PINTURAS Y BARNICES. TECNOLOGÍA BÁSICA

Esta publicación es un libro avanzado sobre la formulación de pinturas y recubrimientos, está escrito en un lenguaje pedagógico y pretende ser un pequeño curso de formulación de pinturas líquidas. Su contenido se inicia con una amplia exposición de los componentes de las pinturas y las interacciones existentes entre estos, así como entre la pintura aplicada y el sustrato sobre el que se aplica.

Efectúa una revisión de las materias primas en profundidad, comentando de forma simultánea los sectores de aplicación de cada una de ellas. Hace una revisión tanto de los conceptos básicos como de las relaciones entre el sistema ligante y el sistema pigmentario, el proceso de secado o curado, el efecto de la tensión superficial tanto en el proceso de fabricación como de aplicación, etc., lo que conduce a la percepción de los fenómenos que concurren en el proceso de aplicación y secado. Se hace un extensivo examen de las características de las pinturas tanto en su estado líquido como en el film seco o curado.

Se describen los sustratos de aplicación, indicando las características de los mismos y su preparación adecuada para obtener los resultados óptimos. Finalmente se expone el proceso de formulación o diseño mediante unas líneas de actuación inspiradas en la Norma ISO 9000, para terminar con unos ejemplos a partir de fórmulas de inicio proporcionadas por los propios fabricantes de materias primas.

Es un libro imprescindible para los fabricantes de pinturas. distribuidores, empresas químicas, ingenieros químicos, pintores, etc.

ÍNDICE COMPLETO DEL LIBRO:

PRESENTACIÓN.

PARTE I. GENERALIDADES Y CONCEPTOS.

1. Relaciones entre el pigmento y el ligante. 1.1. Definiciones. PVC. CPVC. Factor de empaquetamiento. Factor de empaquetamiento vs. PVC. 1.2. Concentración crítica de pigmento en volumen. Determinación experimental del CPVC. Método de la gilsonita (ensuciamiento). Método de la tensión de secado (método Kronos). Modelos matemáticos. ¿Cuándo es preciso calcular el CPVC? 1.3. Factores que afectan al CPVC. Forma de la partícula. Tamaño de la partícula. Distribución del tamaño de partícula. Espacios huecos. Área superficial de las partículas. Encadenamiento de partículas. Relación entre tamaño y forma de partícula y espesor del film seco. Estabilidad de la dispersión. Índice de absorción de aceite. Relación entre el índice de absorción de aceite y el CPVC. Naturaleza del ligante. Presentación del ligante. Calidad de la dispersión. Recapitulación. 1.4. Variación de características en la CPVC. Características físicas. Características de transporte. Características ópticas. 1.5. Factor de ajuste o factor lambda. 1.6. UCPVC o último CPVC. 1.7. Notas finales. Bibliografía.

2. Formación del film o película. 2.1. Distintas formas de mezclas sólido líquido. Solución. Emulsión. Dispersión. 2.2. Presentación de los ligantes. Resinas sólidas. Resinas en solución. Resinas en emulsión. Resinas en dispersión. 2.3. La formación del film o película. Tg o temperatura de transición vítrea. TMFF (Temperatura Mínima de Formación de Film). Coalescentes. Coalescencia. Dispersión versus emulsión. Características.

3. Secado o curado. 3.1. Secado. Secado físico. Secado por oxidación. 3.2. Curado. Tiempo de inducción. Pot-life. Consideraciones sobre el pot-life. Determinación del pot-life. 3.3. Cuantificación de los tiempos de secado y de curado. Tiempos de secado. Tiempos de curado. 3.4. Consideraciones sobre la terminología. Diferencias. Obtención de las características finales. Nomenclatura común para técnicos y usuarios. 3.5. Nota sobre las informaciones técnicas.

4.Viscosidad y reología. 4.1. Tensión de cizalla (Shear rate). 4.2. Esfuerzo de cizalla (shar stress). 4.3. Viscosidad. 4.4. Umbral de esfuerzo (yield value). 4.5. Reología. Newtonianos. Pseudoplásticos. Tixotrópicos. Dilatantes. Reopépticos. 4.6. Tipos de viscosímetro. Control de calidad. Control de aplicación. 4.7. Shear rate y su efecto en distrintos puntos del proceso. Magnitud. Distintos fenómenos.

