistema pigmentario con base en un pigmento como el cromato o tetraoxicromato de zinc, da los mejores resultados de adherencia. Dadas

ANEXO 2. IDEAS PARA EL INICIO DE FORMULACIÓN

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las restricciones de estos productos puede utilizarse fosfato de zinc u otro pigmento anticorrosivo, o simplemente un pigmento orgánico. La cantidad de pigmento debe ser baja ya que el objeto de este no es la cubrición sino simplemente que durante la aplicación se vea de forma clara las zonas ya pintadas de las que no lo están. • El ligante será la habitual mezcla de polivinil-butiral condensado de resina fenólica en la proporción de 2/1. • El catalizador de reacción es el ácido fosforito que deberá representar un 8-12% calculado sobre el peso de vinil butiral. Este ácido se deberá diluir con alcohol isopropílico con el fin de ajustar los volúmenes de mezcla. La adición en este componente de 2-4% de agua desionizada mejora la reacción. La aplicación de este producto sobre aluminio, zinc o hierro galvanizado da una excelente adherencia sobre el soporte. El espesor de la capa de washprimer no debe superar las 12-15 micras para que se conserven todas las características de dureza, flexibilidad, etc. El film resultante es transparente, lo cual en ocasiones provoca en los aplicadores la tendencia a aplicar mayores espesores. Deben darse unas instrucciones claras al respecto para respetar los espesores mencionados. Los ensayos de comprobación deben efectuarse sobre hierro galvanizado ya que es la superficie con mayor dificultad de agarre.

SELLADORAS Y FONDOS Ambos nombres se utilizan para productos que tienen el mismo fin, sellar el poro de la madera, endurecer la fibra superficial y permitir un buen lijado con objeto de obtener una buena superficie para aplicar el acabado.

Selladoras para madera Se utilizan para tapar el poro de la madera y facilitar el lijado de la misma. Su objetocon es preparar la superficie para zonas dedejar mayor o menor absorción, las diferencias de brillo queevitar representan, la superficie lisa para la posterior aplicación del acabado y, en el caso de selladoras pigmentadas permitir la aplicación de un acabado sobre una superficie previamente coloreada, lo que facilita la aplicación de la última capa de acabado. Las selladoras son producto de brillo mate o satinado, este brillo se obtiene mediante la adición de cargas de mayor o menor absorción. El PVC debe estar al límite del PVCC, lo cual hace que una vez secas su absorción sea muy baja con el consiguiente ahorro de producto acabado.

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PINTURASYRECUBRIMIENTOS

Para su formulación pueden seguirse las normas indicadas en las imprimaciones, con las siguientes variantes: • El pigmento cubriente: generalmente se presentan en color blanco o trans parentes, será el mínimo imprescindible. Si son transparentes o semitransparentes no se utilizará ningun pigmento cubriente e incluso en el caso de las transparentes no se deben utilizar cargas, si son blancas los niveles de bióxido de titanio serán del 4-8%. • La adición de pequeñas cantidades de estearato de zinc 1-3% mejoran las características de lijado. • El sistema pigmentario debe ser el adecuad o cono el fin de que el producto tenga un buen poder de relleno. • El ligante se ajustará para que la absorción del producto seco sea mínima, o sea, PVC = PVCC. La resina debe ser de baja viscosidad, para que los sólidos del producto sean tan altos como sea posible, esto mejora el poder de relleno. • El sistema disolvente se ajustará para que su aplicación sea correcta según el método de aplicación utilizado. Estas indicaciones son válidas tanto para selladoras sintéticas como para selladoras en base acuosa sean con base en polímeros o con base en resinas alquídicas. • Cuando se utilizan polímeros en emulsión son de vital importa ncia los aditivos reológicos, que deben aportar una reología similar a las obtenidas con resinas alquídicas. Es recomendable la consulta a fabricantes tales como Rohm & Haas o Bayer, que son pioneras en aditivos de tipo reológico, humectantes, etc.

Fondos nitrocelulósicos y de poliuretano Se tratan en el mismo apartado ya que independientemente de los procesos de secado el comportamiento de las materias primas es similar. Los fondos de poliuretano se preparan en dos componentes, lo cual conlleva un cálculo de las proporciones estequiométricas entre la resina hidroxilada y el isocianato. En ambos casos la composición del ligante es como sigue: • Resina alquídica media en aceite, o hidroxilada en el caso de poliuretano, y nitrocelulosa de baja viscosidad. La cantidad de nitrocelulosa dependerá de la consistencia de la selladora pero siempre será en cantidades muy inferiores a la resina alquídica. La proporción puede ser el 12-15% calculado sobre peso de resina sólida. • Para elevar los sólidos sin aument ar de forma signif icativa la viscosidad se pueden utilizar resinas maleicas , de hidrocarbur os de alto

ANEXO 2. IDEAS PARA EL INICIO DE FORMULACIÓN

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peso molecular o resinas cetónicas en el caso de que el color sea importante. • En todos los casos se emple a 1-3% de estearato de zinc para facilita r el lijado. Este producto no debe pasar por molino. • Si la selladora debe estar pigmentada se utilizarán pigmentos y cargas de baja absorción, siempre que sea posible, con el fin de mejorar el poder de relleno. • Los aditivos en el caso de selladoras transparentes se limitaran a antiespumantes. Si son pigmentadas se utilizarán dispersantes adecuados y agentes para evitar la sedimentación en el envase, como el BYK 410 1. • El catalizador de los sistemas de poliuretano se escogerá en función de la velocidad de endurecimiento y de la estabilidad de color. Las selladoras o los fondos en el caso de lacas deben ser formulados con el máximo de sólidos y el mínimo de viscosidad con el fin de obtener un buen poder de relleno. En el caso de fondos de poliuretano se utilizan isocianatos aromáticos, más económicos, ya que no están expuestos directamente a la luz. Normalmente se utilizan mezclas de TDI y pequeñas proporciones de este, como el Desmodur IL. El lector debe tener en cuenta que estos polímeros tienen una fuerte tendencia a amarillear, por lo que no deben ser utilizados en acabados.

BARNICES, LASURES Y PROTECTORES DE LA MADERA

Protectores de la madera Se llama así a las preparaciones que se utilizan para evitar la formación de hongos, especialmente el azulado, y para evitar que se desarrollen larvas de insectos como la carcoma. Existen dos tipos de aplicación, el más común es por impregnación superficial y el segundo por impregnación en masa. La composición de ambos productos es similar pero debe tenerse en cuenta que el primero se aplica a brocha y el segundo mediante autoclave, o sea, que se hace el vacío y se introduce el protector de forma que este penetre hasta el centro de la masa de madera. En el segundo caso deberá efectua rse un cálculo de las cantidades necesarias de producto para una impregnación adecuada. La composición de estos productos se basa en un fungicida en cantidades del orden del 1%, y un insecticida como la Permetrina u otro permetroide en 1 La utilización del BYK 410 conlleva efectuar varios ensayos para determinar la dosificación adecuada ya que la reología del producto cambia durante las 24 horas siguientes a la adición. Es aconsejable incluso efectuar dicha comprobación en el proceso de fabricación.

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PINTURASYRECUBRIMIENTOS

proporciones del 0,2-0,4%; el resto de componentes son disolventes que permiten la estabilidad del producto y la penetración de este en la madera.

Barnices y lasures Los barnices son recubrimientos formados por una resina, disolvente, y los aditivos correspondientes, o sea, que el film resultante es transparente y tiene las características propias del ligante. Los lasures son similares a los barnices pero aportan color, se utilizan en general para el teñido de madera, para mejorar el aspecto de determinadas maderas cuyo color es muy blanco y resaltar el veteado de las mismas. Se atribuye a los lasures una permeabilidad al vapor superior a la de los barnices, lo cual los hace más duraderos debido a la capacidad de eliminar el agua absorbida después de periodos de lluvia o alta humedad. Dentro de la gama de productos de uso doméstico o semiindustrial los barnices se pueden dividir en tres grandes familias, que luego en función del sector de consumo se pueden subdividir en otras. Todos los productos que se verán a continuación deben formularse con la adición de secantes y agentes antipiel adecuados según sea el ligante utilizado.

Barnices para interiores Para su elaboración se pueden utilizar sistemas en base disolvente con mezclas de alquídicas largas y medias en aceite en base disolvente o en base acuosa, sistemas híbridos o polímeros en emulsión. Los barnices para interiores precisan de una dureza elevada y resistencia al cambio de color, de lo contrario las zonas menos iluminadas se oscurecerán en mayor medida que las más iluminadas. En el mercado existen productos brillantes satinados y mates que se obtienen mediante la adición de mateantes a base de sílices o ceras.

Sistemas alquídicos con disolvente barnices de la este tipo se componen mezcla de resinas alquídicas,Los predominando resinas medias sobrede lasuna largas en aceite con objeto de obtener un secado rápido y un endurecimiento en profundidad en el menor tiempo posible. Los disolventes serán los adecuados para poder efectuar una correcta aplicación según el método que se utilice, disolventes rápidos para aplicación a pistola y lentos para aplicación a brocha. Tanto las resinas como los disolventes empleados deberán ser, siempre que sea posible, alifáticos o desaromatizados. Si se precisa reducir el VOC puede utilizarse el mismo sistema ligante y utilizar una resina de polisacáridos (LO-

ANEXO 2. IDEAS PARA EL INICIO DE FORMULACIÓN

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RAMA-Altakem), con lo que se puede reducir el nivel cerca de un 20%. Otro sistema para reducir el VOC consiste en utilizar resinas de baja viscosidad y altos sólidos. Para más información véase apartado de Esmaltes sintéticos. En cuanto a los aditivos se deberán utilizar secantes, actualmente pueden utilizarse poliacrilatos metálicos (Metalest-Altakem), cuyo VOC es muy bajo, y agentes antipiel, metil etil cetoxima, en proporciones del 0,15-0,20% en peso sobre el total de fórmula. Pueden añadirse algunos agentes de superficie para mejorar el aspecto del producto aplicado. Los compuestos siliconados dan excelentes resultados a la vez que mejoran la resistencia al rayado.

Sistemas alquídicos en base acuosa:

Se debe partir de las mismas premisas que en los homólogos con disolvente. Resinas como el Uradil XP7600 AZ o AZ 515 Z60 (DSM) permiten de forma adecuada la fabricación de barnices. En estas formulaciones deben utilizarse a menudo agentes tensoactivos con el fin de obtener un buen mojado de la superficie y una nivelación correcta. Los secantes y agentes antipiel deben utilizarse como de costumbre según las necesidades. En la mayoría de casos se debe incorporar un agente protector de la oxidación del envase. Aparte de los productos comerciales pueden ensayarse mezclas de benzoato sódico 0,1-0,3% sobre el total de fórmula y AMP-90 0,10,2%, amino metil propanol, que protege el envase en la fase vapor.

Sistemas híbridos

Reciben este nombre los sistemas basados en mezclas de resinas alquídicas y polímeros en emulsión. Las ventajas de este sistema sobre las resinas alquídicas en solución acuosa está en su mayor velocidad de secado, sin embargo debe tenerse muy en cuenta el tack o pegajosidad residual que puede aportar el polímero en emulsión. Se utilizan resinas alquídicas similares a las del apartado anterior y emulsiones de polímeros 100% acrílicos relativamente duros, con Tg próximas a 40 °C y TMFF del orden de 35 °C.

Barnices para exteriores Para su elaboración se utilizan resinas alquídicas, alquídicas uretanadas o aceites uretanados que pueden mezclarse con resinas fenólicas con el fin de obtener una mejor resistencia al agua. En general deben protegerse contra la radiación ultravioleta con filtros absorbedores de UV e incluso con HALS para evitar la proliferación de radicales libres. De forma general estos barnices

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PINTURASYRECUBRIMIENTOS

tienen un secado más lento que los utilizados para trabajos en el interior, lo que permite que las mezclas de alquídicas largas y medias en aceite tengan una relación superior de las de tipo largo, lo cual favorece a la flexibilidad a largo plazo. Generalmente estos productos son brillantes. Pueden fabricarse en base disolvente, en base acuosa o mediante sistemas híbridos, siguiendo las mismas directrices que en el apartado anterior.

