Taller de Fabricacion de Pinturas

UNIVERSIDAD SENOR DE SIPAN  SIPAN 

FACULTAD FACULTAD DE INGENIER INGENIERIA IA  ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERIA INGENIERIA ECONOMICA

CURSO: PROCESOS PRODUCTIVOS  PRODUCTIVOS  GUIA DE PRÁCTICA DE LABORATORIO No. 2

FABRICACION DE PINTURAS OBJETIVOS Elaborar productos de recubrimiento de superficies, utilizando procedimientos a nivel de pequeña escala, e identificar y aplicar, con criterio técnico, los principales insumos a utilizar. Describir en forma clara cada una de las actividades a realizar para la producción de Pintura al Agua con base a las especificaciones técnicas establecidas por las !P, detallando el orden de las actividades, el equipo a utilizar, materia prima, que permita al estudiante contar con una "erramienta de consulta técnica. Determinar el rendimiento productivo y la utilidad utili dad económica del producto.

 PRIMERA PARTE: PARTE: FUNDAMENTO TEORICO TEORICO 1.1. INTRODUCCION: La pintura es uno de los materiales indispensables en la industria de la construcción y manufacturera, se utiliza para lograr preservar de los ataques comunes por el clima, mejorar la apariencia y textura de los diferentes acabados arquitectónicos, estructura metálicas o cualquier supercie a la que se quiera lograr l ograr su apariencia.

#a industria de recubrimiento de superficies elabora una amplia gama de productos, entre los que destacan las  pinturas al agua, barnices, lacas y esmaltes. #as pinturas con color para la industria de la construcción "acen que las obras de arquitectura tanto en el e$terior como en el interior , provoquen que una construcción cambie de aspecto con el simple "ec"o de aplicar   pintura para cambiar el tono de la luz ya sea natural o artificial, con tonos c%lidos o fr&os. #as pinturas son productos destinados a cubrir las superficies con vistas a su protección y decoración.

1.2. 1.2. DEFI DEFINI NICI CION ON:: 'on mezclas l&quidas, generalmente coloreadas, que, aplicadas por e$tensión, pulverización o inmersión, forman una capa o pel&cula opaca opaca en la superficie superficie de los materiales materiales de construcción, construcción, a los cuales protege protege y decora.  ormalmente suelen tener un acabado brillante, satinado o mate. mate. 1.3. 1.3. COMPON COMPONENT ENTES ES DE LAS LAS PINTUR PINTURAS AS #as pinturas est%n constituidas por un pigmento sólido y el aglutinante o ve"&culo l&quido, formando ambos una dispersión. (eneralmente los materiales o componentes utilizados en la elaboración de pinturas pueden agruparse en ) categor&as* Pigmentos. +argas. Aglutinantes. 'olventes. Aditivos menores •

1.3.1.

LOS PIGMENTOS.Son cuerpos sólidos, finamente pulverizados - ó /0 de las part&culas debe ser inferior a /12, insolubles por  si solos en el medio liquido de la pintura aglutinante o ve"&culo2, sirven para darle color y opacidad a la pintura.

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De la elección y de la cantidad empleada en la fórmula, dependen dos propiedades muy importantes en las  pinturas* su poder cubriente y su resistencia a la luz del sol. Sus func!n"s s!n: 'uministrar color, Proteger la pel&cula de los rayos ultravioleta, Dar resistencia a la pel&cula y proporcionar una apariencia estética3 +ontribuir a las propiedades anticorrosivas del producto y darle estabilidad frente a diferentes condiciones ambientales y agentes qu&micos. L!s #$%"n&!s '"("n #!s"") *+s s$u"n&"s #)!#"'+'"s: 4pacidad y buen poder de recubrimiento 5umectabilidad por aceite 'er qu&micamente inertes. Permanencia o resistencia a la luz 'er de ba6a o nula to$icidad +osto razonable • • • •

• • • • • •

TIPOS DE PIGMENTOS: Entre los pigmentos m%s utilizados en la fabricación de pinturas se encuentran variados compuestos de origen org%nico vegetales o animales2 o inorg%nicos minerales y sintéticos. #os primeros son cada vez menos usados ante el predominio de los pigmentos inorg%nicos. Algunos de los pigmentos utilizados en pintura son productos naturales* ocres y "ierro mic%ceo ó$idos de "ierro2, blanco de baritasulfato de bario2, pero la mayor parte son obtenidos industrialmente. 1.3.2.