5. Tensión superficial. 5.1. Definición. Sistemas base agua vs. Sistemas base disolventes orgánicos. Ecuación de Young. Polaridad. Surfactantes o tensoactivos. Determinación de la tensión superficial. 5.2. Efectos relacionados con la tensión superficial. Sobre el proceso de humectación. Dispersión de pigmentos. Nivelación y brillo. Defectos superficiales. Adherencia. Otros.

6. Procesos de fabricación. 6.1. Fases de la fabricación. Humectación. Molturación. Estabilización. 6.2. Humectación y fluidez. Puntos de humectación y de fluidez de Daniels. Separación de los puntos de humectación y fluidez. 6.3. Preparación de las pastas de molienda. Composición de las pastas de molienda. Ejemplo. Concentración del vehículo en las pastas de molienda. 6.4. Dispersión y molienda. Pinturas con base de ligantes en dispersión. Pinturas en base disolvente. Aportación de los dispersores de alta velocidad. Utillaje para la fabricación.

7. Clasificación de las pinturas. 7.1. Polímeros termoplásticos. 7.2. Aceites. 7.3. Alquídicas. 7.4. Asfálticas. 7.5. Acrílicas. 7.6. Poliésteres saturados. 7.7. Monómeros y poliésteres insaturados. 7.8. Fenólicas. 7.9. Amínicas. 7.10. Vinílicas. 7.11. Caucho clorado. 7.12. Caucho ciclado. 7.13. Epoxi . 7.14. Poliuretano. 7.15. Silicatos. 7.16. Silicona. 7.17. Otros ligantes.

PARTE II. MATERIAS PRIMAS.

8. Ligantes o resinas. 8.1. Aceites. Definición. Ácidos grasos. Composición de algunos aceites habituales en la formulación de pinturas. Clasificación empírica de la capacidad de secado. Aceites modificados. Solubilidad. Solubilización en agua. 8.2. Resinas alquídicas. Definición. Componentes y características derivadas. Clasificación de las resinas alquídicas. Proceso de secado. Resinas alquídicas modificadas y sus aplicaciones. Alquídicas de altos sólidos. Alquídicas hidrodispersables. 8.3. Bitúmenes y asfaltos. Definición. Características. Mezclas y disoluciones. Emulsiones acuosas. Solubilidad. Aplicaciones. 8.4. Resinas acrílicas. Definición. Clasificación. Funcionalidad de las resinas termoendurecibles. Resinas acrílicas termoendurecibles diluibles en agua. 8.5. Polímeros termoplásticos en dispersión. Definición y síntesis. Factores que influyen en las características. Componentes. Coalescentes y ajuste de la TMFF. Clasificación y descripción. Nuevos desarrollos. Características de las dispersiones. Aplicaciones. Disolventes. 8.6. Poliésteres. Componentes. Clasificación. Acrilatos. Aplicaciones. Solubilidad. 8.7. Resinas amínicas. Clasificación y componentes. Aplicaciones. Solubilidad. 8.8. Resinas fenólicas. Definición. Clasificación. Aplicaciones. 8.9. Resinas vinílicas. Componentes. Características. Aplicaciones. Solubilidad. 8.10. Cauchos clorados y ciclados. Caucho clorado. Caucho ciclado. Solubilidad. 8.11. Resinas epoxi. Definición y componentes. Clasificación. Propiedades. Modificaciones de las resinas epoxi. Endurecedores o agentes de curado. Disolventes reactivos. Estequiometría. Características. Resinas hidrodispersables. 8.12. Poliuretanos. Reacciones de los isocianatos. Tipos de poliisocianatos. Tipos Comerciales. Tipos de polioles. Estequiometría. Aplicaciones Solubilidad. 8.13. Silicatos. Clasificación y curado. Co-ligantes. 8.14. Siliconas. Definición. Resinas modificadas. Aplicaciones. 8.15. Otros ligantes. Silanos. Ésteres y éteres de celulosa. Colofonía y sus derivados. Resinas duras. Polisacáridos.