Barnices sintéticos

Se preparan a partir de mezclas de resinas alquídicas largas y medias en aceite con predominio de las largas, con objeto de obtener mayor flexibilidad. Los aceites de estas resinas deben ser secantes o semisecantes con la mínima tendencia al amarilleamiento y deberán aditivarse con secantes, agentes antipiel, etc. Los disolventes se adecuarán al tipo de sistema de aplicación empleado. Estos productos se acostumbran a comercializar al uso, o sea, con viscosidades en torno a los 60-80 s. CF 4. En el mercado pueden encontrarse variantes tintadas con colores de distintas maderas, con nombres como «barniz tintado». También pueden encontrarse productos de aspecto cremoso que tienen poca tendencia a gotear, con distintos nombres comerciales. Estos productos son variantes con distintos agentes reológicos como derivados del aceite de ricino deshidrogenado, etc.

Barnices para yates

Se trata de barnices que deben soportar unas condiciones ambientales muy adversas, cambios de temperatura, constante contacto con agua y con el ambiente marino. Deben por tanto aportar unas resistencias elevadas. Estos barnices aunque llamados para yates, son barnices que se emplean en exteriores con elevada agresividad. Su formulación se basa en aceites uretanados o alquídicas uretanadas largas en aceite; la incorporación de 5-10% de resina fenólica calculada sobre sólidos de la resina principal mejora de forma sensible laHALS. resistencia al agua. También es recomendable la utilización de filtros UV y

Barnices de poliuretano

Siguiendo el esquema de la formulación de pinturas de poliuretano se diseñan los barnices, deben utilizarse para ello resinas con bajo contenido en hidroxilo con el fin de obtener películas de elevada flexibilidad que no cuar-

ANEXO 2. IDEAS PARA EL INICIO DE FORMULACIÓN

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teen fácilmente y que no se desconchen. Estos barnices son generalmente incoloros pero pueden ser tintados mediante óxidos de hierro transparentes. Sus homólogos en un solo componente se han de fabricar en condiciones estancas, exentas de humedad, por lo que se requiere utillaje que permita el proceso en una atmósfera seca. Pueden sin embargo utilizarse prepolímeros de un componente y de baja viscosidad cuya única manipulación sea el envasado.

Barnices para metales Se utilizan para la protección de determinados metales como el latón, cobre, plata, que se oxidan con facilidad y se oscurecen rápidamente. Su composición es una mezcla de una resina 100% acrílica y una resina vinílica tipo VAGH, esta última provee adherencia sobre estos metales. Su adición debe controlarse ya que puede amarillear cuando se utilizan cantidades elevadas. Los disolventes serán los apropiados a la resina vinílica ya que precisa disolventes polares como la MIBK o acetato de butilo. Una mezcla de estos con un disolvente aromático funcionan correctamente.

Lasures

La palabra lasur definía inicialmente a un producto destinado a colorear la madera con el fin de cambiar el aspecto de esta. Hoy los lasures son barnices que cumplen con unas características determinadas, deben proporcionar color a la madera y a la vez protegerla, formar una película semicontinua que permita la evacuación del agua en forma de vapor, o lo que es lo mismo, deben ser transpirables. Estos lasures tienen cada día más adeptos debido a la facilidad de aplicación y de lijado, especialmente los mates, cuando han de ser repintados. Se presentan en brillo satinado y mate. Los productos filmógenos no son permeables por naturaleza, o mejor dicho no son suficientemente permeables para cumplir con las características que se les exigen. Las bolsas de polietileno tienen cierta permeabilidad al vapor de agua, pero en el caso que nos ocupa alalapermeabilidad debe ser su-en perior. Supongamos una madera expuesta intemperie, durante el muy verano condiciones de baja humedad puede alcanzar temperaturas de panel cercanas a los 60 °C, y durante el invierno puede estar expuesta a elevadas humedades, lluvia, etc. El agua absorbida durante el periodo frío debe poder ser evacuada en forma de vapor durante el periodo cálido, de lo contrario el vapor de agua formado en el seno de la madera tenderá a dilatarse y a empujar el recubrimiento con la formación de desconches. Por lo tanto el objeto de los lasures es permitir la salida de la humedad almacenada en los periodos húmedos sin per-

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PINTURASYRECUBRIMIENTOS

judicar la película de protección, y permitir la rehidratación pero manteniendo la impermeabilidad del recubrimiento. Estos productos se presentan en colores de madera de muy variadas características, todos los colores pueden obtenerse a partir de óxidos de hierro transparentes rojo, amarillo y negro, utilizándolos en las proporciones adecuadas.

Lasures mates

Se pueden formular tanto en base acuosa como en base disolvente orgánico. En ambos casos se trata de productos con un nivel de sólidos muy bajo, entre el 8 y 15%, y también baja viscosidad, lo cual por sí mismo ya produce una película extraordinariamente fina y además penetra muy fácilmente en el soporte facilitando la permeabilidad del film. Se trata de productos cuya misión es la de colorear la madera, su efecto protector deberíamos decir que es temporal ya que no alcanza más de dos años. Su éxito en el mercado se debe al hecho de tener un acabado rústico y a que cuando se debe repintar se elimina fácilmente con un ligero lijado. La formulación de estos productos en base acuosa se hace a partir de polímeros termoplásticos en emulsión. Generalmente se utilizan resinas acrílicas 100% e incluso acrilo-estirénicas con Tg del orden de los 25-30 °C y TMFF del orden de 15-20°C. Su composición debe contener, si están pigmentados, dispersantes, humectantes y antiespumantes. Teniendo en cuenta que estos productos se aplican sobre madera, deberán contener además bactericidas, que también servirán para su conservación en el envase, e insecticidas, para evitar la carcoma u otros tipos de larvas que afectan la madera, así como la utilización de aditivos, cuya misión es la de protección contra la luz UV y la formación de radicales libres. Lógicamente deberán contener los coalescentes adecuados para obtener una buena formación de film a la temperatura de aplicación, y para proporcionar un cierto carácter hidrofugante pueden utilizarse emulsiones de parafina. Para mejorar la permeabilidad al vapor se puede introducir en fórmula una cantidad moderada de sílice coloidal, en forma de «sol» (Du Pont), la proporción de esta será no superior al 25% de sílice calculada sobre sólidos de polímero. La formulación en base disolvente se hace a partir de resinas alquídicas de elevada resistencia a la intemperie, son muy válidas las alquídicas o los aceites uretanados. Las concentraciones de estos productos son, como se ha dicho, bajas. Son válidas todas las indicaciones que se han dado en los párrafos anteriores con referencia a sistemas acuosos. Es interesante indicar que, en general, debido a su baja concentración, no se utiliza ningún aditivo para mejorar la permeabilidad, pueden sin embargo utilizarse sílices mateantes en concentraciones muy bajas, 5%, calculado sobre resina sólida; en cuanto a la

ANEXO 2. IDEAS PARA EL INICIO DE FORMULACIÓN

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hidrofugación pueden emplearse ceras de fusión o micronizadas. No debe olvidarse en estos productos la utilización de secantes y agentes antipiel. Finalmente la viscosidad de estos productos suele ser de 14-16 seg. CF4. Comentario final: la capacidad de protección de estos productos es limitada, razón por la cual la madera debe repintarse cada año, o bien, si está en buen estado, aplicar una capa de un aceite de linaza o soja diluido al 10-15% en un disolvente alifático con el fin de mantener la madera en buen estado. Lasures satinados

A diferencia de los lasures mates estos productos tienen un contenido en materia sólida del 35-40%. La razón de ello está en que con menores sólidos no es posible obtener espesores de capa suficientes para que el brillo sea evidente. En la formulación de estos productos se emplean los aditivos habituales como dispersantes, humectantes, antiespumantes, bactericidas e insecticidas, y es imprescindible la utilización de absorbedores de UV y de HALS para neutralizar los radicales libres ya que el film de lasur está totalmente expuesto a la acción solar. Se utiliza el mismo tipo de ligante que en los lasures mates, tanto en sistemas acuosos como con disolvente, y el objetivo principal es obtener una excelente y una adecuada que, dado el espesor del lasur seco,nivelación es más difícil depermeabilidad obtener. Los colores se obtienen como ya se ha indicado anteriormente con óxidos de hierro transparentes. En base acuosa, para obtener una buena nivelación se deben utilizar espesantes asociativos de poliuretano totalmente newtonianos, esto no excluye la utilización de espesantes celulósicos de baja viscosidad ya que estos, aparte de proporcionar una cierta viscosidad se solubilizan, lentamente y permiten aumentar, capacidad de transpiración del film. En cuanto a la permeabilidad al vapor de agua debe obtenerse mediante elementos capaces, como la antes citada sílice coloidal en forma «sol»; las cantidades de Sílice coloidal deben estudiase cuidadosamente ya que en determinadas proporciones matean totalmente el film. No deben descartarse las de parafina introducidas por lo fusión ya que estas cerasplazo no disuelven sonceras disueltas por el ligante principal, cual conlleva a medio su eli- ni minación por migración. En el caso de lasures satinados no es preciso utilizar hidrofugantes ya que la propia constitución de estos no permite el paso de agua en forma líquida. La viscosidad de estos productos se sitúa en los 40-60 seg. CF 4. En base disolvente se utilizan como antisedimentantes geles de bentonita o incluso estearato de aluminio. Los primeros 0,3-0,4% calculado sobre el to-

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PINTURASYRECUBRIMIENTOS

tal de lasur en peso, los segundos 0,2-0,4% también sobre el total de lasur en peso. Ambos productos deben pasar por un molino de perlas. Con referencia a la permeabilidad se puede obtener basándose en diversos métodos: a) utilizar sílices mateantes suficientes para llevar el PVC ligeramente por encima del PVCC, en este caso deberá incorporarse algún tipo de cera polietilénica con el fin de proporcionar una superficie hidrofóbica; b) utilizar ceras preferentemente de parafina introducidas por el método de fusión; c) utilizar plastificantes externos de fácil migración, por ejemplo, ftalato de butilo; d) algunos aceites parafínicos completamente insolubles en el medio pueden mejorar la permeabilidad. : Comentario sobre la incorporación de los óxidos de hierro transparentes estos productos se pueden obtener ya molturados y en forma de dispersión. Los envases tanto nuevos como los semillenos deben agitarse mecánicamente antes de su utilización debido a que especialmente el negro tiende a la formación de aglomerados que facilitarían de sedimentación y podrían conllevar problemas de homogeneidad de color durante la aplicación del producto. Asimismo y dadas las viscosidades de estos productos, especialmente los mates, debe efectuarse una dispersión de los óxidos de hierro transparentes en una pequeña cantidad de producto que luego se añadirá a la totalidad del lote de lasur.

Aceites protectores, «aceite de teka» Las denominadas maderas tropicales se distinguen por una elevada densidad y baja permeabilidad al agua, lo que las hace idóneas, por su alta resistencia al exterior. En la actualidad se utilizan para un sinfin de aplicaciones desde muebles para exteriores o jardines hasta para pasarelas en piscinas. Este tipo de madera posee un poro muy pequeño que no permite o dificulta la penetración del agua u otros líquidos, entre ellos los barnices protectores. Sin embargo estas maderas deben ser protegidas para evitar su lento secado superficial, primero, y en profundidad después, que conlleva la lixiviación de las sustancias solubles que mantienen su frescura. Su protección se hace con aceites que de forma comercial se han llamado «aceite de teka», «aceite para teka», etc. Se utilizan para este fin soluciones de aceites semisecantes y secantes diluidos a una concentración del 20-25% con disolventes alifáticos. Los aceites más utilizados son el DCO o aceite de ricino deshidratado, aceite de soja, aceite de girasol o aceite de linaza; a estos productos se les adiciona agentes filtrantes de luz UV e inhibidores de radicales libres tipo HALS.

