LIBRO RESINAS final (PINTURAS).pdf

RESINAS “ULTRACRYL”

UNA MIRADA TÉCNICA A LA L A FABRICACIÓN DE PINTURAS ARQUITECTÓNICAS BASE AGUA

Hernán Gabriel Argüello Olarte

La Estrella, 2006

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TABLA DE CONTENIDO AGRADECIMIENTOS..................................................................... ............................................................................................. .............................. ...... X EDITORIAL ............................................... ........................................................................ ................................................... .......................................... ................ XI INTRODUCCIÓN .................................................. ............................................................................ ................................................... ............................ ... XII NOTA ACLARATORIA ...................................... ............................................................... ................................................. ............................... ....... XIII GENERALIDADES ............................................... ......................................................................... ................................................... ............................... ...... 1 Importancia de las pinturas .......................... ........................................ ............................ ............................ ............................ ............................ ............................ ............................ ................... ..... 1 Protección y decoración con pinturas ............................ .......................................... ............................ ............................ ............................ ............................ .......................... ............ 1 ¿Qué es una pintura? ............................ .......................................... ............................ ............................ ............................ ............................ ........................... ........................... ............................. ............... 2 Clasificación de las pinturas ........................... ........................................ ........................... ............................ ............................ ............................. ............................ ........................... ................. ... 2 Algunos tipos de pinturas comerciales y productos asociados ........................... .......................................... ............................. ..................... ....... 5

Vinilos y pinturas acrílicas ..................................................................................................................

5

Esmaltes ................................................................................................................................................

5

Barnices .................................................................................................................................................

6

Lacas ......................................................................................................................................................

6

Pinturas en polvo .................. ................. .................. ................. .................. ................. .................. ....... 6 Estucos ..................................................................................................................................................

6













































Imprimantes ..........................................................................................................................................

7

Tapaporos .............................................................................................................................................

7

Tintes .....................................................................................................................................................

8

Selladores ..............................................................................................................................................

8

Bases anticorrosivas ................. .................. .................. ................. .................. ................. .................. . 8 Acondicionadores Acondicionadores de metales lisos lisos ................................................................................................... 8 Transformadores de óxido residual ................................................................................................... 9 Removedores de pinturas ...................................................................................................................

9

PINTURAS ARQUITECTÓNICAS BASE AGUA ................................................. ......................................................... ........ 10 Composición de las pinturas arquitectónicas base agua (PABA) ............................ .......................................... ............................ ................. ... 10 Polímeros formadores de película ............................ .......................................... ............................ ............................ ............................ ............................ ............................ ................. ... 10 Pigmentos ........................... ......................................... ............................ ............................ ............................ ............................ ............................ ........................... ............................ ............................. ................... ..... 11

Tamaño de partícula de los pigmentos ...........................................................................................

12

Estructura física o morfología de las partículas de pigmento ..................................................... 16 Pigmentos activos ..............................................................................................................................

17

Pigmentos inactivos o extendedores de pigmento ....................................................................... 21 Aditivos ........................... ......................................... ............................ ............................ ............................ ............................ ............................ ............................ ............................ ............................ ........................ .......... 23

Agentes antiespum antiespumantes antes ..................................................................................................................

24













































Estabilización de la espuma

.......................... ........................................ ............................ ............................ ............................ ............................ ............................ ........................ .......... 25

Selección de los antiespumantes

.......................... ......................................... ............................ ........................... ............................ ............................ ............................ ................ 26

Modificadores de propiedades reológicas (espesantes) ..............................................................

27

Retardante de secado o Cosolvente ............................................................................................... 31 Polimeros Opacificante Opacificantess .................................................................................................... 32 Ventajas y desventajas del uso de polímeros Opacificantes Opacificant es Los Polímeros opacos no deben ser considerados como pigmentos Preservativo o biocida .......................................................................................................................

33 33 34

Dispersante de pigmentos y cargas ................................................................................................ 35 Proceso de dispersión

........................... ......................................... ............................ ............................ ............................ ............................ ............................ ............................ ................... ..... 38

Agente coalescen coalescente te ........................................................................................................................... Selección del coalescente

40

........................... ......................................... ............................ ............................ ............................ ............................ ............................ .......................... ............ 41

GENERALIDADES DE LOS POLÍMEROS EN DISPERSIÓN BASE AGUA UTILIZADOS COMO LIGANTES................................................ ......................................................................... ................................. ........ 42 Proceso de producción - polimerización por adicción en cadena ........................... ......................................... ............................ ................. ... 42 Formación de película de polímeros en dispersión ........................... ......................................... ............................ ............................ ............................ ................ 46 Influencia de la temperatura de transición vítrea sobre las propiedades de la película de ligante 47 Estructura de las partículas .......................... ........................................ ............................ ............................ ............................ ............................ ............................ ............................ ................. ... 50

Tamaño de partícula ..........................................................................................................................