9. Sistema pigmentario. 9.1. Pigmentos. Características de lso pigmentos. Pigmentos inorgánicos. Pigmentos orgánicos. Pigmentos anticorrosivos. Pigmentos metálicos. Pigmentos para efectos especiales. 9.2. Cargas o fillers. Carbonatos. Sulfatos. Silicatos. Otras cargas. Elección de los pigmentos.

10. Disolventes. 10.1. Consideraciones sobre la toxicidad e impacto sobre el medio ambiente. 10.2. Cálculo del VOC. 10.3. Parámetros de solubilidad. 10.4. Características. 10.5. Elección de los disolventes.

11. Aditivos. 11.1. Humectantes y dispersantes. 11.2. Antiespumantes. Mecanismos de actuación. Miscibilidad o compatibilidad. Componentes. Evaluación de los antiespumantes. 11.3. Agentes reológicos. 11.4. Secantes. Secantes de superficie. Secantes de profundidad. Secantes trimetálicos. Agentes antipiel. 11.5. Agentes de superficie. Problemas relacionados. 11.6. Otros aditivos. Secuestrantes. Alcalinizantes. Inhibidores de corrosión. Bactericidas y conservantes. Modificantes de la conductividad. Coalescentes. Antigelificantes. Acelerantes. Absorbedores de humedad. Estabilizantes UV, antioxidantes y HALS.

PARTE III. CONTROL DE CALIDAD Y CARACTERÍSTICAS DE LAS PINTURAS.

12. Control de calidad. 12.1. Finura de molido. 12.2. Viscosidad y reología. 12.3. Densidad. 12.4. Tiempo de secado. 12.5. Soportes de aplicación. 12.6. Poder cubriente. 12.7. Color. 12.8. Brillo y velo. 12.9. Nivelación y descuelgue. 12.10. Adherencia. 12.11. Resistividad. 12.12. Estabilidad en el envase.

13. Características del film seco de pintura. 13.1. Espesor de película. 13.2. Características ópticas. 13.3. Características de transporte. 13.4. Características mecánicas. 13.5. Resistencias químicas. 13.6. Características de resistencia al exterior. 13.7. Hojas de control de calidad.

PARTE IV. SOPORTES O SUSTRATOS DE APLICACIÓN.

14. Sustratos, características y preparación de los mismos. 14.1. Yeso. Yeso de aplicación manual. Yeso proyectado. Yeso de escayola. 14.2. Madera. Maderas duras y blandas. Maderas tropicales. Contrachapados. Aglomerados. Aplicación y características de las pinturas para la madera. 4.3. Cemento y hormigón. Preparación de la superficie. 14.4. Hierro. Hierro laminado en caliente. Hierro laminado en frío. 14.5. Zinc y metales ligeros. 14.6. Plásticos.

PARTE V. FORMULACIÓN.

15. Diseño y desarrollo del producto. 15.1. petición del diseño. 15.2. Búsqueda de las materias primas. Elección del ligante o resina. Elección del sistema pigmentario. Elección de los aditivos. Fuentes de información. 15.3. Desarrollo del producto. Condiciones de aplicación. Métodos de aplicación. Condiciones de secado. Desarrollo. 15.4. Verificación. 15.5. Validación del producto. 15.6. Base de datos.

PARTE VI. DEFECTOS Y PROBLEMAS FRECUENTES.

16. Problemas en el almacenamiento. 16.1. Disminución de la viscosidad. 16.2. Aumento de viscosidad. 16.3. Sinéresis. 16.4. Formación de pieles. 16.5. Flotación de pigmentos. 16.6. Posos duros. 16.7. Formación de gases. 16,8. Gelificación.

17. Problemas de aplicación. 17.1. Marcas de brocha. 17.2. Pulverización seca. 17.3. Descuelgues. 17.4. Falta de poder cubriente. 17.5. Brillo irregular. 17.6. Color no homogéneo. 17.7. Alargamiento del tiempo de secado. 17.8. Cuarteamiento. 17.9. Formación de arrugas en la superficie pintada. 17.10. Formación de burbujas. 17.11. Formación de cráteres. 17.12. Falta de adherencia. 17.13. Nota final.

ANEXO I. TÉRMINOS TÉCNICOS. Español-Inglés. Inglés Español. Índice analítico.