ANEXO 2. IDEAS PARA EL INICIO DE FORMULACIÓN

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ESMALTES Y ACABADOS Toman este nombre las pinturas o revestimientos que sirven de terminación a un sistema de pintura. En este apartado se efectúa una revisión de los tipos más comunes en el mercado: para sistemas acuosos, esmaltes sintéticos, acabados epoxi y acabados o esmaltes de poliuretano. En los casos que se ha creído conveniente se efectúan diferenciaciones entre los acabados que van destinados al mercado de decoración y los que se destinan a la protección industrial o a pintura industrial.

Esmaltes al agua Este tipo de esmaltes nacen, por una parte, por la comodidad de limpieza de los utensilios de pintar, y por otra por la necesidad de reducir el VOC de forma drástica. El técnico deberá tener en cuenta tanto el aspecto del film seco como las características de este. Un esmalte debe tener unas buenas características de aplicación tanto a brocha como a rodillo, debe nivelar y no descolgar cuando se aplica en las condiciones adecuadas y tener un tiempo abierto suficiente para efectuar empalmes sin que estos se noten en el film seco. En cuanto al film seco debe ser exento de tack residual y tener una buena resistencia a los agentes químicos domésticos, agua, alcohol, bebidas refrescantes, café, etc. La formulación de estas pinturas debe efectuarse siguiendo los criterios antes mencionados. Para ello la elección de las materias primas es un tema de gran interés: • En primer lugar, la elección del ligante debe efectuarse en función de la temperatura ambiente donde deba aplicarse el producto con el fin de evitar el tack residual. La Tg del polímero debe ser como mínimo 10 °C superior a las temperaturas ambientes máximas esperadas, o sea, que si el producto se aplica en un lugar donde la temperatura máxima anual es del orden de los 30 °C la Tg de polímero deberá ser superior a los 40 °C. Los tipos de polímeros más utilizados son los 100% acrílicos, sin descartar en caso de colores los acrilo-estirénicos. Es importante el contacto con los fabricantes ya que últimamente se están polímeros con cadaDSM, vez más apro- y piadasdesarrollando al fin que se desea. Rhom & características Hass, Cray Valley, Clariant otros fabricantes de primera línea están actualizando constantemente los polímeros. Las tecnologías de polimerización core shell permiten la obtención de polímeros de elevada dureza con TMFF bajas que precisan poco o nada de coalescentes para conseguir films continuos. Finalmente la reología de las emulsiones debe ser lo más newtoniana posible.

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PINTURASYRECUBRIMIENTOS

• El sistema pigmentario debe estar constituido exclusivamente por bióxido de titanio, la elección de este también es importante. Deben utilizarse bióxidos de titanio de baja absorción de aceite, tipo I, como por ejemplo el KRONOS 2300 o el TIPURE R-706, cuyos índices de absorción de aceite no superan 18. Las cantidades de bióxido de titanio serán del 22-28% en peso calculado sobre el peso de pintura. • El agua de fabricación debe ser agua desion izada o como mínimo descalcificada, con durezas inferiores a 1.o HF. • Los dispersantes deberán elegirse en función tanto de su efectividad como de su interacción sobre el brillo final. Los poliacrilatos amónicos dan mejores resultados que los de sodio. Entre estos el COATEX BR-3 de Coatex o el OROTAN 165 de Rhom & Haas, aportan buenos resultados. Las cantidades a utilizar deberán calcularse mediante el ensayo de demanda de dispersante. La utilización de humectantes no iónicos mejoran la dispersión del pigmento y aumentan el rendimiento del bióxido de titanio; cantidades del 0,1-0,3% calculados sobe el peso de agua suelen dar buenos resultados. Se utilizan para ello alcoholes grasos oxietilenados con un HLB cercano a 13,5. • Se utilizarán agentes reológicos que den un carácter newtoniano a la pintura con el fin de conseguir una buena nivelación del producto y a la vez que su extensibilidad no sea excesiva. En general se utilizan pequeñas cantidades de espesantes celulósicos de baja viscosidad y se complementan con espesantes asociativos a base de poliuretanos o acrílicos asociativos. TAFIGEL PUR 40 de Münzing, REOLATE 212 de Rheox son espesantes de poliuretano de excelentes cualidades, y el ACRISOL RH 3000 de Rhom & Haas, lo es en la gama de acrílicos. Ambos proveedores pueden aportar mucha experiencia en este campo ya que en ocasiones es preciso utilizar mezclas de espesantes efectivos en alto y en bajo shear rate. • Los antiespumantes deberán ser de tipo silicónico, los basados en aceites minerales reducen el brillo. BYK 028 de Byk Chemie da buenos resultados, otros fabricantes como Troy, Daniels, Servo, Efka tienen productos perfectamente válidos. • Los en caso deElser necesarios,NX-770 deberán de escogerse de bajo olor coalescentes, y altamente efectivos. NEXCOAT Perstop-Altakem da excelentes resultados. • Pueden utilizarse agentes de superficie para aumentar la resistencia al rayado y mejorar la nivelación, para ello deberán utilizarse dimetil siloxanos modificados teniendo en cuenta siempre que no afecten al acabado superficial.

ANEXO 2. IDEAS PARA EL INICIO DE FORMULACIÓN

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Esmaltes sintéticos

Se trata de productos brillantes que se aplican indistintamente sobre madera o hierro, su aspecto debe ser liso y continuo. Se caracteriza por una buena estabilidad de color y un brillo que se mantiene bien en interiores y que en exteriores se reduce paulatinamente a partir de los seis meses. El nivel de protección es suficiente en ambientes rurales y urbanos; en ambientes industriales y altamente corrosivos no es suficiente. En los esmaltes sintéticos se utiliza como ligante una mezcla de resinas alquídicas largas y medias. El tipo de resinas utilizadas se debe elegir en función de si se quieren obtener colores pastel o blancos y si se formulan colores medios y oscuros. Los esmaltes blancos se formulan con resinas de aceite no amarilleantes como el girasol o el cártamo, mientras que en los colores oscuros utilizan resinas de linaza y otros aceites de mayor poder secativo pero que tienen una cierta tendencia al amarilleo. La proporción entre las resinas largas y medias proporciona características opuestas, cuanto mayor es la relación larga/media mayor es el tiempo de secado, mejor brochabilidad y mayor tiempo abierto o de bordes húmedos. Esto nos ayuda a establecer una mezcla adecuada según se trate de un esmalte para decoración cuyo secado debe estar entre las cuatro y seis horas y un esmalte industrial donde el secado puede ser de ocho horas. En estos últimos se utilizan a menudo resinas de aceite de soja para esmaltes blancos. Dadas las normas actuales es preciso que las resinas alquídicas y los disolventes de dilución sean desaromatizados. El sistema pigmentario debe estar constituido por pigmentos de elevada estabilidad a la luz y al exterior. Se utiliza bióxido de titanio para blancos y pigmentos inorgánicos, óxidos de hierro y cromo, siempre que es posible, cuando no es así se utilizan pigmentos orgánicos con las resistencias adecuadas. Los niveles de pigmentación varían en gran manera según el color, los blancos contienen entre el 22 y 28% de TiO2 mientras que el rojo inglés contiene solo un 6-8% de óxido de hierro rojo; los colores formulados con pigmentos orgánicos varían en función de su poder cubriente. Aquí no es posible hablar de un PVC determinado o una relación P/R determinados, en cualquier esmalte el PVC queda muy por debajo del PVCC. Es importante saber que los colores amarillos y rojos tienen un poder cubriente inferior a los otros colores, se trata pues dea comparar con de otros fabricantes. En cuanto los aditivos se productos utilizan geles de bentonitas como la Bentone 34 o la Bentone SD1; la primera debe prepararse en un gel previo al 10% y el contenido en sólidos en ambos casos debe ser del 0,3-0,4%, antisedimentantes como el estearato de aluminio en proporciones del 0,3-0,4%. Los dispersantes para el bióxido de titanio puede ser cualquier tipo de lecitina de soja u otro dispersante no polimérico ya que los de tipo polimérico son mucho menos eficaces con este pigmento. Para los pigmentos orgánicos se utilizarán dispersantes poliméricos, entre ellos el DISPERSE AYD XL-1/80

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PINTURASYRECUBRIMIENTOS

de Elementis, que da excelentes resultados en una amplia variedad de pigmentos y mezclas de estos. Es importante no caer en el error de utilizar cargas por el hecho de que el brillo lo permite. La incorporación de cargas, especialmente de carbonatos, conlleva un caleo inmediato que se hace visible en pocos días, con la consecuente pérdida de brillo. Dado el carácter oxidativo de las resinas es necesario emplear secantes, estos pueden ser mono o plurimetales. En la actualidad se están comercializando sales del ácido poliacrílico que tienen una aportación de VOC muy reducida. Con objeto de evitar la formación de pieles en el envase se utilizan oximas, preferentemente la metil etil cetoxima, en proporciones del 0,150,20% calculado sobre el total de pintura en peso. Finalmente se pueden utilizar agentes deslizantes que por una parte mejoran la nivelación de la película y por otra la resistencia al rayado del film seco. Se utilizan dimetil siloxanos modificados como el BYK 300 o Efka 3030 de Byk Chemie y Efka respectivamente. Estos productos no se aditivan en cantidades superiores al 0,2%. Esmaltes sintéticos low VOC

Se trata en estos productos de reducir de forma visible el VOC de la pintura. La tecnología para desarrollar estos productos puede seguir distintas direcciones: 1) incremento de sólidos; 2) sistema híbrido con resinas hidrosolubles y polímeros en emulsión; 3) sistemas alquídicos modificados con resina de polisacáridos; 4) resinas alquídicas modificadas con uretano o acrilatos de tamaño de partícula fino emulsionables en agua. Veamos en primer lugar las ventajas y desventajas de cada uno de ellos. Los sistemas de altos sólidos, high solids, mantienen todas las ventajas e inconvenientes de los esmaltes sintéticos tradicionales aportando un mayor espesor de capa de película seca. En muchos casos se ahorra mano de obra, pero el producto tiene un coste superior. En los sistemas híbridos se reduce el VOC sin elevar los costes. El secado de la película es más lento, la dureza final es inferior y son más sensibles al agua que los esmaltes sintéticos tradicionales. No debe descartarse la presencia de tack residual a temperaturas encima de modificadas los 30 °C. con resinas de Finalmente los sistemas a base por de alquídicas polisacáridos reducen el VOC entre un 15 y 25% sin modificar sensiblemente las características de los esmaltes srcinales, salvo en el contenido de sólidos, que se reduce prácticamente en la misma proporción en que se reduce el VOC. Lo antes expuesto indica una pérdida de espesor de film seco con la consecuente pérdida de poder cubriente. Los resultados de resistencia al exterior no muestran diferencias sustanciales con los esmaltes sintéticos tradicionales o los de tipo high solids.

ANEXO 2. IDEAS PARA EL INICIO DE FORMULACIÓN

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Esmaltes high solids Son válidos todos los datos expuestos en el apartado esmaltes sintéticos. Se deben utilizar para la formulación de estos esmaltes resinas de baja viscosidad y altos sólidos (deben estar entre el 80-85%), que todos los primeros fabricantes de resinas tienen en sus catálogos. El resultado son pinturas que precisan poca o nula dilución para levarlas a la viscosidad del producto comercial.

Sistemas híbridos Véase el apartado de Imprimaciones, donde se indica la posibilidad de efectuar sistemas híbridos.