50













































GENERALIDADES SOBRE EL COLOR ............................................ ..................................................................... .........................57 El haz de luz sobre las partículas de pigmento ............................ .......................................... ............................ ............................. ............................ ..................... ........ 57 Descripción del color ............................ .......................................... ............................ ............................ ............................ ............................ ........................... ........................... ........................... ............. 63

PROCESO DE FABRICACIÓN DE PINTURAS ARQUITECTÓNICAS BASE AGUA 65 Formulación .......................... ........................................ ............................ ............................ ............................ ............................ ............................ ............................ ............................ ............................ ................. ... 65 Concentración en volumen del pigmento o “PVC” ........................................................................ 65

Concentración crítica del pigmento en volumen o “CPVC” ......................................................... 66 ¿Cómo calcular el PVC? ...................................................................................................................

68

Volumen de sólidos ................ .................. .................. ................. .................. ................. .................. .. 73 Peso por galón o densidad ...............................................................................................................

75

Proceso productivo ............................ ........................................... ............................ ............................ ............................ ........................... ............................ ............................ ............................ ................ 76

Proceso de producción en planta ....................................................................................................

76

Participación de las diferentes materias primas ............................................................................ 79 ......................................... ................ 82 Alternativas y recomendaciones para el cargue del espesante celulósico ...........................

Equipos ........................... ......................................... ............................ ............................ ............................ ............................ ............................ ............................ ............................ ............................ ........................ .......... 83

MÉTODOS DE ANÁLISIS...................................... ANÁLISIS............................................................... .................................................. ............................. .... 92 Estabilidad real y estabilidad de forma acelerada ............................ .......................................... ............................ ............................ ............................ ................. ... 92 Tiempo de secado ........................... ......................................... ............................ ............................ ............................ ............................ ........................... ........................... ............................. .................... ..... 94















































Entizamiento ........................... .......................................... ............................. ........................... ........................... ............................ ............................ ............................ ............................ ............................ ................ 98 Viscosidad ........................... ......................................... ............................ ............................ ............................ ............................ ............................ ........................... ............................ ............................. ................... ..... 99

Viscosímetro Stormer o de unidades Krebbs (KU) ..................................................................... 100 Viscosímetro Brookfield (centipoises o CPS) .............................................................................. 101 Copas .................................................................................................................................................

104

Capacidad de espesamiento ........................... ........................................ ........................... ............................ ............................ ............................. ............................ .......................... ............. 106 Finura de la dispersión o de la pintura ........................... ......................................... ............................ ............................ ............................ ............................ ...................... ........ 107 Brillo .......................... ........................................ ............................ ............................ ............................ ............................ ............................ ............................ ............................ ............................ ............................ ................ 109 Nivel de espuma ........................... .......................................... ............................ ............................ ............................ ........................... ............................ ............................ ............................ .................... ...... 111 Poder antiespumante y desespumante .......................... ........................................ ............................ ............................ ............................ ............................ ...................... ........ 111 Absorción de agua o aceite .......................... ........................................ ............................ ............................ ............................ ............................ ............................ ............................ ................ 112 Densidad ........................... .......................................... ............................. ........................... ........................... ............................ ............................ ............................ ............................. ............................ ................... ...... 114 Poder tintóreo para pastas y pinturas de colores fuertes (Strenght) .......................... ......................................... ......................... .......... 115 Capacidad de dispersión ........................... ........................................ ........................... ............................ ............................ ............................. ............................. ........................... ................... ...... 117 Solidez o resistencia el agua de una resina o una pintura

119













































Formulaciones vinilo tipo 2 .......................... ........................................ ............................ ............................ ............................ ............................ ............................ ............................ ................ 130 Formulaciones vinilo tipo 3 .......................... ........................................ ............................ ............................ ............................ ............................ ............................ ............................ ................ 132

SISTEMAS DE PRODUCCIÓN ALTERNATIVOS ............................................... ..................................................... ...... 134 Lodos o slurrys ........................... ......................................... ............................ ............................ ............................ ............................ ............................ ............................ ............................ ...................... ........ 134 Sistemas tintométricos ........................... ......................................... ............................ ............................ ............................ ............................ ............................ ............................ ...................... ........ 135