LAS CARGAS: 'on productos en polvo, normalmente procedentes de la molturación de rocas naturales, que no dan por si mismas color ni opacidad, pero que contribuyen a darle cuerpo a la pintura, adem%s de contribuir  sustancialmente a conseguir otras caracter&sticas. 'on materiales que cumplen las siguientes funciones* E$tender el pigmento, •

•

+ontribuir con efecto de relleno,

•

Disminuir el costo del pigmento,

•

Aumentar su resistencia mec%nica

•

7e6ora su consistencia nivelación y depositación.

Entre estos materiales se encuentran sustancia de* o o

1.3.3.

4rigen mineral* calcita o carbonato de calcio, baritas, tizas, caolines, s&lice, micas, talco, etc. 4rigen sintético* creta, caolines tratados y sulfato de bario precipitado.

AGLUTINANTES ! f!)%+'!) '" *+ #"*,cu*+ El aglutinante o ve"&culo fi6o o ligante son sustancias de naturaleza org%nica resina o pol&mero2 que llevan en suspensión los pigmentos y, que una vez secos, mantienen unidas las part&culas de color entre si y con la superficie sobre la que se aplica la pintura, impidiendo que se desprenda.  'e pueden utilizar en forma sólida, disueltos o dispersos en solventes org%nicos vol%tiles, en solución acuosa o emulsionados en agua. Estas sustancias comprenden el almidón, los aceites secantes, resinas naturales y resinas sintéticas. Estas ultimas son las m%s utilizadas de las cuales tenemos* las resinas alquidicas, acr&licas, fenolicas, vin&licas, epó$icas, de cauc"o clorado, de nitrocelulosa, de acetato de polivinilo, de poliuretano y de silicona. De todas estas la primera es la m%s utilizada. !ambién se utilizan resinas de brea de "ulla o de petróleo E$isten pinturas mi$tas con varias resinas o con mezclas de resinas y aceites secantes

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De acuerdo a la resina empleada, las pintura pueden ser* acr&licas, vin&licas, vinil acr&licas, de clorocauc"o, de  poliuretano, etc.

1.3..

LOS SOLVENTES #os solventes o ve"&culos vol%tiles son sustancias liquidas que dan a las pinturas el estado de fluidez necesario  para su aplicación, evapor%ndose una vez aplicada la pintura. !ienen como 9nica misión mantener la pintura en estado l&quido durante su fabricación, al macena6e, transporte y aplicación. 'on importantes en cualquiera de estas fases, pero especialmente nos interesan durante la aplicación,  pues son imprescindibles para que la pintura sea suficientemente l&quida y penetre en los poros de las superficies, para que se adapte a la forma y contorno de los ob6etos a pintar, y para que se aplique adecuadamente seg9n el método escogido. 'on también imprescindibles para poner en su punto óptimo la viscosidad de las pinturas de acuerdo con el método y las circunstancias atmosféricas del momento de la aplicación.

Ds!*"n&"s / '*u/"n&"s Ds!*"n&"s.: 'e acostumbra a llamar a los productos qu&micos l&quidos que utiliza el fabricante para dispersar  o disolver los componentes de mayor densidad, durante el proceso de fabricación y forman parte de la pintura tal como se presenta en el envase. D*u/"n&"s.- 'e acostumbra a llamar a los mismos productos qu&micos o sus mezclas, que se añaden a la  pintura durante el proceso de aplicación para a6ustar la viscosidad, provocando una reducción de su contenido de sólidos. !ambién se utiliza para la limpieza de 9tiles de aplicación, y para limpiar y desengrasar las superficies met%licas antes de aplicar la imprimación. TIPOS DE DISOLVENTES EL AGUA: El agua es el principal ingrediente de la fase continua de la mayor&a de las emulsiones de pinturas, e6emplo* pinturas al temple, pinturas pl%sticas, pinturas a la cal, al cemento o silicato, algunos tipos de pinturas epo$i, esmaltes acr&licos, etc. 'e utiliza sola o mezclada con alco"oles o éter:alco"oles para disolver resina o materias colorantes. AGUARR0S VEGETAL O ESENCIA DE TREMENTINA . 'e denomina as& a un l&quido vol%til e incoloro que se saca destilando de la resina de los pinos. 'u composición var&a seg9n la especie de pino del que se e$traiga la resina. 'e utiliza como materia prima y disolvente de todo tipo de pinturas al aceite, esmaltes grasos y sintéticos y pinturas de aluminio. AGUARR0S MINERAL; 'on destilados procedentes de la destilación del petróleo, normalmente son suministrados como mezclas por la dificultad de separar los compuestos individuales. Es un "idrocarburo alif%tico l&quido con un poder de disolución no muy fuerte, pero suficiente para las resinas alc&dicas que son la  base de los esmaltes sintéticos. Es m%s barato que el aguarr%s vegetal y es el mas utilizado 1.3. LOS ADITIVOS MENORES 'on sustancias añadidas en pequeñas dosis que oscilan entre el ./0 y el )0 para desempeñar funciones espec&ficas, que no cumplen los ingredientes principales. Entre los m%s utilizados se encuentran* Espesantes, dispersantes, antiespumante, coagulantes, preservantes. DISPERSIN DE LOS PIGMENTOS EN LA PINTURA.- El pigmento se suele suministrar en forma de  polvo finamente3 el tamaño de los granos debe ser del orden de cinco centésimas de mil&metro Estas part&culas se deben dispersar unas de otras de forma que queden uniformemente distribuidas en toda la pintura como una suspensión coloidal. Para que tenga la m%$ima estabilidad en disolventes org%nicos la part&cula deber&a estar  completamente mo6ada con el barniz.