Alquídicas modificadas con resinas de polisacáridos En primer lugar, deberíamos conocer con alguna profundidad qué son las resinas de polisacáridos y sus características. Se trata, como indica su nombre, de polímeros de polisacáridos solubles en agua capaces de hacer una dispersión acuosa con tamaños de partícula inferiores a 10 micras. Se trata de resinas filmógenas sensibles al agua, sin embargo, cuando se utilizan junto a resinas alquídicas, sus grupos hidroxilo reaccionan con los grupos carbonilo de las resinas alquídicas y producen un film totalmente insoluble. La mezcla de estas resinas y resinas alcídicas conlleva la formación de moléculas de mayor tamaño que las propias de la resina y que las de la resina alcídica, del mismo modo que se modifica la Tg del polímero final. Son compatibles con la mayoría de resinas alcídicas largas y medias en aceite, así como con resinas largas uretanadas y con algunas resinas modificadas con vinil tolueno. Las ventajas que aportan son una disminución del VOC y una reducción del precio de coste, este último a costa de una pérdida de sólidos en el producto final. Lorama-Altakem pueden proporcionar amplia información de este tipo de resinas, así como la tecnología de aplicación. Lo que el resinas autor puede aportar es que las características los esmaltes formulados con de polisacáridos no tienen pérdidas de de calidad en cuanto a retención de brillo y resistencia al exterior en general.

Esmaltes poliuretanados Se trata de productos similares a los esmaltes sintéticos pero formulados con alquídicas uretanadas, lo cual les confiere una mayor durabilidad al exterior.

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PINTURASYRECUBRIMIENTOS

Esmaltes laca y barnices laca Los esmaltes laca y barnices laca se formulan siguiendo las recomendaciones de los esmaltes sintéticos y para barnices. Cuando se formulan estos productos debe tenerse en cuenta el brillo que se desea obtener ya que normalmente se trata de acabados satinados o mates. En ambos casos se trata de productos para interiores y se utilizan alquídicas uretanadas para obtener una elevada dureza y un secado rápido en profundidad. Las características de estos productos son: elevada facilidad de aplicación, buena nivelación y elevada dureza y resistencia al rayado. Deben por tanto evitarse niveles de carga elevados en el caso de los esmaltes laca. Para su mateado se utilizan sílices mateantes del tipo OK-520 de DegusaEvonik o similares. La utilización de ceras debe efectuarse con precaución para evitar que sean fácilmente rayables. Se aditivan generalmente con agentes deslizantes como el BYK 300 o EFKA 3033, de Byk Chemie y Efka, respectivamente. La mezcla de disolventes deberá adecuarse para obtener una buena aplicación.

Esmaltes metalizados Estos esmaltes se componen básicamente de una resina y un solo pigmento, el pigmento es una purpurina o pasta de aluminio. Generalmente se utilizan pastas de aluminio con una concentración de este del 66%, básicamente empastadas con alcohol isopropílico o un disolvente alifático o aromático. El aluminio debe ser del tipono leafing, que indica que no flota sobre el disolvente y de esta forma cuando se aplica el producto el aluminio no queda en superficie. La proporción de aluminio en el total de pintura es del 4-6%. El tipo de purpurina se elegirá en función del color y brillo deseado. La resina debe elegirse con cuidado y no debe tener un índice de acidez superior a 4; las resinas con índices de acidez elevados reaccionan con el aluminio formando hidrógeno, lo cual conlleva la presurización del envase, con posible explosión del mismo, y pérdida de brillo en el producto aplicado. En la formulación de estos productos deben utilizarse absorbedores de agua. Las zeolitas FINMA SORB 430 fabricantes. PR de Finma Chemie dan buenos resultados. Puedencomo encontrase otros muchos Los agentes reológicos deberán elegirse de forma que no formen pequeños grumos, deberán excluirse las bentonitas y utilizar determinados derivados del aceite de ricino deshidrogenado. El BYK 410 da excelentes resultados pero debe tenerse en cuenta que su efectividad se pone de manifiesto después de 24 horas de su adición. Secantes, agentes antipiel y agentes de superficie se utilizarán en función del tipo de acabado y del sistema ligante.

ANEXO 2. IDEAS PARA EL INICIO DE FORMULACIÓN

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En muchos casos, debido a su difícil aplicación y a que el acabado no es excesivamente brillante, se aplica un barniz de acabado para obtener un brillo elevado.

Metalizados de secado al aire Estos productos se aplican solo a pistola ya que de lo contrario el acabado queda poco uniforme con presencia de franjas de distintas tonalidades. Durante la aplicación se efectúa una primera aplicación sobre toda la superficie de forma que la pintura llegue a la superficie a pintar prácticamente seca para que sirva de soporte a la capa final. Para su formulación se utilizan resinas de secado muy rápido, como las alquídicas estirenadas o vinil toluenadas. Se trata de resinas con un secado sin pegajosidad de unos quince minutos. Deben estar aditivadas con los correspondientes secantes y agentes antipiel. Además de lo indicado en el párrafo anterior, es conveniente la adición de un agente antigelificante como el BYKANOL N de Byk Chemie. Se suministran a viscosidad prácticamente de aplicación 25-30 seg. CF 4 y el diluyente será en función del tipo de resina utilizado aromático o alifático.

Metalizados secados al horno Se seguirán las normas indicadas en los dos párrafos anteriores. El sistema ligante está constituido por una resina alquídica corta en aceite o una resina acrílica termoendurecible, y una resina amínica; en ambos casos deberá controlarse el índice de acidez de dichas resinas. Es imperativo el uso de antigelificantes aunque estos productos de gama industrial normalmente permanecen en el envase pocas semanas. Véanse más detalles en el apartado de Pintura industrial.

Pinturas de aluminio y cobre Dentro de la gama de esmaltes sintéticos se incluyen generalmente las pinturas de aluminio y cobre, queproductos. no son en sí mismas esmaltes, pero sin embargo completan dicha gama de Las pinturas de aluminio se preparan con purpurinas o pastas de aluminio leafing, o sea, que flotan, esto significa que el aluminio sube a la superficie del film y una vez seco tiene el aspecto de este. El cobre con una densidad muy superior no llega a subir totalmente a la superficie y los acabados son semibrillantes. Los acabados de aluminio mantienen su aspecto durante un periodo de tiempo bastante prolongado, tras el cual se vuelven blanquecinos debido a la oxidación de este metal.

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PINTURASYRECUBRIMIENTOS

Los acabados de cobre cambian de aspecto mucho más rápidamente y por lo general deben protegerse con un barniz de acabado si se quiere mantener su aspecto estético. Las pinturas de aluminio se utilizan tanto en pintura decorativa como en pintura de conservación industrial. Tanto en el caso de las pinturas de aluminio como en las de cobre se utiliza entre el 12 y el 17% de metal. La formulación de estos productos es muy semejante a los esmaltes sintéticos

debiéndose aditivar con absorbedores de humedad para evitar su reacción con el metal. El ligante debe tener un índice de acidez bajo, 85%

Resistencias químicas: • Resistencia a la niebla salina •Café • CocaCola •Limón • Lápizde labios • Etc.

> 450 horas 48horas 48horas 6horas 24 horas

El lector puede ver la dificultad de obtener dichas características, especialmente combinar las características mecánicas con las resistencias químicas. Debe aquí jugarse con pequeñas modificaciones en el ligante, como adiciones de pequeñas cantidades de ésteres de epoxi para mejorar la flexibilidad sin perjudicar el color. La utilización de agentes de superficie adecuados jugará un papel fundamental en las resistencias químicas. Envases para productos alimenticios

Debemos distinguir en este caso dos tipos de recubrimientos: los interiores, destinados al contacto directo con los alimentos, y los exteriores, destinados a la parte exterior. En ambos casos el recubrimiento se efectúa sobre

ANEXO 2. IDEAS PARA EL INICIO DE FORMULACIÓN

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chapa, antes de la correspondiente deformación para formar el envase, lo que conlleva características comunes de tipo mecánico como la resistencia a la deformación, flexibilidad y embutición. Sin embargo los barnices interiores deben cumplir con las normas y directivas de productos que están en contacto con alimentos.

Recubrimientos para exteriores de envases Dependiendo del tipo de acabado, puede ser una impresión a un solo color directo sobre la chapa o puede tratarse de un fondo blanco sobre el que se impresionan distintos colores, se aplicará un acabado u otro: • Couche blanco se trata de una pintura de fondo blanca que servirá de base a las impresiones posteriores. Todos estos productos se aplican sobre la chapa sin deformar y la deformación se efectúa después de la aplicación de todas las capas de pintura. El fondo o couche blanco debe tener pues una muy alta capacidad de deformación ya que deberá soportar el secado correspondiente y los posteriores dependiendo a las impresiones finales. Normalmente de utilizan sistemas alcídicos cortos en aceite, no amarilleantes y resinas de urea formaldehído. La longitud de aceite de la resina alcídica generalmente está en el límite superior de lo que se considera «corta», o sea, cercano al 40%, y el tipo de aceite no secante con el fin de mantener las características mecánicas; en algunos casos la inclusión de pequeñas cantidades de ésteres de epoxi mejoran estas características. Pueden también utilizarse resinas acrílicas termoendurecibles y es importante saber que los tiempos de secado son cortos a temperaturas elevadas. El film debe además estar exento de blocking. • Acabados. Los acabados se formulan con el mismo sistema ligante, con la ventaja de que deben sufrir un solo proceso de secado. El técnico deberá ajustar las características reológicas en función del método de aplicación que en la mayoría de los casos es de tipo serigráfico, lo cual determina que la pintura aplicada posea una capacidad de fluidez suficiente para unir los puntos de la malla.

Recubrimientos para interiores de envases Debe en este caso verificarse el tipo de contenido de los envases. En algunos casos se utilizan resinas acrílicas termoplásticas, pero en la mayoría de ellos el sistema ligante está formado por un barniz a base de resina epoxi y resina fenólica cuya resistencia a la deformación y su resistencia química está perfectamente establecida.

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PINTURASYRECUBRIMIENTOS

Tapones corona

Son los tapones utilizados para el cerrado de botellas de cristal que se utilizan en bebidas y refrescos. Su aplicación se hace como en el caso de los recubrimientos para interior de envases, directamente sobre la chapa sin deformar. Se utiliza el mismo sistema ligante a base de resinas epoxi y resinas fenólicas.

Acabados para madera a base de poliuretano Existe una industria de elevado consumo basada en el barnizado de mueble de madera ya construido. Este sector abarca desde el pintado de sillas hasta el mueble de alta calidad. En cada caso deberá adecuarse el producto a las características de la instalación y a la calidad exigida.

Fondos o selladoras

Son productos cuya misión es rellenar y sellar el poro de la madera, con objeto de que al aplicar las capas de acabado no se produzcan absorciones por zonas y se obtenga un acabado uniforme. Deben formularse con la máxima concentración de materia sólida (véase Sillas y mueble para restauración), y deben tener una buena facilidad de lijado. Para ello se utilizan pequeñas cantidades de estearato de aluminio que debe ser incluido en la fabricación al final del proceso, con el fin de no obtener una elevada dispersión. La composición deberá ajustarse al acabado que se debe utilizar en la terminación.