NORMAS TÉCNICAS ................................................ ......................................................................... ................................................ ....................... 139 Norma Técnica Colombiana NTC 1335 (pinturas al agua tipo emulsión) .......................... ......................................... .................. ... 139

CONSIDERACIONES Y ASPECTOS DE SEGURIDAD ............................................ ............................................142 Rombo de Seguridad de la NFPA (National Fire Protection Association) . .................................... .......................................... ...... 142 Generalidades y hojas de seguridad .......................... ......................................... ............................ ........................... ............................ ............................ ........................... ............. 144 Resinas “ULTRACRYL” ..................................................................................................................

144

ias “ULTRAPRINT”................. ................. .................. ................. ............ 144 Dispersiones pigmentar ias

Peligros ........................... ......................................... ............................ ............................ ............................ ............................ ............................ ............................ ............................ ............................ ...................... ........ 145 Primeros auxilios .......................... ......................................... ............................ ............................ ............................ ........................... ............................ ............................ ............................ .................... ...... 145

























































































AGRADECIMIENTOS Indudablemente este trabajo no habría sido posible, sin la participación de toda COLORQUIMICA, su gente, la posibilidad de acceder a las instalaciones de la empresa, equipos y Know How, y al tiempo que se dedicó para dar buen término a esta primera edición. Agradecimientos a: Ingeniero Bernardo Naranjo Aristizábal, quien concibió la idea inicial, y acompañó con sus aportes durante este proyecto. Ingenieros Hugo Martínez Betancur y Gabriel Márquez Velásquez, de quienes tomamos trabajos, resúmenes de su autoría y algunos apuntes salidos de varias tertulias. Ingeniero Mauricio Arroyave Miranda, quien realizó varias lecturas preliminares analizando el contenido técnico y el general, haciendo comentarios y aportes valiosos. Todas las personas que hicieron lectura preliminar de este escrito, convirtiéndose en críticos con lo que se buscaba ofrecer al lector un trabajo bien concebido y de fácil lectura, en especial al señor Francisco Martínez B., quien realizó una lectura profunda.













































EDITORIAL

Excelente compendio del tema, “Pinturas Arquitectónicas Base Agua”. En un lenguaje técnico sencillo y fácilmente inteligible, los autores han logrado plasmar en él, los fundamentos del correcto diseño y formulación acordes con los cánones ya establecidos y mundialmente aceptados. Mis sinceras congratulaciones.

Francisco Martínez B.















































INTRODUCCIÓN “Resinas ULTRACRYL, una mirada técnica a la fabricación de pinturas arquitectónicas base agua”, e s un manual que pretende llegar de una forma clara, sencilla y precisa a

un público cada vez más extenso y necesitado de unas buenas bases y conocimientos que le permitan sustentar, complementar y mejorar permanentemente sus procesos dentro de un mundo cada día más competitivo. El manual recorre desde los principios y definiciones básicas de las pinturas, las diferentes clasificaciones, las funciones de los componentes, desglosa varios conceptos, hace algunas recomendaciones prácticas de selección de materias primas y equipos, explica los métodos de evaluación y análisis más utilizados para las pinturas arquitectónicas base agua, ilustra acerca de algunas tecnologías de producción utilizadas actualmente, propone formulaciones iniciales, visualiza las normas técnicas relacionadas y sus implicaciones (normas ICONTEC para el caso de Colombia), trata de forma general los aspectos de seguridad y primeros auxilios, y













































NOTA ACLARATORIA COLORQUIMICA S.A. informa que todas las indicaciones contenidas en este documento, se suministran únicamente a título de orientación, ya que están basadas en lo mejor de nuestra experiencia y conocimientos actuales; por lo tanto, no presuponen ni constituyen ninguna garantía jurídica relativa (implícita o explicita) para determinadas propiedades o para la idoneidad de una aplicación específica. Debido a la gran cantidad de variables que pueden llegar a presentarse durante la manipulación y el empleo de nuestros productos, no se exime al cliente usuario de realizar sus propios controles, c ontroles, verificaciones y ensayos.













































GENERALIDADES Importancia de las pinturas Si se comparan los materiales que el hombre utiliza para proteger y decorar los objetos y ambientes que rodean, se encuentra que ninguno ofrece tantas y tan variadas posibilidades como las pinturas. Esto se explica por los siguientes motivos: 

Hay pinturas para todo tipo de superficies: Muros, maderas, metales, asbesto-cemento, pisos, plásticos, pavimentos, cueros, piedras y otros, sin importar el tamaño, la forma o el uso que se le brinde al objeto pintado.