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#a dispersión se consigue normalmente en un molino, que es una m%quina donde los aglomerados son sometidos a fuerzas de corte y rozamiento. 'e utilizan distintos tipos de molinos dependiendo de las dificultades que  presenten las part&culas para su dispersión* Dispersor de alta velocidad, 7olino de bolas, 7olino de arena, 7olino de rodillos.

COMBINACIN DE COLORES.MATI4ADOS5.-  ormalmente el color de una pintura se prepara de acuerdo con un patrón, tiene que ser e$actamente igual al color de fabricación anterior, si el color no es e$actamente el buscado se a6usta por adición de soluciones de colores o por dispersiones concentradas de  pigmentos. En las grandes f%bricas de pintura se consigue un nuevo color con la ayuda de espectrofotómetros o color&metros y ordenadores. El nuevo color se puede medir en el color&metro y e$presarlo como una serie de valores numéricos.

  1.. CLASES DE PINTURAS #as pinturas se clasifican en* : Por el color y naturaleza de los pigmentos en* blanco de cinc, azul cobalto, etc. : Por el ve"&culo en pinturas* de agua, cola, aceite. : Por el papel que desempeñan* decorativas, antio$idantes, ignifugas, lavables, etc.

1..1. PINTURAS BASADAS EN AGUA 'e les llama com9nmente como pinturas l%te$, vin&licas, o acr&licas, mientras que las basadas en aceite son las alquidicas, de poliuretano o barnices. PINTURAS LATE6.- 'on una suspensión de resinas acr&licas o polivinilicas "ec"as a base de agua, con otras resinas, mas agentes colorantes o cubridores y diluyentes que se secan por evaporación. Es durable, f%cil de aplicar, y se limpia con 6abón y agua, y ésta "a reemplazado a las pinturas "ec"as a base de aceite "ec"as a base de solventes2, por lo cual es el producto de pintura m%s frecuentemente usado en el mercado. Aunque la pintura "ec"a a base de agua l%te$2 es menos dañina al medio ambiente y a su salud que la pintura "ec"a a base de aceite, sus ingredientes son peligrosos. Es por eso que ésta debe mane6arse como un material peligroso. 1..2 PINTURAS AL ACEITE 'on pinturas cuyo aglutinante esta constituido por un aceite secante como por e6emplo el de linaza, utilizados en su estado natural crudos2 o sometidos a alg9n tratamiento para conseguir m%s cuerpo y m%s brillo, el cual, por la acción del o$igeno del aire, se transforma poco a poco en una masa sólida m%s o menos dura. !oda pintura al aceite, se compone en primer término del colorante, del ve"&culo o ve"&culos que mantienen en suspensión el color y que al secarse por contacto con el aire, en parte se evaporan y en parte se resinifican como el aceite secante de linaza2, y endurecen 6unto con el color, y por 9ltimo el solvente, que es por lo general una sustancia vol%til como el aguarr%s cuya misión es facilitar la aplicación de la pintura "aciéndola m%s dócil al  pincel y que luego de cumplida su misión se va por evaporación natural de6ando solamente algunos rastros unidos a los componentes antes citados 1.. FABRICACIN DE PINTURAS 7 SISTEMAS DE ME4CLA. Al describir un proceso de fabricación se puede dar la impresión de que se trata esencialmente de un proceso discontinuo, empezando por los ingredientes y acabando por la pintura, en cambio la descripción de la combinación de color puede dar una idea distinta indicando que e$isten otras posibilidades.

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En las grandes f%bricas, las soluciones se "ar%n y almacenar%n en grandes cantidades, esto es de especial importancia para la fabricación de pinturas industriales, donde éste ser% el 9nico modo de conseguir una gama de colores y lotes que satisfaga los pedidos de los clientes. El concepto de mezcla se "a e$tendido en dos grandes mercados para dar un amplia gama al cliente y por ser el 9nico modo de acceder a la gama de color requerido. 'on el mercado de la pintura decorativa y el mercado de  pinturas de acabado de coc"es, en el que "ay programas de mezcla para una gama de soluciones de colores, que se podr%n utilizar solos o mezclados con cualquier otro color.