Sillas y mueble para restauración (lacas)

Se trata de un sector que utiliza instalaciones automatizadas a base de cadenas transportadoras y cabinas de pintura electrostática, con objeto de obtener grandes producciones. Las sillas son pintadas y colgadas en la cadena de producción donde recorren un circuito tras el cual deben estar secas y a punto de ser almacenadas o embaladas. Deberá, en primer lugar, determinarse las características de conductividad de la pintura para que esta se aplique correctamente por el método electrostático. Para ello es preciso ajustar su conductividad, o resistividad que es la inversa de la conductividad, según la instalación. Debe tenerse en cuenta que estas pinturas no son universales, no pueden aplicarse en cualquier cabina de pintura electrostática, cada fabricante de instalaciones, Wagner, Sames, Ransburg, etc., dispone de instalaciones que precisan una determinada conducti-

ANEXO 2. IDEAS PARA EL INICIO DE FORMULACIÓN

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vidad de la pintura ya diluida, o sea, al uso. Para su ajuste deberán verificarse estas condiciones o determinarlas a partir de una muestra pintura que se aplique correctamente. El ajuste de la conductividad puede efectuarse mediante la utilización de disolventes más o menos polares y/o la utilización de aditivos que modifiquen esta característica, generalmente sales de amonio cuaternario. El segundo paso es ajustar el tiempo de secado del producto a la instalación donde se van aplicar. Este tipo de muebles en general se pintan con lacas de poliuretano, debido a su buena resistencia a la abrasión y a productos químicos domésticos. En general se utilizan resinas alquídicas medias con aceites secantes y con un contenido en hidroxilo del 3-4%, y se utiliza como endurecedor un isocianato alifático, tipo Desmodur N de Bayer; los tiempos de secado pueden ser reducidos mediante la utilización conjunta del HDI y de isocianatos aromático alifáticos HDI/TDI, como el Desmodur HL. Estas mezclas de isocianatos mejoran los tiempos de secado pero debe tenerse en cuenta que también amarillean en mayor grado. En función de la calidad del producto se utilizarán resinas acrílicas hidroxiladas, resinas alquídicas modificadas con aceites o ácidos grasos no secantes y no amarilleantes hidroxilados o resinas alcídicas medias secantes hidroxiladas. Los endurecedores, también en función de la calidad, serán isocianatos alifáticos o aromáticos debe tenerse en cuenta la fuerte tendencia al cambio de color de estos últimos. Las lacas de poliuretano industriales tienen una concentración del 40% en materia sólida en peso aunque en el mercado pueden encontrarse con menores concentraciones. Se utiliza la nitrocelulosa o el acetobutirato de celulosa para mejorar el tiempo de secado inicial y para dar la consistencia adecuada al producto que en general es de 40-60 seg. CF 4. La diferencia entre la nitrocelulosa y el acetobutirato de Celulosa es que la primera tiene una fuerte tendencia al amarialleaniento, mientras que la segunda no amarillea. Con objeto de obtener la concentración indicada anteriormente en muchas ocasiones se utilizan resinas duras cuya baja viscosidad permite aumentar los sólidos del producto sin incrementar la viscosidad. Entre estas, y por orden de calidad citaremos las resinas cetónicas, maleicas y de hidrocarburos. En cuanto a aditivos en general se utilizan pocos aditivos salvo los destinados ajuste de la conductividad, antiespumantes y algunos para mejorar el efecto al superficial.

Tintes para lacas En ocasiones se utilizan tintes para obtener colores determin ados para el pintado de madera blanca. La mayor parte de estos tintes pueden obtenerse a partir de óxidos de hierro transparentes. Sin embargo estos tintes producen un

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PINTURASYRECUBRIMIENTOS

aumento muy importante de la conductividad de la pintura, lo cual, en el caso de lacas electrostáticas, conlleva problemas de aplicación debido al difícil ajuste de la conductividad. Este problema se presenta con diversos colorantes orgánicos. Se pueden obtener colorantes que prácticamente no modifican las conductividad a partir de los tipos Microlith de CIBA. En función del color las concentraciones pueden variar desde el 3 al 10%, sin embargo las concentraciones deberán ajustarse a las exigencias del cliente.

Mueble de calidad

Generalmente se trata de mesas, armarios, sillas, etc., cuya calidad, resistencia química y aspecto estético deben ser perfectos. Se puede aplicar todo lo dicho en el apartado de Sillas y muebles para restauración, sin embargo la elección de materias primas deberá conllevar el condicionante de calidad. Se utilizan como ligante resinas acrílicas hidroxiladas con 3,5-4,5% de OH o resinas alquídicas cortas en aceites no amarilleantes también hidroxiladas. El isocianato es siempre alifático, cuando requiere reducir el tiempo de secado debe utilizarse una mezcla de HDI y de IPDI, el isoforon diisocianato es un producto sólido a temperatura ambiente, lo cual aporta un secado físico rápido. El aumento de sólidos se hace con resinas cetónicas cuya tendencia al amarilleo es baja. Estos productos deben tener una excelente capacidad de nivelación y un tacto suave, para ello se pueden utilizar aditivos a base de siliconas o bien a base de ceras. La concentración de estas lacas no debe ser nunca inferior al 40% en sólidos en peso debido a que el poder de relleno es muy importante.

Lacas pigmentadas

Las lacas pigmentadas se fabrican siguiendo las mismas normas que las pinturas convencionales. Las características básicas deben ser flexibilidad, elevada dureza, poder de cubrición en una sola capa, buena nivelación, etc. Se trata de productos similares a los expuestos en sillas y muebles para restauración debidamente pigmentados. • El ligante es en general un poliol o una resina acrílica hidroxilada con un contenido en OH cercano al 4% y un isocianato alifático. Para mejorar el secado al tacto y a la vez obtener una viscosidad adecuada se utilizan nitrocelulosa o acetobutirato de celulosa. En las lacas blancas se utiliza el acetobutirato de celulosa que prácticamente no amarillea. • En función del brillo de la laca la pigmentación se obtiene a partir de bióxido de titanio y pigmentos de reconocida estabilidad. Las lacas brillantes se formulan exclusivamente con bióxido de titanio, las sati-

ANEXO 2. IDEAS PARA EL INICIO DE FORMULACIÓN

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nadas y mates se pueden cargar, nunca en exceso, con pequeñas cantidades de caolín, que mejorará el rendimiento del bióxido de titanio, y no deben utilizarse cargas que afecten a la reología, como el talco o el mismo caolín en exceso. El ajuste del brillo en las lacas satinadas y mates se obtiene mediante la adición de sílices mateantes y de ceras. Las sílices mateantes en cantidades elevadas pueden aportar un tacto áspero no deseado; entre las ceras pueden utilizarse de fusión o microdispersadas, y entre estas las ceras polietilénicas y polipropilénicas, siendo estas últimas las que mejores propiedades aportan. • A nivel de aditivos deben utilizarse dispersantes de pigmentos que sean solubles en los disolventes, por lo general altamente polares, de lo contrario se producen pérdidas de brillo o presencia de velo en el acabado. Agentes antisedimentantes y en su caso acelerantes de secado para el sistema de poliuretano. También deben utilizarse agentes antiespumantes y/o desespumantes según sea necesario. Los aditivos de superficie a base de compuestos de silicona mejoran la nivelación y la resistencia al rayado. • Finalmente el sistema de disolvente s deberá poseer la capacid ad solvente para el ligante utilizado y a la vez los componentes deberán tener ratios de evaporación adecuados para mantener esta capacidad disolvente durante el periodo de secado.

Repintado de automóviles Masillas

Cuando se efectúa el repintado de una parte deteriorada del automóvil, lo primero que debe hacerse es adecuar la superficie para eliminar pequeños defectos con el objeto de que la superficie sea lisa y una vez pintada no se observen defectos en ella. Para ello se procede al trabajo de chapista y luego al masillado de las superficies afectadas. Esta masilla debe ser de rápido secado y fácilmente lijable, a la vez que resistente a los disolventes que se utilizan para la capa de acabado. paraoestas puede ser un poliéster catalizado peróxidoEldeligante benzoilo bien masillas un poliuretano formulado a partir de una con resina alquídica hidroxilada, y un isocianato aromático. Los isocianatos aromáticos son más económicos que los alifáticos, en este caso la masilla se protegerá por una capa de pintura de acabado. La pigmentación se hará basándose en mezclas de bióxido de titanio y negro de humo u óxido de hierro negro para color gris, o con óxido de hierro rojo para color rojo. Deberá cargarse con cargas lo más inertes posibles, como el talco y la barita.

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PINTURASYRECUBRIMIENTOS

La reología debe ser dilatante, lo cual se consigue por el mero hecho de la elevada cantidad de carga que contiene la masilla. Es necesario que una vez aplicada no descuelgue, lo que se puede evitar mediante la adición de aditivos reológicos basados en aceite de ricino deshidrogenado. Las masillas de tipo poliuretano tienen un mayor tiempo de vida, por lo que su aplicación es más cómoda; las basadas en poliéster tienen una vida más corta pero también tienen la ventaja de que la aplicación de la capa final puede efectuarse en un tiempo más reducido.

Pinturas de retoque Pueden formularse a partir de dos sistemas ligantes distintos, uno basado en una laca nitrocelulósica y otro basado en un esmalte de poliuretano.

Base nitrocelulósica Estas pinturas, conocidas también como pinturas al duco, por el nombre de uno de los primeros fabricantes, están cayendo en desuso debido a que en cortos periodos de tiempo pierden brillo y su resistencia a las gasolinas es limitada. Se fabrican a partir de mezclas de nitrocelulosa de baja viscosidad como ligante principal y esta se plastifica con una resina alquídica no secante, por ejemplo, una alquídica corta en aceite de coco. Estas pinturas deberán aditivarse con los correspondientes dispersantes, agentes reológicos y agentes superficiales adecuados. El sistema disolvente es de vital importancia en aras de que durante el proceso de secado, totalmente físico, no se produzcan insolubilidades de la nitrocelulosa. La concentración de estas pinturas no es por lo general superior al 50% de materia sólida en peso.

Base poliuretano Se trata pinturas de doshidroxiladas componentescon conbajo unacontenido vida útil de horas formuladas conderesinas acrílicas en6-8 OH, no superior al 2%, e isocianatos alifáticos (véase el apartado de Esmaltes de poliuretano de decoración). El secado de estos esmaltes es relativamente rápido, entre 1 y 2 horas al tacto, y de 6 a 8 horas el secado total, obteniéndose las mayores características después de 48 horas de la aplicación. El tiempo de secado puede ser reducido mediante la adición de acelerantes en pequeñas cantidades, por ejemplo, el 2,4,6 trimetil amino fenol.

ANEXO

3 PREGUNTAS MÁS FRECUENTES

En este anexo se han reunido y ordenado por orden alfabético, preguntas recibidas por personas que se inician en el sector de pinturas. Las respuestas que se dan deben considerarse como posibilidades, sin excluir ningún tipo de alternativa.

Pregunta Acelerantes (resinas epoxi)

Respuesta Para acelerar la reacción de las pinturas epoxi se utilizan pequeñas cantidades de aminas terciarias que producen una reticulación más rápida de la pintura. Por ejemplo, 2, 4, 6 trimetil amino fenol. La adición de pequeñas cantidades de nonilfenol ejerce un efecto similar.

Acelerantes (sistemas de poliu- Dilaurato de tributil estaño, en proporciones del 0,02retano) 0,03% calculado sobre sólidos de isocianato. Otras sales metálicas como el naftenato de zinc también pueden ser utilizadas. Adherencia (determinación)

Básicamente existen dos métodos para determinación: la primera adherencia al desgarro (véase cross-cut), la segunda adherencia a la tracción (véase pull off strength).

Adherencia (falta de, en wash- En la fabricación de wash-primers e imprimaciones fosprimers) focromatantes, así como en algunosshop-primer, se utilizan disolventes muy polares. Los aditivos que se empleen deben ser totalmente solubles, de lo contrario pueden producir falta de adherencia, superficies aceitosas, etc.