Según el tipo de pintura, resiste los más variados ambientes: Interiores, exteriores, en el aire, en el agua o bajo tierra. Sometida al frío, calor, abrasión, golpes, dilataciones y al ataque de productos químicos diversos. Son económicas, durables, de variados colores, diversos acabados, fáciles













































La protección y decoración con pinturas se basa en sistemas de productos compatibles que pueden ser clasificados en: 

Preparadores de superficie: Sirven para alistar el área del objeto que se va a pintar, de tal manera que todo el sistema de pintura tenga buena adherencia, acabado, rendimiento, durabilidad; en general todas las propiedades que el usuario quiere obtener (son ejemplos: Estucos, imprimantes, tapaporos, tintes, selladores, masillas y bases, entre otros).



Pinturas de acabado: Conforman la capa superior de todo el sistema; por lo tanto soportan de un modo directo la influencia del medio ambiente y la acción destructiva promovida por el uso, además de proporcionar el color, brillo y acabado (son ejemplos: Vinilos, esmaltes, barnices, lacas, entre otros).

¿Qué es una pintura?













































Tabla 1. Clasificación de las pinturas según su “Función”. Imprimación Rol

Capa Intermedia Acabados Madera

Protección

Cemento, ladrillo, piedra Sustrato

Metales Yeso, fibrocemento Polímeros sintéticos

Decoración (modificación características estéticas) Conductividad

FUNCIÓN Modificación propiedades específicas

Ignifugicidad Camuflaje Descontaminación nuclear

Industria alimenticia y hospitalaria Horizontal / vertical Vial Señalización

Antideslizante Reflectante















































Tabla 3. Clasificación de las pinturas según su “ Naturaleza”. Con disolvente Estado

Líquido

Sin volátil Agua

Polvo Resinas naturales Nitrocelulosa Caucho clorado Acrílicas no reticulables Secado Físico

Vinílica Caucho cíclico

En disolvente En emulsión













































Algunos tipos de pinturas comerciales y productos asociados De acuerdo con su composición, uso, tipo de secado y otras características, las pinturas o recubrimientos se dividen de la siguiente forma:

Vinilos y pinturas acrílicas Conocidos popularmente como "Pinturas arquitectónicas diluibles con agua" o













































Barnices Son pinturas transparentes, con o sin brillo, que recubren los objetos dejando visible la apariencia de la superficie inicial, generalmente buscando proteger a estas superficies o buscando dar un acabado especial. Algunos barnices secan por oxidación con el oxígeno del aire, otros secan por reacción con calor o por reacción química. Se podría decir que los barnices son esmaltes transparentes.

Lacas













































Masillas Su oficio consiste en resanar las grietas, agujeros pequeños, rayas y otros defectos que afectan negativamente el acabado definitivo. Básicamente existen 3 tipos, según el material que se va a resanar: Muros, maderas y metales. Los usados para muros se diferencian de los estucos, por ser más elásticos, más orientados a resanar, mientras que los estucos van a superficies grandes. Sin embargo es frecuente encontrar la misma denominación, es decir, estucos por masillas.













































Tintes Son soluciones de colorantes en agua u otros solventes. Se emplean básicamente para colorear las maderas igualando su color o imitando otras especies. Los tintes base agua levantan la fibra de la madera y por eso, después de aplicarlos, deben ser lijados suavemente para obtener acabados tersos. Los tintes basados en otros solventes (alcoholes y cetonas) no levantan las fibras y por eso reciben el nombre de Tintes "NGR" (Non Grain Rising), estos no necesitan lijado.

Selladores















































acondicionadores no reemplazan las bases y se aplican en una sola capa muy delgada.















































PINTURAS ARQUITECTÓNICAS BASE AGUA Composición de las pinturas arquitectónicas base agua















































ACRÍLICAS PURAS: Son resinas fabricadas a partir del Ácido Acrílico y sus derivados (Ésteres Acrílicos).















































ayudar a que haya una mejor distribución, y por lo tanto un menor costo, por esto son también llamados extendedores o cargas).

















































