FACTORES QUE INFLUYEN EN LA RESISTENCIA QUÍMICA DE LAMINADOS PRFV PARA LA CONSTRUCCIÓN

Por: Perla Itzel Alcántara Llanas

En la actualidad, los materiales han ido ganando terreno en muchos campos, como es el de la construcción, en el que los laminados poliméricos reforzados con fibras de vidrio (laminados PRFV) son utilizados en varias aplicaciones como las plantas de proceso, tanques de almacenaje, depósitos de reacción, tuberías, bombas y en techos que permiten el paso de la luz. 

La resistencia química de este tipo de materiales, depende sobre todo del tipo de polímero que forma la matriz, el acabado de la superficie, el grado de curado y de un agente adicional, el gel-coat que protege la superficie expuesta a la atmósfera contra los efectos adversos del agua y el ambiente.

El grado de curado es un factor muy importante que le proporcionará a las resinas buena resistencia a los ataques alcalinos y ácidos, cuando el material se encuentra sometido a condiciones ambientales normales.

Para probar químicamente los laminados PRFV, son expuestos al ambiente (ya sea en condiciones normales o en presencia de sustancias que comprometan las propiedades del material, como ácidos o bases fuertes) por periodos prolongados de tiempo, estos ensayos cumplen con los requerimientos tiempos y condiciones establecidos en los estándares ASTM. La respuesta que se obtiene del material, son las variaciones en sus propiedades mecánicas, así como la aparición de defectos que se pueden apreciar de manera visual, como las ampollas o de laminaciones.

Los principales factores que se deben tomar en cuenta, y que pueden alterar o modificar de manera significativa las propiedades del material y la resistencia química y mecánica del mismo son:

• Tipo de resina

• Tipo de fibra o refuerzo

• Espesor del gel-coat

• Sistema catalizador y programa de curado

• Relación fibra/matriz

• Aditivos (rellenos, ceras retardantes a la flama)

• Tipos de exposición

• Espesor del laminado

Dentro de los grupos de resinas más utilizadas en la fabricación de laminados PRFV, se encuentran las ortoftálicas que muestran baja resistencia química, las isoftálicas y terftálicas que presentan resistencia media a los ataque químicos, mientras que las resinas de bisfenol, ácido caliente, viniléster, furánicas y epoxis tienen alta resistencia a este tipo de ataques.

También es de suma importancia conocer que el gel-coat es el recubrimiento más importante de un laminado, ya que es la parte que interactúa con la atmósfera, por lo que se debe cuidar su formulación y su aplicación, en la que se debe conseguir un espesor uniforme de entre 0.4 y 0.5 mm. Si esta capa de gel-coat es más pequeña, puede obtenerse un curado incompleto y el refuerzo puede quedar expuesto a la intemperie. Si se tiene el caso contrario, la capa puede agrietarse o romperse, provocando disminución en propiedades. En caso de que dicha capa tenga variaciones en el espesor, se tendrían diferentes grados de curado, por lo que la viscosidad del gel-coat.

¿Qué son las imprimaciones? y su uso en estructuras metálicas dentro de la construcción.

POR: Marcela Correa

Las imprimaciones se usan en estructuras metálicas, cerrajerías, radiadores y cualquier superficie metálica de construcción. Una imprimación es un film cuya misión es aportar una buena adherencia sobre el sustrato y dar una protección anticorrosiva al mismo. Existen multitud de imprimaciones antioxidantes para metales: sintéticas, acrílicas, con pigmentos de minio, lacas, etc.

Las características que debe de poseer una imprimación para aportar las características de adherencia y poder anticorrosivo son las siguientes:

1. Independiente del tipo de ligante (este puede ser 100% acrílica o acrilo-estirénicas, sintéticas, epóxicas, etc.), una imprimación debe de tener un PVC (Concentración de pigmento en volumen) cercano al PVCC (Concentración critica de pigmento en volumen) con el fin de tener la mínima permeabilidad posible. Esto, traducido en relación P/V (pigmento/vehículo), debe de ser del orden de 3/1 o 4/1 en función del tipo de pigmentos y cargas utilizadas.

2. Las cargas contenidas en la imprimación deben de tener el mínimo de inercia química, o sea, que deben de ser lo más inertes posibles. Esto nos limita al sulfato de bario o barita y a cargas a base de silicatos como el talco, mica, caolín, etc.

3. 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.

4. Las imprimaciones deben de 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 de tener un nivel de brillo bajo y una cierta rugosidad.

5. El tiempo de secado de la imprimación debe estar acorde con las capas de pintura que se aplicaran sobre ella. Las capas de acabado no deben disolver a las imprimaciones.

Hoy en día se utilizan productos base acuosa por la eliminación de productos que dañan al medio ambiente 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 flas-rust o sea, la formulación de puntos de óxido durante el proceso de secado. Así mismo en estas imprimaciones se deberán utilizar secantes libres de VOC.

Uno de los problemas a resolver en estos sistemas acuosos, 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.

Consideraciones en la formulación de recubrimientos para exteriores.

Por: Perla Itzel Alcántara Llanas

Al hablar de recubrimientos para exteriores se deben tomar en cuenta ciertas funciones que deben cumplir, como la protección del sustrato teniendo en consideración del tipo de soporte al cual serán aplicados. Por lo general son utilizados en la protección de cementos, morteros u hormigones, por lo que deben ser resistentes a los álcalis, ya que estos sustratos tienen una alta tendencia hacia la alcalinidad.