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PINTURASYRECUBRIMIENTOS

Pregunta

Respuesta En algunos casos las superficies a pintar, hierro galvanizado, zinc, aluminio, están recubiertas por una fina capa de grasa que puede perjudicar la adherencia. En estos casos se debe proceder al desengrasado y lavado de la superficie con un detergente amoniacal o un detergente neutro al que se le añade un 3-5% de amoníaco. Después del secado, si el problema persiste deberá

verificarse la formulación del producto. Adherencia (falta de) en pintu- En pinturas de base acuosa la falta de adherencia se presenta sobre superficies poco permeables, sean estas ras para piscinas cemento alisado o pinturas brillantes que ya estaban aplicadas. En pinturas en base disolvente generalmente no se presentan estos problemas a corto plazo. Cuando esto sucede puede deberse a que la aplicación de la pintura se ha efectuado sobre una superficie húmeda. Las pinturas al clorocaucho presentan este problema algún tiempo después de la aplicación, entre uno y dos años. Se debe normalmente a que se ha producido una pérdida de plastificante, sea por exudación sea por absorción del soporte. Es muy importante siempre efectuar la primera aplicación con la pintura diluida con un 25-30% del disolvente adecuado. Adherencia (falta de) en pintu- Se presenta al aplicar pinturas plásticas cargadas con ras plásticas poca dilución sobre superficies poco absorbentes. Se presenta siempre cuando se pinta sobre superficies encaladas. Adherencia (falta de) en super- 1) Puede tratarse de una mala limpieza de la superficie en la ficies metálicas que queden restos de grasa o partículas sólidas. 2) Que se esté aplicando sobre un metal como el aluminio o zinc, o una aleación de metales ligeros, en este caso debe aplicarse una pintura adecuada al caso o aplicar previamente un wash-primer con espesores entre 5 y 7 micras. ASE

Siglas anglosajonas para denominar a los espesantes poliacrílicos.

Baba de caracol (pinturas plás- Se llama así a la marca, ligeramente brillante, que deja una gota de agua al resbalar sobre una pintura plástica mate. ticas) 1) Ajustar la cantidad de dispersante/humectante. Debe tenerse en cuenta que durante la coalescencia estos productos junto con los tensoactivos que contiene el polímero en emulsión son expulsados hacia la superficie. Asimismo debe determinarse exactamente la demanda de dispersante y ajustar este producto. 2) Adicionar a la pintura un hidrofugante económico como el siliconato potásico. 3) Finalmente existe la posibilidad de utilizar otro tipo de resina más hidrofóbica.

ANEXO 3. PREGUNTAS MÁS FRECUENTES

Pregunta Blistering

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Respuesta Véase Burbujas.

Boding

Véase Engomamiento. Se produce por alguna reacción entre los componentes de la pintura. En pinturas alquídicas puede utilizarse un antigelificante.

Bordes húmedos

Es el tiempo, después de la aplicación, durante el cual puede efectuarse un retoque en una pintura manteniendo esta la capacidad de nivelación.

Bordes húmedos (alargar)

El tiempo de bordes húmedos es importante para evitar que se noten los empalmes en una aplicación de pintura, para ello debe alargarse el tiempo de secado inicial. En el caso de pinturas de secado físico, pinturas plásticas y otras termoestables, una solución es la inclusión en fórmula de porcentajes del 1- 3% de glicoles. Dadas las restricciones del VOC existen productos como el dioleato de etilenglicol que ejercen un efecto barrera a la evaporación del agua. En pinturas con disolventes con un cambio de estos utilizando disolventes con tiempos de evaporación más largos, o bien adicionar pequeñas cantidades de disolventes de evaporación muy lenta como el aceite de pino o isoforona.

Brillo (empalmes en pinturas satinadas)

Al aplicar la pintura satinada y efectuar un empalme la primera sección actúa de selladora del sustrato, por lo que el empalme es más brillante. La solución pasa por dejar secar la primera mano, tanto tiempo como sea posible, al menos seis horas, y aplicar una segunda mano de pintura. Si la pintura de la primera mano no está totalmente seca seguirán apareciendo el sobrebrillo en el empalme.

Burbujas

En pinturas de secado al horno se producen cuando el tiempo de presecado es insuficiente para evaporar los disolventes más volátiles. Se produce al calentar la pintura de forma brusca.

Burbujas en pinturas para piscinas.

En pinturas acuosas se presentan cuando la aplicación se efectúa sobre soportes poco permeables debido a que la absorción de agua por el film forma bolsas entre este y el soporte. En pinturas con disolvente difícilmente se presenta este problema, normalmente se producen desconches (véase Adherencia en pinturas para piscinas).

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PINTURASYRECUBRIMIENTOS

Pregunta

Respuesta

Cabezas de aguja (pinoles) en pinturas plásticas

Si se trata de una pintura cargada se trata del mismo problema que el cuarteo por aplicación de la pintura con poca dilución, en este caso se presenta principalmente en superficies muy absorbentes.

Caleo ( chalking)

Aspecto polvoriento de la superficie del film que se produce por migración de la cargas o pigmentos, o bien por una degradación del ligante.

Capa gruesa

Pintura que se aplica en superficies verticales con espesores superiores a 100 micras, pudiéndose llegar a las 250 micras. Se trata de pinturas con un PVC inferior al crítico cuya misión es acentuar el efecto barrera.

Chalking

Véase Caleo.

Clorocaucho (formación de hi- Las pinturas al clorocaucho, cuando se aplican a pistola, los en la aplicación) tienden a formar hilos a la salida de la boquilla de la pistola. Esto es un problema derivado del rápido secado de estas pinturas. Para solucionar el problema debe efectuarse una dilución superior a la normal, o bien utilizar

Cracking

un disolvente de dilución más lento. Véase Cuarteo.

Cráteres en superficies pintadas Los cráteres pueden presentarse en el pintado de superficies vírgenes, especialmente en superficies metálicas, o en superficies ya pintadas en las que se está aplicando una segunda capa. En el primer caso debe efectuarse una adecuada limpieza de la superficie para eliminar restos de grasa y partículas sólidas que son los causantes de la formación de cráteres. Debe también verificarse que los filtros de aire de las pistolas están limpios ya que en ellos se acumula grasa procedente del compresor. Cuando el problema se produce en superficies que ya han sido pintadas debe tenerse en cuenta que estas en

general contienen aditivos de superficie a base de siliconas, en este caso deben eliminarse, lo cual no siempre resulta sencillo. Un lavado con un disolvente enérgico puede ser la solución, si no es suficiente deberá procederse al lijado de las superficies. Los aditivos nivelantes y los disolventes de evaporación lenta pueden ayudar a evitar dicho problema. Crawling

Véase Manchas.

ANEXO 3. PREGUNTAS MÁS FRECUENTES

Pregunta

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Respuesta

Cross-cut ( pull off)

Corte cruzado. Método de determinación de la adherencia mediante el corte cruzado, con un utillaje que tiene 11 cuchillas, formando una retícula de 10 x 10 cuadrados. Los cortes llegan hasta el soporte. Sobre esta retícula se pega una cinta adhesiva tipo 3M y se arranca violentamente. Dado que la interpretación es en gran manera subjetiva, solo admite cuatro resultados: perfecta (100%), buena, regular, mala.

Cuarteo (cracking)

Se presenta en pinturas de alta pigmentación o de secado muy rápido cuando se aplican en espesores excesivos. Debe retrasarse el secado. En el caso de pinturas de secado al horno o forzado debe alargarse el tiempo de presecado antes de entrar en el horno.

Cuarteo (imprimaciones ricas en zinc al silicato)

Se produce debido a tensiones de secado. Los espesores adecuados en estas imprimaciones están entre 40 y 70 micras secas, por encima de estos valores es normal el cuarteamiento. Puede disminuirse mediante la adición de cargas laminares, como la mica, o utilizando zinc laminar.

Cuarteo (paredes con pintura plástica)

Se presenta el cuarteo cuando se aplica una pintura con PVC alto sobre una superficie poco absorbente. La solución está en alargar el tiempo de secado (véase Bordes húmedos). También se produce cuarteo en pinturas cargadas cuando se aplican con poca dilución y capa muy gruesa.

Cuarteo (pinturas al silicato)

Debe verificarse el sellado de la superficie a pintar, si este es correcto deberá optimizarse la relación silicato/polímero en emulsión.

Desconche

Levantamiento de la película de pintura debido a falta de adherencia o a fallo del soporte.

Descuelgue (sagging)

Chorreones en la pintura aplicada debidos a exceso de espesor de la capa de aplicación. Si es preciso obtener espesores más elevados existen aditivos específicos para este fin.

Dew point

DFT ( dry film thickness)

Véase Temperatura de rocío. Espesor del film seco.

358

PINTURASYRECUBRIMIENTOS

Pregunta

Respuesta

Engomamiento (pinturas plás- En las pinturas a base de polímeros en emulsión se ticas) produce en algunas ocasiones la desestabilización de la emulsión y ello conduce a que la pintura tenga un aspecto gomoso y sea difícilmente soluble en agua. Las causas son en general falta de resistencia a los electrolitos o bien falta de resistencia a la cizalla. Los fabricantes de resinas ponen los productos en el mercado con una estabilidad determinada pero no pueden saber en qué condiciones se utilizará. 1) El engomamiento por falta de resistencia a los electrolitos se produce cuando el agua utilizada, en la fabricación tiene una dureza elevada, los iones Ca ++ y Mg++ reaccionan con los tensoactivos estabilizantes de la emulsión y la desestabilizan. En este caso una posible solución es la de añadir o aumentar la cantidad de polifosfatos en el inicio de la fabricación lo cual conlleva una reducción de iones divalentes libres. Los polifosfatos actúan como secuestrantes. Algunas pinturas engomadas pueden recuperarse por adición de un polifosfato en dosis elevadas. 2) En el caso de que el engomamiento se produzca como resultado de falta de resistencia a la cizalla, caso de algunas pinturas rugosas con altos contenidos en áridos, puede mejorarse esta resistencia por adición de tensoactivos no-iónicos. Engomamiento (pinturas plás- Cuando se utilizan emulsiones acrílico-estirénicas uno de los factores que influyen en la estabilidad de la pintura es ticas) el pH del medio en el momento de la adición del polímero en emulsión. Una vez realizada la dispersión de pigmentos y cargas debe verificarse el pH y, si es necesario, alcalinizar para que el pH sea > 8. Una vez finalizada la fabricación deberá ajustarse de nuevo el pH a 8-8,5. Engomamiento (sintéticos y otros) Fallout

Filler/Extender

Flash-rust

Flat

Véase Gelificación. Término en lengua inglesa que se utiliza para designar la lluvia ácida. Términos anglosajones utilizados para diferenciar una carga de un entendedor. Puntos o núcleos de oxidación que se forman al aplicar una pintura en base acuosa sobre una superficie metálica. Término inglés para pinturas mates.

ANEXO 3. PREGUNTAS MÁS FRECUENTES

Pregunta Gelificación

Glossy

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Respuesta Puede presentarse, en un estado inicial, en forma de engomamiento, y en fase avanzada, como gel o producto duro. 1) Puede deberse a una reacción entre el sistema pigmentario y el ligante. Se presenta principalmente en imprimaciones sintéticas debido a la reacción de los pigmentos básicos con la acidez de algunas resinas. Se puede solucionar con aditivos antigelificantes o variando la composición de la fórmula. 2) También se presenta en poliuretanos que curan por humedad cuando se utilizan pigmentos o disolventes que pueden contener humedad. La solución pasa por una elección cuidadosa de pigmentos, cargas y disolventes. Existen aditivos específicos para absorber pequeñas cantidades de agua. Término inglés para pinturas brillantes.

Grietas (pinturas plásticas)

Aparecen cuando previamente se han producido en el soporte. También se producen en las aplicaciones a brocha en las zonas de menor espesor, en este caso se trata de un problema de tensión de la película durante el secado. Pueden evitarse con una dilución mayor de la pintura o por adición de un retardante de secado.

HASE

Siglas anglosajonas para denominar a los espesantes poliacrílicos asociativos.

HEUR

Siglas anglosajonas para denominar a los espesantes de poliuretano asociativos.

High build

Véase Capa gruesa.

Ignífugas

Se llama así a las pinturas que retardan el tiempo de combustión de determinados materiales.

Intumescentes

Son pinturas que se aplican con determinados espesores y que al calentarse se descomponen formando una capa esponjosa aislante del calor y retardan el calentamiento de las estructuras metálicas.

KU

Unidades de viscosidad del viscosímetro Kreps Stormer.

Luz (en aplicadores)

Es el espacio que permite formar la película, o sea, el espesor de la película húmeda.

Manchas (crawling)

Diferencias de tonalidad debidas a suciedad en el soporte.