Separación de los pigmentos que se manifiesta en la flotación y la formación de estrías durante el proceso de aplicación y secado de la pintura.











































































































































































































































































































































































































































































































































































































































































































































































































































































































































































































































































































































































































































































































































































































































































































conducir a un incremento de la sensibilidad al agua y en el caso de recubrimientos utilizados en superficies ferrosas a un fenómeno ampliamente conocido como oxidación rápida o “early rusting”. Adicionalmente, el proceso de coalescencia depende de un determinado número de parámetros siendo ayudado por la disminución del tamaño de partícula, baja Tg, ausencia de entrecruzamiento y aumento de la energía de superficie de contacto. En pocas palabras podemos decir que una buena formación de película se obtiene siempre que la interacción molecular tenga lugar antes del secado del recubrimiento. Muchas formulaciones finales de polímeros en dispersión con TMFP mayores a 5oC contienen un solvente de moderada volatilidad para el polímero. Este solvente actúa como un plastificante temporal para lograr una baja TMFP y mejorar la interdifusión de las cadenas de polímero. El solvente se debería difundir y evaporar en cuanto la película comienza a desarrollar dureza pero nunca a expensas de que se complete el desarrollo de la tenacidad de la película. Una complicación es que composiciones con Tg elevado, las cuales contienen solventes, pasando la Tg durante el proceso de secado, la interdifusión cae rápidamente, pudiendo demandar semanas para eliminarse por completo el solvente remanente. Estos solventes o agentes de ayuda a la formación de película (Coalescente) pueden ser solubles en agua o mayormente insolubles, el principal ejemplo son los ésteres butíricos. Con polímeros que tienen una Tg relativamente baja, el proceso de formación de película está limitado simplemente por la velocidad de evaporación de agua, para permitir que las partículas entren en contacto. Para polímeros con elevada Tg la evaporación del agua puede ocurrir completamente sin deformación de las













































las velocidades de evaporación del agua y de interdifusión de polímero comienzan a ser competitivas. Esta explicación permite una simple interpretación de los efectos observados cuando: Coalescentes plastificantes son utilizados para reducir la TMFP mediante el incremento de la deformación del polímero y la influencia de los efectos ambientales tales como la baja humedad y una elevada velocidad del aire que incrementan la velocidad de evaporación del agua.

Estructura de las partículas Las propiedades de una dispersión dependen de la estructura de las partículas de polímero en la dispersión.

Tamaño de partícula El tamaño de la partícula se controla mediante la utilización de distintos niveles y tipos de surfactantes, como así también mediante el control del tipo y cantidad de monómeros adicionados en aquellos procesos donde se utiliza este tipo de polimerización. El tamaño de partícula de una DPBA tiene una influencia marcada en varias propiedades tales como: 

Propiedades reológicas del polímero.



Nivelación y brochabiliad.



Interacción con espesantes asociativos.



Resistencia al frote húmedo.

El poder ligante del polímero se ve beneficiado a medida que el tamaño de













































Es de anotar que el tamaño de partícula solo corresponde a un valor promedio, pero lo que a la final es realmente importante es la distribución del tamaño de partícula, que siendo una curva o campana Gaussiana, nos entrega mucha mayor información (las colas, los gruesos, etc.).

Distribución de tamaño de partícula Una de las características más importantes de una dispersión es la distribución del tamaño de partícula. En el caso pinturas (recubrimientos en general), el tamaño de partícula de la fase dispersa puede ser crítico y si la distribución del tamaño de partícula contiene partículas del orden de espesor de la película, la película resultante puede no ser uniforme. Por otra parte, el brillo de la película es función del tamaño de partícula y la distribución del tamaño de partícula, donde, normalmente las partículas más finas y la distribución más uniforme dan mayores brillos. Sin embargo, cuando el tamaño de partícula comienza a ser pequeño y la distribución estrecha la viscosidad tenderá a aumentar. Para la determinación de esta importante propiedad, se encuentran equipos de alta tecnología, dentro de estos, COLORQUIMICA cuenta con el ZetaSizer Nano ZS, de Malvern Instruments, que es un equipo que mide tres propiedades muy importantes en la industria de recubrimientos como son: Distribución del tamaño de partícula, potencial Z y peso molecular.

Distribución del Tamaño de Partícula: Se refiere a la curva de distribución de los tamaños de las diferentes partículas que conforman el sistema.

El potencial Z: Se puede comprender como la densidad de carga superficial de un sistema de partículas, con este valor se puede inferir la estabilidad de una dispersión, es decir, si el PZ >|30 mV| se dice que la dispersión es estable, si el













































Peso Molecular: Que está relacionado con el tamaño de la cadena, y se expresa en unidades Dalton (Da), donde; 1 Da = 1 gramo/(gramo mol). Los intervalos de lectura del equipo son:

Tabla 14. Intervalo de medida de cada parámetro en el Malvern. Tamaño Partícula Potencial Z Peso Molecular 0,6 nm – 6,0 µm

Según Según Tamaño Tamaño de partícu partícula la

Gráfico 15. Equipo ZetaSizer.