1.8. 9IGIENE 7 SEGURIDAD En la preparación de las pinturas se emplea una gran variedad de materiales, y también se producen muc"as reacciones qu&micas tanto en la preparación como en la utilización de las pinturas. #a mayor parte de estos ingredientes son productos qu&micos que pueden entrañar riesgos para la salud. Posibles riesgos* quemaduras corrosivas, irritaciones de la piel y los o6os, irritaciones pulmonares, dermatitis, daños crónicos y acumulativos as& como producir una sensibilización en el individuo. Estos riesgos se pueden prevenir tomando precauciones. Entre las m%s generales son* •

Evitar la e$posición directa a los productos qu&micos.

•

'e deben evitar posibles fuentes de ignición cuando se mane6en materiales inflamables.

•

'e deben controlar los métodos de mezcla, ya que el polvo de ciertas sustancias puede formar mezclas e$plosivas en el aire.

•

+ontrolar el ambiente en las naves de traba6o, para traba6ar en condiciones de buena ventilación.

•

=tilizar ropa de protección.

•

#avarse antes de comer o beber.

Para los productos cancer&genos, "ay que tomar medidas de protección muy estrictas, aunque no es normal que se encuentren entre los componentes de las pinturas. Durante la aplicación de las pinturas, también "ay que seguir una serie de medidas de seguridad* •

•

•

Disponer de un sistema de e$tracción de aire. #as operaciones con spray tienen que ser realizadas en cabinas donde se trate el aire contaminado y las gotitas en e$ceso. Para algunos materiales, como isocianatos, los operarios deben llevar mascarillas.

El ambiente que se respira dentro de las f%bricas tiene que cumplir con las regulaciones en cuanto a las emisiones de vapores, presencia de polvo, l&quidos y residuos sólidos, para lo que se deben "acer controles  periódicos. Para muc"as sustancias, se "an fi6ado niveles m%$imos de e$posición permitida en el lugar de traba6o, en incluso para algunas de ellas se e$ige legalmente que los operadores pasen controles sanitarios.

)

#a legislación de algunos pa&ses europeos requiere que todas las sustancias peligrosas, ya sean pinturas o componentes de las mismas, deben estar debidamente etiquetadas cuando se suministran o se transportan, as& como incluir frases sobre medidas de seguridad indicando las precauciones que se deben tomar. #as pinturas se deben suministrar con las instrucciones necesarias para su utilización sin problemas de seguridad e "igiene. !ambién es recomendable almacenar separadamente las pinturas y los disolventes. Por 9ltimo, los usuarios deben disponer de "o6as con datos sobre la seguridad de los materiales, incluyendo información sobre la composición y propiedades de los mismos. 'e necesita indicar la identificación del  producto y de la compañ&a que lo suministra 3 composición o información sobre los ingredientes 3 identificación de los peligros 3 primeros au$ilios recomendados 3 medidas de protección contra incendios 3 medidas contra escapes accidentales 3 mane6o y almacenamiento 3protección personal 3 propiedades f&sicas y qu&micas 3 información ecológica y to$icológica 3 información sobre el transporte y eliminación de los residuos.

 SEGUNDA PARTE: DESARROLLO EXPERIMENTAL DE LA PRÁCTICA 2.1. REUERIMIENTOS DE EUIPOS 7 MATERIALES +ocina a gas. >alanza c"ica para / ?g. !ermómetro @arras medidoras. asos de precipitación. 7aterial de vidrio para medir l&quidos +acerolas de acero ino$idable. Paletas o agitadores de madera o acero Esp%tula de metal. Embudo. Envases. Equipo de mezclado. 'elladora de bolsas • • • • •

2.2. PRODUCTOS A ELABORAR  2.2.1. PINTURAS AL AGUA 4btención de pinturas basadas en agua, a pequeña escala, por simple mezcla de los productos que componen su formula. I.  PINTURA IMPRIMANTE: (PINTURA DE BOLSA) A.- FORMULACIN INSUMO /. A(=A 8. !BCA ;. 5ABA . CALCULO DE RENTABILIDAD (#%$#$%r 5%r% #%'% 5ro'#-o) +antidad producida +P2* •

CP=2.365 L

•

=nidad olumen2L=* UV = 1 L

•

=nidades producidas =PL+PJ=2* UP =

2.365 L 1 L

UP = 2.365

•

+osto total producción +!2*

I

CT = S / .

•

+osto =nitario +=L+!J=P2* CU =

S / .5.80

2.365

CU = S / .

•

).I

8.