360

PINTURASYRECUBRIMIENTOS

Pregunta

Respuesta

Mil

Milésima parte de una pulgada. Se utiliza en países anglosajones y equivale a 24.5 micras. Término anglosajón para describir el cuarteamiento en la fase de secado de la pintura.

Mud cracking

Nivelación (Pinturas acuosas)

La nivelación en estas pintu ras es en ocasiones difícil debido a una alta tensión superficial, en este caso es preciso utilizar agentes de superficie que disminuyan dicha tensión. A estos productos se los conoce como flow agents. En otras ocasiones la falta de nivelación se debe al sistema espesante-reológico y en tales casos deberá verificarse que los espesantes efectivos en el bajo nivel de cizalla no sean excesivos.

Ojos de pez Orange peel Peeling

Se trata de un problema de humectación del sustrato muy similar a los cráteres. Véase Piel de naranja. Véase Desconche.

Piel de naranja

Defecto superficial de la pintura seca que se produce por falta de nivelación dando lugar a un aspecto similar a la piel de naranja. Puede evitarse mediante la adición de aditivos de superficie o bien mediante un cambio de los disolventes.

Pinholes

Son pequeños agujeros del tamaño de una aguja. Se trata de un problema de extensibilidad del film o de falta de humectación del soporte. Para resolver el problema pueden utilizarse aditivos a base de alquil-siloxanos como BYK-300 o Efka 3033.

Pot-life

Véase Tiempo útil de mezcla.

Pull off strength

Adherencia a la tracción. Método para determinar la adherencia mediante el pegado de una pieza ( dolly) de superficie determinada a la película de pintura y medir la fuerza necesaria para desprenderla. Se mide en unidades psi. Más información en la norma ASTM D-4541.

PVC o CPV

Concentración en volumen de pigmento en el film seco expresado en %.

PVCC o CCPV

PVC crítico es el PVC en el que se producen cambios de características drásticas en el film de pintura.

ANEXO 3. PREGUNTAS MÁS FRECUENTES

Pregunta

361

Respuesta

Rebrillos en los empalmes

En las pinturas plásticas mates cuando son observadas con un ángulo pequeño, caso de los pasillos, se pueden ver perfectamente los empalmes producidos durante la aplicación, esto sucede especialmente cuando se utilizan cargas de tamaño de partícula muy pequeño. Una posible solución está en añadir una parte pequeña de una carga de tamaño de partícula mayor, por ejemplo, si se utiliza carbonato cálcico de 5 micras sustituir un 510% de esta por otro carbonato de 20 micras. Otra posibilidad es la adición de 1-2% de una sílice diatomeas; esta carga de forma amorfa, no esférica, tiene la propiedad de reflejar la luz en todas direcciones, lo cual evita este brillo residual.

Rugosidad (tratamiento de superficie)

Véase Surface profile.

Sagging

Véase Descuelgue.

SB (BD)

Siglas correspondientes a las pinturas solubles en disolvente Solvent borne. Base disolvente.

Separación de fases en pinturas acuosas.

Al fenómeno de separación de agua en superficie se lo conoce con el nombre de Sinéresis. Esta se produce en pintura de muy alto PVC. Puede reducirse el problema o incluso eliminarlo mediante un cambio en los agentes reológicos. Los espesantes asociativos, especialmente los de PU, mejoran este problema.

Sheen

Superficie aceitosa (pinturas epoxi)

Expresión inglesa que se puede traducir por rebrillo. Véase Rebrillo. Cuando en la superficie seca de acabado epoxi se aprecia una capa aceitosa se debe a que parte del catalizador ha exudado a la superficie, puede deberse a un exceso de este o simplemente a las condiciones de aplicación. Esta capa aceitosa debe ser eliminada para poder aplicar una segunda capa de pintura ya que de lo contrario podrían aparecer problemas de adherencia. La eliminación se hace por limpieza con un disolvente apropiado, por ejemplo, xileno/butanol, y un posterior lavado con agua limpia.

Surface profile (tratamiento de Se indica en distintas normas de tratamientos de susuperficie) perficie. Se refiere a la intensidad de chorreado de arena indicado mediante la diferencia de alturas de los valles y picos del chorreado. Se indica en micras o mils, según las normas sean europeas o americanas.

362

PINTURASYRECUBRIMIENTOS

Pregunta

Respuesta

Temperatura de rocío

Temperatura a la cual, en función de la humedad relativa del aire, se produce condensación en el sustrato.

Tiempo abierto

Véase Bordes húmedos.

Tiempo de inducción

En pinturas epoxi con disolvente se precisa un tiempo determinado para que una vez efectuada la mezcla se inicie la reacción a este tiempo que generalmente es de unos 20 minutos. Se le llama tiempo de inducción y es recomendable respetarlo antes de iniciar la aplicación. Cuando se trabaja con aductos de amina no es necesario respetar este tiempo ya que el propio aducto ya ha efectuado el inicio de la reacción.

Tiempo útil de mezcla ( life)

Pot- Llamado también pot-life, es el tiempo después de la mezcla de los dos componentes durante el cual la mezcla puede aplicarse en condiciones correctas. Después de este tiempo la película formada puede ser defectuosa por diversas causas. En pinturas con disolvente elpot-life es del orden de las 6-8 horas, mientras que en pinturas sin disolvente normalmente no es superior a los 30 minutos.

UPVCC o CCPV máximo (úl- El PVCC aumenta conforme se aumenta el nivel de timo)

dispersión del sistema pigmentario hasta un punto en que permanece constante. A este punto de le llama UPVCC ( Ultimate Pigment Volume Critical Concentration).

Viscosidad (aumento de) en pinturas acuosas

En las pinturas plásticas los aumentos de viscosidad se deben a varios motivos: a) El sistema pigmentario no se ha humectado debidamente durante el proceso de fabricación, falta un humectante. b) Se ha producido una desestabilización de la resina, esta puede ser por falta de resistencia a la cizalla o por falta de resistencia a los electrolitos. En el primer caso se debe añadir un tensoactivo no iónico o cambiar de resina, en el segundo caso la utilización de un polifosfato en cantidades suficientes soluciona el problema. c) Si el pH de la pintura es inferior a 8 puede haber un desarrollo posterior tanto en los espesantes celulósicos como en los poliacrílicos. En pinturas a base de resinas hidrosolubles: a) Debe verificarse el tipo de pigmentos que intervienen en la formulación, especialmente los de tipo reactivo. b) Debe controlarse la humectación de los pigmentos ya que estas resinas tienen una capacidad mojante inferior a sus homónimas con disolvente.

ANEXO 3. PREGUNTAS MÁS FRECUENTES

Pregunta

363

Respuesta

Viscosidad (pérdida de) en pin- Las pérdidas de viscosidades en las pinturas acuosas de turas acuosas deben generalmente a una contaminación bacteriana que degrada los ésteres de celulosa. Debe verificarse el nivel de bactericida en fórmula. Debe asimismo verificarse el srcen de la contaminación; esta por norma general proviene del agua de fabricación o incluso de la propia resina utilizada. VOC

Productos orgánicos volátiles que durante el proceso de secado pasan de la pintura a la atmósfera: disolventes, monómeros libres, etc.

w/w ( Wheigt/wheigt)

Se indica cuando se refiere a porcentaje en peso sobre peso total de algún producto.

WB (BA)

Siglas correspondientes a water borne (base acuosa).

WFT

Siglas anglosajonas para espesor húmedo del film.

ÍNDICE ALFABÉTICO

Absorción de aceite (cargas), 27 Absorción de aceite (pigmentos), 18 Absorción de agua (polímeros), 45 Acabados epoxi diluibles con agua, 330 Epoxi, base Acuosa, 288 Epoxi, base disolvente, 289 Acabados madera, fondos y selladoras, 348 Acabados madera, mueble de calidad, 350 Poliuretano, 348 Sillas y mueble restauración, 348 Tintes para lacas, 349 Lacas pigmentadas, 350 Aceites protectores, «Aceite de Teka», 318 Adherencia, ensayo, 184 Aditivos, 97 Otros, 130 Generalidades, 97 Agentes de superficie, 124 Aditivos, 127 Agentes reológicos orgánicos, 120 Elección, 140 Agua, 88 Alcoholes y Glicoles, 89 Alquitranes, 83 Aluminio y metales ligeros, preparación de superficies, 253 Amarillos de cromo, 13 365

Amarillos y Rojos inorgánicos, 13 Antiespumantes, 107 Composición, 109 Ensayos para la elección del, 110 Incorporación del antiespumante al medio, 110 Solubilidad y efectos secundarios, 109 Eliminación de la espuma, 107 Antigraffitis, 333 Temporales, 333 Permanentes, 333 de silicona, 334 Antipiel, agentes, 129 Antisedimentantes, 121 Aplicación a Pistola, 340 por Inmersión, 341 Control de calidad, 165 Otros métodos, 341 Aplicaciones de los poliuretanos, 66 Arenas de mármol y sílice, 25 Azules y Violetas de ultramar, 12 Bactericidas, 122 Bactericidas, Fungicidas, Alguicidas e Insecticidas, 121 Barnices, 314 de Poliuretano, 314 de Protección, 337 para Exteriores, 313 para Interiores, 312

366

PINTURASYRECUBRIMIENTOS

Interiores, alquídicos con disolvente, 312 Interiores, alquídicos en base acuosa, 313 Interiores, sistemas híbridos, 313 para Metales, 315 para Yates, 314 Sintéticos, 314 Barnices y lasures, 312 Lasures y protectores de madera, 311 Bentonitas, 115 Adición al medio, 117 Sistemas acuosos, 117 Sistemas con disolvente, 116 Bióxido de titánio, 9 Blancura (cargas), 27 Brillo y Velo, 169 Calculo de distintos parámetros a partir de la formula teórica, 150 Caolín, 23 Carácter iónico (polímeros), 43 Características de los poliisocianatos, 65 Carbonato cálcico, 21 Cargas (Fillers), 20 Características, 26 Comparación, 26 Otras, 25 Caucho ciclado, 79 Caucho Clorado, 72 Solubilidad y compatibilidad, 74 Aplicaciones, 75 Descripción , 72 Propiedades, 74 Tipos comerciales, 73 Cemento y Hormigón, preparación de superficies, 250 Ceras y Sílices, 129 Cetonas, 90 Cizalla ratio (Shear Rate), 136 Cizalla tensión (Shear stress), 136 Clasificación (Pinturas), 5 Clorocaucho/resina alquídica, pinturas de tráfico, 278 CNO contenido en, 65 Coalescentes, 36, 94 Color, Resinas, 55 y Color index (C.I), 16

Control de calidad, 173 Control visual, 173 mediante un Espectrofotómetro, 174 Componentes (Pinturas), 4 Consolidantes, 264 en base acuosa, 264 en base disolvente, 265 Control de calidad y Ensayos de diseño, 161 Hojas de, 197 Convertidores de óxido, 334 base Acuosa, 334 base Disolvente, 335 Copas consistométricas, 163 Copolímeros acrílicos, 41 VeoVa o Acetato de vinilo - Ácido Versático, 40 Estireno-Acrílicos, 41 Vinil-Acrílicos, 39 Vinil-Olefínicos, 40 COV o VOC, Compuestos orgánicos volátiles, 157 Defectos de superficie, 124 Definición y Componentes, 3 Demanda de dispersante, 105 Densidad, control de calidad, 164 Desmodur HL, 63 Desmodur IL, 62 Desmodur L, 62 Desmodur N, 63 Diluyentes reactivos, 69 Diseños, 237 Proceso y fabricación: casos generales, 201 Comentarios al margen, 236 Esmalte Sintético, 211 Laca de poliuretano Satinada para madera, 226 Masilla Sintética, 232 Paso de Laboratorio a fabrica, 236 Pintura Epoxi para la protección de Suelos, 218 Pintura plástica para exteriores, 202 Disolventes, 85 Clorados, 91 Mezclas, 86 Características, 91 Clasificación, 88