10 -10 Da



























































































Como información general, el tamaño de partícula de las resinas Acrílicas es menor que el tamaño de partícula de las resinas Vinílicas, por lo tanto, y solo a nivel de aclaración, se ejemplifica la Relación del Tamaño de Partícula con el poder ligante de una resina. En el gráfico, se observa el poro de una pared, en donde se ha aplicado una pintura (Pigmento + Resina). Debido al tamaño de partícula de las resinas más pequeñas, estas penetran en más cantidad y mucho mejor dentro del poro, logrando más puntos de anclaje entre el pigmento y la resina; por lo tanto, si se trata de desprender el pigmento del poro de la pared, será más fácil desprenderlo en el caso de la resina con tamaño de partícula grande. De esto se puede concluir que a menor tamaño de partícula, se presenta un mayor poder ligante.

Gráfico 17. Poder ligante vs. Tamaño de Partícula.













































El control del tamaño y la distribución del tamaño de partícula pueden permitir dispersiones con un elevado contenido de sólidos y un mínimo de viscosidad. En resumen, es evidente que el tamaño de partícula, la distribución del tamaño de partícula y forma de la distribución entran en consideración en todos los aspectos de la dispersión polimérica base agua, desde la síntesis hasta la formulación, procesamiento y finalmente el mejor desempeño en e l uso final. La

forma

de

la

distribución

de

tamaño

de

partícula

puede

diferir

considerablemente: En un sistema monomodal (con un solo pico), todas las partículas tienen, idealmente, el mismo tamaño. Esto llevará a distribuciones muy estrechas de tamaño de partícula y a un efecto que es llamado “ Brillo nacarado”.

Una distribución monomodal de las partículas se da casi exclusivamente en sistemas estabilizados por emulsionantes, sin coloide protector. En una dispersión polimodal, el tamaño de partícula varía considerablemente, generando distribuciones anchas de tamaño de partícula. Un caso especial es el de los sistemas bimodales de distribución de tamaño de partícula. En este caso, dos tamaños de partícula bien diferenciados aparecen en la dispersión, tal como podría observarse en mezclas de dos emulsiones













































interfases genera un arreglo de partículas muy bien ordenado (cristalinos). El brillo nacarado es debido a la disipación o dispersión de la luz visible (scattering).

Peso molecular El control del peso molecular se logra mediante la utilización de cantidades diferentes de iniciador y agentes de transferencia de cadena. El peso molecular de un polímero tiene una influencia marcada en propiedades tales como resistencia al frote húmedo, así como en las propiedades viscoelásticas del material. En síntesis, podemos decir que cuanto mayor es el peso molecular de un polímero, mayor es su resistencia al frote húmedo y mayor es la respuesta elástica del mismo, lo cual, desde el punto de vista estrictamente reológico, significa que el material tendrá una pobre nivelación que se pondrá de manifiesto, por ejemplo, en la aplicación de las formulaciones de pintura. Un peso molecular elevado conferirá al polímero una buena resistencia mecánica, útil en ciertos casos donde por el tipo de aplicación se necesita un material altamente resistente. Por su parte polímeros con bajo peso molecular son responsables de un alto brillo y resistencia al ampollamiento.













































GENERALIDADES SOBRE EL COLOR Las propiedades ópticas fundamentales de los pigmentos son: Poder cubriente y tonalidad; las cuales son el resultado de la interacción entre la luz y las partículas del pigmento. Lo anterior hace necesario entender muy bien los fenómenos relacionados con la luz, los cuales se enuncian a continuación:

El haz de luz sobre las partículas de pigmento Cuando la luz incide sobre una superficie pintada puede seguir diferentes caminos, pero normalmente se distribuye por uno u otro según las características de opacidad, transparencia, color, brillo, etc., inherentes a la película seca del recubrimiento final. Estas características son las que determinan si la luz ha de ser transmitida, reflejada, absorbida, reflectada, etc., o si seguirá varios de estos efectos al mismo tiempo. Los recubrimientos transparentes reflejan desde su superficie una pequeña cantidad de luz en forma de brillo, ya que la mayor parte se transmite a través de la película llegando hasta el sustrato donde está aplicada. Si este sustrato es de color blanco, la luz que llega a él será devuelta nuevamente en su mayor parte a través de la película de recubrimiento; por el contrario, si el sustrato es de color negro, una gran parte de la misma será absorbida. Cuando la superficie es













































aplicado el recubrimiento, en aquellos casos en el que el poder cubriente del mismo sea completo. También existe una parte de luz reflejada en forma de brillo desde la superficie de la película de las pinturas pigmentadas y que resulta equivalente a la reflexión que tiene lugar desde las películas transparentes. La difracción es un fenómeno complejo que en forma simplificada se podría explicar como la reflexión consecutiva, desde la superficie de una partícula de pigmento a otra y así sucesivamente. Estas reflexiones llegan a eliminarse después de repetirse un determinado número de veces, siendo el resultado final la obtención de un tinte homogéneo al igual que una porción de hielo finamente picado aparece al ser iluminado de color blanco reluciente.

Gráfico 18. El haz de luz.















































dependiendo del color entregará o muy poca o mucha de la energía (calentamiento), y finaliza formando el rayo de luz reflectada. El color de los objetos es consecuencia de la reflexión y absorción selectiva de las ondas electromagnéticas componentes de la luz blanca al incidir esta sobre la superficie en cuestión. En el Gráfico 19 puede verse este fenómeno.

Gráfico 19. El color: Efecto de reflexión y absorción. El poder cubriente de una pintura es la capacidad de la misma para cubrir u ocultar el color de una determinada superficie o sustrato sobre la que se aplica y













































Gráfico 20. Aplicación para comparación de pinturas (cubrimiento y tono). Una aplicación como la de la gráfica, tiene como condición básica que el espesor













































Gráfico 21. Color Matching (Espectrofotómetro + Software). Este poder cubriente de las pinturas está afectado obviamente por el poder













































Usualmente se designan como pigmentos blancos activos a aquellas sustancias inorgánicas blancas, cuyo índice de refracción sea mayor de 1.7. Si el índice de refracción es menor de 1.7, se habla de pigmentos inertes, extendedores de pigmentos o cargas. La tabla 15 da una orientación sobre los índices de refracción de los pigmentos y ligantes más importantes, como así también del aire y agua.

Tabla 15. Índices de refracción. Sustancia

Índice de refracción (con referencia al vacío para  =589 nm)

Tierra diatomácea

1.45

Cuarzo

1.55

Talco

1.55

Caolín

1.56

Carbonato de calcio

1.57

Mica

1.58

Dolomita

1.60

Sulfato de bario

1.64













































Tabla 16. Efecto del tamaño de partícula y del I.R. sobre la opacidad. CONDICIÓN I.R. < 1.7 I.R. > 1.7 Grandes cristales

Transparentes

Transparentes

Polvos con aire

Opacos

Opacos

Polvos humectados en agua

Transparentes

Opacos

Polvos humectados en aceite

Transparentes

Opacos

La anterior información explica el fenómeno cuando se aplica cal o un vinilo tipo 3, que da la apariencia en húmedo de ser transparente, y en la medida que se seca (se reemplaza el agua con IR de 1.33 por aire con IR de 1.0003), adquiere cubrimiento u opacidad.

Descripción del color















































siendo una perpendicular al círculo y que va desde arriba (blanco) hasta abajo (negro).













































PROCESO DE FABRICACIÓN DE PINTURAS ARQUITECTÓNICAS BASE AGUA Formulación Las propiedades de una película de pintura o un recubrimiento dependen de las variables de la formulación y de las condiciones con diciones de secado o cur curado ado de la misma. Toda formulación se debe hacer teniendo en cuenta los requerimientos o













































desempeño. Cuando tiende a 0%, quiere decir que el contenido de resina es muy alto, con lo cual seguramente se tendrá un muy alto desempeño, un alto costo, y posiblemente un acabado brillante (exceso de resina).