En este tipo de recubrimientos es común el uso se emulsiones de acetato de vinilo/vinil versatato (veoVa), o emulsiones acrílico-estirénicas ya que las dos son altamente resistentes a ambientes alcalinos. Para la pigmentación se tiene en su mayoría dióxido de titanio y carbonato cálcico, además de la incorporación de algún tipo de extender como el caolín.

Los poliacrílicos son comúnmente utilizados como dispersantes, como lo es el poliacrilato sódico ó poliacrilato amónico (en caso de ser un recubrimiento reflectante), para ser utilizado, por ejemplo, en recubrimientos para techos y hacer eficiente el consumo energético debido a que actúan como aislantes térmicos y disipadores de energía. El funcionamiento de las pinturas reflectantes se basa principalmente en el uso de colores claros y/o brillantes, ya que estos son los que tienen mayor capacidad de reflejar y dispersar. Cuando el recubrimiento que se usa tiene una pigmentación clara o no brillante se puede recurrir a la adición de micro esferas de vidrio u otros cerámicos dispersas en pinturas base acrílico, que serán las encargadas de reflectar y dispersar la luz, así como la energía térmica.

Los ésteres de celulosa y de poliuretano son los más utilizados como espesantes en los recubrimientos para exteriores. Los primeros ayudan a proveer de la consistencia necesaria a la pintura, mientras que los espumantes de poliuretano aportan un carácter newtoniano a la reología del sistema, de manera que se puedan aplicar capas de cierto espesor pero sin que se tengan tendencias al descuelgue. Es decir, se conservará el comportamiento tixotrópico del recubrimiento a fin de que no se escurra tan fácilmente durante la aplicación, pero la viscosidad no se eleve en exceso.

También es necesaria la adición de un antiespumante a fin de evitar la formación de espuma durante el proceso y la aplicación. De igual manera se utilizan biocidas (bactericidas y fungicidas) con el objeto de prevenir la formación de contaminación desde el envase; una isotiazolona puede ser utilizada como bactericida. En caso de los impermeabilizantes o recubrimientos aplicados en zonas húmedas y/o poco soleadas se utilizan fungicidas como el acetato de fenil mercurio.

Por último, la cantidad del coalescente añadido se calcula en función de la cantidad de resina que contenga la pintura es común el uso de texanol, pero se evitan los ésteres de glicol, debido a que tienen una baja resistencia a la hidrólisis.

Recubrimientos súper hidrofóbicos

Por: Perla Itzel Alcántara Llanas

El agua es un elemento que muchas veces es indeseable debido a que degrada y limita el tiempo de vida de ciertos materiales. Este es el caso de los materiales en la construcción, ya que la humedad disminuye sus propiedades o propicia la proliferación de microorganismos, que de igual manera resultan perjudiciales. Además, en ciertas aplicaciones se requiere de propiedades de auto limpieza para tener superficies más resistentes e higiénicas, y así evitar la adherencia de la grasa y la corrosión de los materiales metálicos por la acción del agua salina o la cal.

 
Los materiales hidrofóbicos cuentan con esta peculiar propiedad de auto limpieza, y se basan en el “efecto loto”, en el que se observa que el ángulo de contacto entre sustrato y líquido es mayor a 90°. Sin embargo, gracias al uso de la nanotecnología, se han podido desarrollar nuevos recubrimientos que generan ángulos de contacto mayores a los 150° (en escala nanométrica), en los que se maximiza el efecto de la tensión superficial y convierta al material en una superficie imposible de mojar. Dichos materiales son denominados súper hidrofóbicos. 

La base de la súper hidrofobicidad se encuentra en que las gotas de agua no siguen la orografía de los sustratos. A partir de un polvo súper hidrofóbico que se pulveriza en la superficie, se genera un sinfín de bolsas de aire atrapadas entre las rugosidades, creando una película de aire microscópica que actúa como una interfase entre el sustrato y el agua, evitando así el contacto directo entre ambos; a este fenómeno se le denomina estado Fakir. 

Las características de los recubrimientos súper hidrofóbicos les proveen de cualidades antibacterianas, de auto limpieza y anticorrosivas muy atractivas para aplicaciones en diferentes industrias (como la manufacturera y de construcción), en donde la maquinaria utilizada se puede encontrar bajo condiciones ambientales severas. Además, como las superficies se vuelven imposibles de mojar, se impide la formación de hielo (en climas extremos) o la permeabilidad de líquidos, lo que vuelve a estos recubrimientos en buenos impermeables y aislantes de equipos electrónicos que se encuentren en riesgo de ser mojados, además de reducir la fricción del agua sobre la superficie.

Por otra parte, las superficies tratadas con agentes súper hidrofóbicos tienen la cualidad de auto limpiarse, dado que es prácticamente imposible que algo se les adhiera, siendo inmunes a la suciedad. Además de los líquidos, cualquier partícula de polvo o suciedad es repelida y no es capaz de incrustarse, pudiendo utilizar estos recubrimientos en la industria textil en la fabricación de tejidos impermeables e incapaces de ensuciarse, en la industria de la construcción en donde pueden ser usados como recubrimientos antigrafiti en muros o como impermeables en muebles y construcciones de madera para evitar hinchazón y deformaciones, así como en medicina teniendo superficies antibacterianas. Sin embargo, este tipo de recubrimientos aún se encuentran en desarrollo, por lo que se tienen áreas de mejora, como lo es lograr un mayor porcentaje de transparencia y la disminución de costos.