ÍNDICEALFABÉTICO

Dispersantes y humectantes, 98 Aplicaciones, 105 Composición, 101 Mecanismos de actuación, 100 Dispersión (utillaje), 202 Dolomita, 22 Dureza, 185 al Lápiz, 186 Buchholz, 186 Persoz y Köning, 187 Embutición, resistencia a, 191 Endurecedores para resinas epoxi, 71 Ensayos de control de calidad, 162 Ensayos de diseño o formulación, 180 Envases productos alimenticios, 346 Equivalente epoxi o Masa molecular, 69 Esmaltes y acabados, 319 «High Solids», 323 al Agua, 319 de Acabado, 344 de Aplicación directa sobre óxido, 326 de Poliuretano, 330 de Poliuretano para protección anticorrosiva, 330 de Secado al horno, 345 de Secado rápido, 328 Epoxi, 329 Acabados con disolvente, 329 Acabados sin disolvente, 329 Laca y Barnices Laca, 324 Martelé, 328 Metalizados, 324 de secado al aire, 325 secados al horno, 325 Decoración, 330 Poliuretanados, 323 Sintéticos, 321 Sintéticos «Low VOC», 322 Alquídicas modificadas con resinas de polisacáridos, 323 sistemas Híbridos, 323 Espesantes y agentes reológicos, 111 Celulósicos, 113 de Poliuretano (HEUR), 118 Características, 119 Poliacrílicos (ASE), 120 Estabilidad al pH (polímeros), 44 Estabilidad en el envase, 179

367

Estequiometría, 153 Esteres de epoxi, 81 Éteres y Esteres, 89 Exposición a la Intemperie, 195 Fabricación, 5, 201 Finura de molido, control de calidad, 162 Finura o Grado de molido, 104 Flexibilidad, 189 Fluidez valor, (Yeld value), 137 Fondos Nitrocelulósicos y de Poliuretano, 310 Formulación, 201 Fungicidas y Alguicidas, 123 Hexametildiisocianato HDI, 63 HIDRO PLIOLITE ®, 259 Hidrocarburos alifáticos, 90 Hidrocarburos aromáticos, 90 Hidrocarburos desaromatizados, 90 Hidrofugantes, 336 Hierro, preparación de superficies, 251 Hojas de características técnicas (alquídicas), 54 Homopolímeros de Acetato de vinilo, 39 Humectantes, 101 Ideas para el inicio de la formulación, anexo 2, 255 Impacto, resistencia a, 192 Impermeabilizantes, 281 Impermeabilización de terrazas, 281 Polímeros termoplásticos, 281 sistemas Poliuretano, 282 sistemas acuosos, 281 sistemas con disolvente, 282 Imprimaciones, 297 a base de polímeros en emulsión, 298 de Secado rápido, 301 Económicas, 302 Epoxi, 304 Fosfocromatantes, 308 Multiuso, 303 para Metales, 297 Resistentes al fuego M-1, 303 Ricas en Zinc, 305 Epoxi, 306 Silicatos, 306 para acabados a base de pinturas alcídicas, 306 Sintéticas anticorrosivas, 301

368

PINTURASYRECUBRIMIENTOS

Sintéticas STD, 299 Sintéticas, 299 Ligantes en sistemas con disolventes orgánicos, 300 Ligantes para sistemas acuosos, 300 Sistemas pigmentarios, 301 Índice de Acidez, 55 Índice de refracción (cargas), 27 Índice de refracción (pigmentos), 17 Insecticidas, 123 Isocianatos, 61 Lasures, 315 Mates, 316 Satinados, 317 Lavabilidad y Abrasión, 182 Línea blanca, 346 Litopón, 11 Madera, preparación de superficies, 250 Maquinaria Agrícola, 344 Masillas para paredes, 272 base acuosa, 272 base disolvente, 273 Mateantes, aditivos, 129 Materia sólida en volumen y peso, 149 Materia sólida, 44, 55 Medición del espesor de película, 180 Métodos de aplicación, industrial, 340 Métodos de secado, 342 Mica, 24 Molienda (Utillaje), 211 Morteros epoxi de espesor >0,7 cm, 296 Muebles metálicos, 345 Mezcladoras, utillaje, 232 Naranjas y rojos de molibdeno, 13 Negros de humo, 13 Niebla Salina, resistencia a, 195 Oxidantes para hierro, 336 Oxido de cromo verde, 12 Óxido de Zinc, 10 Óxidos de Hierro, 11 Micáceos y oligistos micáceo, 12 Pardos, 12 Pastas para dibujar, 273 Peso especifico, 19 Pigmentos (Pigments), 9 Características, 16 Dispersiones, 14 Anticorrosivos, 15

de Cadmio, 13 Inorgánicos, 9 Metálicos, 16 Orgánicos, 13 Otros, 14 Pastas de molturación, 212 Pintura Industrial, 339 Pintura Industrial, ¿Cómo empezar?, 343 Pinturas, al PLIOLITE® y PLIOWAY® para exteriores, 262 al Silicato para exteriores, 259 Antimanchas, 271 Aluminio y Cobre, 325 de efecto Forja, 326 de efecto Pavonado, 328 para Señalización horizontal, 276 base acuosa, 276 base disolvente, 277 Epoxi de capa gruesa (>400 micras), 294 Manualidades y artistas, 331 sistemas acuosos, 331 sistemas disolvente, 332 Piscinas, 274 base acuosa, 274 base disolvente, 275 para Suelos; Madera, cemento, hormigón, etc., 280 Plásticas, para Interiores, 265 «Una sola Capa», 269 Antiinsectos, 269 con Efectos, 269 Mates, 266 Paredes, 267 Satinadas, 270 Techos, 266 para Exteriores, 256 Pinturas100% sólidos, para aplicación en capa gruesa, 280 Pinturas PLIOWAY® para interiores en base disolvente, 271 Pistas deportivas y suelos de parquet, 283 Plastificantes, 75, 94 Poder cubriente u opacidad, control de calidad, 171

ÍNDICEALFABÉTICO

Poder de Cubrición (Hidding power), 17 Poder opacificante (Cargas), 27 Poder Tintóreo (Tinting Strength), 17 Poliisocianatos dilución, 65 Poliisocianatos otros, 64 Poliisocianatos, otros componentes de reacción, 65 Polímeros en emulsión, 32 Características generales, 42 Clasificación y Descripción, 38 Cloruro de Vinildeno, 42 Mecanismo de formación del film, Coalescencia, 35 Temperatura Mínima de Formación de Film, 35 Polímeros termoplásticos, pinturas de tráfico, 277 Polioles, 60 Poliuretanos, 60 Estequiometría, 154 de un componente, 65 Polivinil butiral, 80 Pot-Life, determinación de, 179 Preguntas frecuentes, 353 Preparación de superficies, anexo 1, 249 Productos de dos componentes, control de calidad, 179 Productos diversos, 331 Protectores de madera, 311 Proveedores Resinas amínicas, 60 Proveedores Bactericidas, fungicidas, alguicidas, 124 Proveedores Antiespumantes, 111 Proveedores Cargas, 29 Proveedores Isocianatos, 66 Proveedores Pigmentos, 19 Proveedores Dispersantes y humectantes, 106 Proveedores Polímeros, 48 Proveedores Resinas alquídicas, 56 Proveedores Resinas epoxi, 72 PVC (Concentración de Pigmento en volumen), 141 PVCC (Concentración Crítica de Pigmento en Volumen), 143 PVCC, determinación, 143 Método de la Gilsonita, 145 Método de la tensión de secado, 144

369

Método matemático de determinación, 146 QUV, 197 Ratio de evaporación, 86 Ratios, 141 Reacción con aminas primarias y secundarias (Epoxi), 67 Reacción con aminas terciarias (Epoxi), 68 Reacción con los Anhídridos de acido (Epoxi), 68 Recubrimientos Epoxi Autonivelantes, 295 Recubrimientos exterior envases, 347 Recubrimientos interior envases, 347 Reductores de dureza del agua, 98 Relación pigmento / ligante, 148 Relaciones entre pigmentos y resinas, 141 Reología, 135 Repintado de automóviles, 351 Masillas, 351 Pinturas de retoques, 352 Resinas Acrílicas, 56 Hidroxiladas para sistemas de dos componentes, 58 Termoendurecibles, 57 Termoplásticas, 56 Resinas Alquídicas, 48 Características, 54 Copolimerizadas con Estireno o Vinil-tolueno, 53 Cortas en aceite, 51 Largas en aceite, 50 Medias en aceite, 51 Modificadas con Uretano, 53 Tixotrópicas, 52 Resinas, Amínicas, 58 Benzoguanamina, 59 Melamina-formaldehído, 59 Urea-formaldehído, 59 Pliolite, 80 Polisacáridos, 81 Silicona, 75 Características, 77 Descripción, 75 Aplicaciones, 77

370

PINTURASYRECUBRIMIENTOS

Resinas Duras, 82 Cetónicas, 83 Hidrocarburos, 83 Fenólicas, 82 Maléicas, 82 Resinas duras como modificantes de las resinas alquídicas, 54 Resinas Epoxi, 66 Estequiometría, 155 Líquidas, 70 Sólidas, 69 Resinas otras, 79 Resinas Vinílicas, 80 Resistencia a la abrasión, ensayo, 184 Resistencia a la cizalla (polímeros), 43 Resistencia a los electrolítos (polímeros), 43 Resistencias a la luz, al exterior y resistencias químicas, 18 Resistencias químicas, 193 Restauración de monumentos y piedra antigua, 264 Secado a temperatura ambiente, 342 Secado al horno o por aportación de calor, 343 Secado, control de calidad, 176 Secantes y Consevantes de secado, 127 Selladoras para madera, 309 Selladoras y fondos, 309 «Shear Rate», importancia, 137 Shop-Primers o imprimaciones de taller, 307 Silicatos, 77 de Etilo, 78 Potásico, 78 Aplicaciones, 78 Descripción, 77 Sílice diatomeas, 25 Sistemas tintométricos, 337 Implantación completa, 339 Implantación simple, 338 Strippers o Quitapinturas, 335 Suelos de madera, 283 Alquídicas y Aceites Uretanados base disolvente, 284 Polímeros de Poliuretano en emulsión en base acuosa, 283 Poliuretanos de 1C y 2C en base disolvente, 286

Poliuretanos de 2C en base acuosa, 284 Sistemas catalizados por ácido en base disolvente, 285 Suelos de tráfico intenso y rueda dura, 291 Suelos industriales de trafico ligero y rueda blanda, 287 Acabado en base Epoxi, 288 Alquídicas modificadas en base acuosa o disolvente, 287 Polímeros en emulsión base acuosa, 287 Poliuretanos base acuosa, 290 Poliuretanos base disolvente, 290 Poliuretanos en base acuosa o disolvente, 290 Suelos, Capas de anclaje o adherencia, 293 Suelos, Condiciones de aplicación, 292 Suelos, Preparación de superficies, 291 Sulfato Cálcico, 22 Sulfato de Bario, 22 Tack-Blockig-Pegajosidad (polímeros), 47 Talco, 24 Tamaño de partícula (polímeros), 45 Tamaño de partícula y curva granulométrica, 27 Tapones corona, 348 TDI / HDI, 63 Temperatura de transición vítrea, 42 Tensión superficial, 99 Terpolímeros de Acetato de vinilo - Cloruro de vinilo - Etileno, 42 Terpolímeros de acetato de vinilo - Acrilato de butilo - Veova, 42 Toluendiisocianato TDI, 62 Utillaje para maquinaria, 344 Velo, control de calidad, 170 Viscosidad, 137 Viscosidad (polímeros), 44 Viscosidad (resinas), 55 Viscosidad y reología, 111 Viscosidad, control de calidad, 162 Wash-Primers, 308 Wollastonita, 25 Yeso, preparación de superficies, 249

NOTAS

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