Concentración crítica del pigmento en volumen o “CPVC” El “CPVC” (Critical Pigment Volumen Concentration), es la concentración precisa

de pigmento activo e inactivo en volumen para que justamente se rellenen todos los espacios libres entre las partículas de los mismos (pigmentos y extendedores), sin que exista un exceso de ligante sólido presente entre ellas. Esta concentración













































las aplicaciones sobre una leneta especial, después de un tiempo, estas empiezan a curvarse; con el PVC que se logre la mayor curvatura, será el punto experimental, definido como CPVC, es decir, en este punto PVC=CPVC. El segundo método, se basa en que la porosidad de la película se comienza a presentar a partir de la CPVC, y se va incrementando en la medida que el PVC es mayor. La forma como se manifiesta esta porosidad se determina por medio de la mancha de Gilsonite o Asfalto Natural, es decir, al igual que en el método anterior, a partir de las mismas materias primas se fabrican varias pinturas con diferentes PVC, posteriormente sobre la película seca se aplica la gilsonite, y se define como













































Si el PVC > CPVC*: Se tiene una deficiencia de aglomerante o ligante, por lo cual se tendrá una pintura con alta permeabilidad de la película, baja cohesión y elasticidad, baja intensidad del color en tonos profundos (debido a la fuerza de tinturación de los extendedores que aunque baja, están presentes en un gran volumen), bajo brillo y alta porosidad. Es función del formulador decidir la relación óptima en que se debe utilizar el ligante y los pigmentos activos e inactivos, para conseguir un costo mínimo con el máximo poder cubriente, un grado de brillo deseado, y una buena resistencia a la abrasión. Por lo anterior es que en este documento no se dan parámetros para















































El peso o la masa de cada componente de la pintura, se conocen de la formulación de la misma, ya que generalmente está expresada en Kilos. Para el dato de la densidad, se recurre a la consulta en tablas o al cálculo experimental de















































resina seca, pesarla y calcular el volumen que ocupa (por desplazamiento de agua): En forma teórica, este dato se puede calcular con una buena aproximación, a partir de la hipótesis de que los volúmenes son aditivos, es decir, que si tenemos















































Tabla 18. Densidades del producto seco. Materiales Materiales Densidad Densidad seco (gr/ml) (gr/ml) o (gr/cm ) Ultracryl VAAD

1.177















































Tabla 19. Formulación propuesta para cálculo del PVC. MATERIAL Kg % LITROS ρ Agua

120,1

20,24

1,00

120,10















































Con respecto a las tablas 19 y 20, se hacen las siguientes dos precisiones: pr ecisiones: 1. Con respecto al manejo de la resina, para la cual se calculan dos volúmenes diferentes: En la tabla 19 se hace el cálculo para el volumen húmedo (peso en Kg











































































































































































































































































































































































































































































































































































































































































































































































































































































































































































































































































































































































































































































































































































































































































































Gráfico 51. Ejemplo de lectura de Molienda en una piedra de dos pista.

Brillo El brillo es una característica que aunque no tenga su origen en el pigmento, está ligada intrínsicamente a él, existiendo una fuerte dependencia del grado de dispersión y de la relación pigmento/resina seca “Pigment/Bainder”.

El brillo es el efecto de la luz reflejada especularmente por la superficie, como se explicó anteriormente en el capítulo 2, y cuanto más lisa sea esta, mayor será el brillo. Por lo tanto, para obtener un mayor brillo, el pigmento deberá limitarse en principio a permitir que exista un exceso de resina suficiente que permita que la superficie de la resina una vez seque, esté libre de obstáculos (partículas gruesas de pigmento o extendedores capaces de emerger sobre la película de pintura). En principio, cualquier pigmento que cumpliera estas condiciones sería suficiente para garantizar el brillo de la pintura siendo empleado en condiciones de formulación apropiadas.

Equipo requerido: Leneta, aplicador, equipo medidor de brillo.













































Ahora bien, si además del brillo especular tomamos en consideración el brillo profundo, o ausencia de velo (donde ya no se observa el aspecto de la superficie, sino la nitidez con que la superficie pintada es capaz de reproducir una imagen), habrá otra condición a exigir al pigmento: La ausencia de partículas mal humectadas (especialmente finos), que tienden a flotar sobre la superficie o cerca de ella formando una neblina de partículas imperceptibles que impiden el reflejo en profundidad de las imágenes. Esto se soluciona adicionando el pigmento de tal manera que la humectación de todas sus partículas sea la mejor, además de utilizar un pigmento con una buena distribución de tamaño de partícula. Una de las dificultades que presenta el control del velo, es que su detección por los procedimientos instrumentales normales de medición del brillo es problemática, por lo que depende en buena medida de la experiencia de las personas que analizan los ensayos.



















RESINAS “ULTRACRYL”

UNA MIRADA TÉCNICA A LA L A FABRICACIÓN DE PINTURAS ARQUITECTÓNICAS BASE AGUA

Hernán Gabriel Argüello Olarte

La Estrella, 2006













































LIBRO RESINAS final (PINTURAS).pdf

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