RECUBRIMIENTOS ADECUADOS SEGÚN SOPORTE DE CONSTRUCCIÓN

POR: MARCELA CORREA

Dentro de las construcciones ya sea industriales o habitacionales se tiene una gran variedad de materiales, éstos deben de tener ciertas propiedades: resistencia mecánica, diseñados para soportar presiones, deben de tener cierta flexibilidad, etc. Pero también están expuestos a diferentes condiciones atmosféricas; agua, las sales (eflorescencias), la alcalinidad, etc., y es un hecho que deben de ser protegidos con un recubrimiento, que además les otorgue un aspecto estético. Estas medidas deben de tomarse en cuenta antes de que aparezca cualquier daño o cualquier infiltración de agua, es decir  para prevenir daños en la construcción. Hay que tener en cuenta que en construcciones nuevas es recomendable esperar 180 días para muros interiores y 90 días para los exteriores, para poder pintar o impermeabilizar.

Ahora bien dependiendo de las características del soporte por el que esté hecha la construcción, se requiere que las pinturas a ocupar ofrezcan ciertas propiedades para protegerla del medio.

·         Si el soporte es cemento (enfoscados, hormigones, bloques…etc.) se caracteriza por una textura áspera, porosidad variable, gran dureza, resistencia mecánica, poca flexibilidad, resistencia a la intemperie, carácter alcalino y contenido en sales (eflorescencia). Las características de la pintura a ocupar deben ser: capacidad para saturar y bloquear poros, impermeabilidad al agua y transpirable al vapor, resistente a los álcalis del cemento. Los tipos de pintura a ocupar son: acrílicas, plásticas al clorocaucho, entre otras.

·         Si el soporte es yeso y escayola: Este sustrato se caracteriza por ser superficies blandas, porosas y absorbentes, poca resistencia al agua (se emplean en interiores), buena adherencia, incombustibles, comportamiento químico neutro. Las características de las pinturas a ocupar son: dureza y resistencia al uso, impermeabilidad al agua y lavabilidad. Los tipos de pintura a ocupar son: pinturas acrílicas (recordemos que este tipo de pinturas son muy duras), esmaltes acrílicos e esmaltes sintéticos, con imprimación previa para ambos.

·         Elementos cerámicos (ladrillos): Superficies con microporos finos, presencia de sales solubles, alcalinidad procedente del mortero de unión. Las características de la pintura deben de ser: impermeabilidad al agua y permeabilidad al vapor, buena adherencia y resistencia a los álcalis del mortero. Los tipos de pintura son: Para proteger sin alterar el aspecto, los barnices hidrofugantes o barnices sintéticos con imprimación de base.

Para sustratos de madera: Estos sustratos se caracterizan por ser relativamente blandos y flexibles, porosidad y desigualdad entre zonas. Sufren importantes cambios de volumen, pueden sufrir ataques de mohos y hongos, degradables por la acción solar y son combustibles. 

Las características generales de la pintura son: impermeabilidad al agua y permeabilidad al vapor, flexibilidad para soportar cambios de volumen de la madera, protección fungicida e insecticida. Para aplicación en exteriores deben de contener filtros solares, para interiores deben de ser resistentes al lavado.                                                                                                            

Los tipos de pintura a ocupar para exteriores según el acabado son: 

· Para acabados opacos: esmaltes sintéticos, acrílicos (al agua) y de poliuretano. 

· Para acabados transparentes: barnices sintéticos (con protección solar), acrílicos (al agua) y de poliuretano.                                                             

Los tipos de pintura para interiores según el acabado son: 

· Para acabados opacos: esmaltes sintéticos, grasos, acrílicos (base agua) y de poliuretanos. 

· Para acabados transparentes: Barnices sintéticos, grasos, acrílicos (al agua) y de poliuretano.

ADHESIVOS ALTERNATIVOS CON BAJO CONTENIDO DE VOC’S EN LA INDUSTRIA DEL CALZADO

Por: Perla Itzel Alcántara Llanas

En la actualidad se pueden encontrar distintas clasificaciones para los adhesivos, por ejemplo, se pueden clasificar dependiendo del tipo de vehículo portador, o del tipo de curado.

Los adhesivos en solución son aquellos que tienen un solvente orgánico como vehículo portador, el cual se evapora durante el curado. Estos subproductos de reacción denominados VOC’s son causantes del aumento de la contaminación ambiental y además, ponen en riesgo la higiene y seguridad laboral, por lo que recientemente se han buscado alternativas y están siendo desplazados por adhesivos base acuosa, principalmente. Los solventes más utilizados en este tipo de adhesivos son hidrocarburos alifáticos y aromáticos, cetonas, ésteres, alcoholes e hidrocarburos clorados.

Por su parte, los adhesivos de base acuosa o dispersión tienen agua como vehículo portador, y forman precisamente una emulsión o dispersión de las partículas del adhesivo (polímero) en un medio acuoso. Dependerá del tamaño de la partícula si la mezcla de polímero-agua se comporta como emulsión (si el tamaño es microscópico) o dispersión. La mayoría de los adhesivos en base acuosa necesitan de temperaturas de hasta 100°C para la evaporación del agua, aunque pueden ser adicionados ciertos catalizadores para reducir la temperatura de curado, o bien, la acción de radiación (UV) acelerará el endurecimiento.

Actualmente, los adhesivos base acuosa presentan mucho interés en la industria del calzado debido a su nula toxicidad y a su gran similitud con los adhesivos base solvente en cuanto al tipo de proceso que se requiere y a los tipos de polímeros que se pueden utilizar.

En cuanto a su utilización en la industria del calzado, los adhesivos en emulsión tienen ciertas ventajas frente a los adhesivos en solución, por ejemplo, los adhesivos en emulsión tienen un mayor contenido de sólidos por lo que tienen mayor rendimiento, son amigables con el medio ambiente y con la higiene y seguridad laboral, no son tóxicos, ni inflamables y son de fácil aplicación. Como es de esperarse tienen también ciertos inconvenientes, tales como que es necesario mayor tiempo de secado a temperatura ambiente o la necesidad de utilizar catalizadores o temperaturas superiores para reducir el tiempo de curado, tienen relativamente baja estabilidad a bajas temperaturas, son sensibles a ciertos compuestos y en general tienen un costo más elevado, sin embargo, tienen un rendimiento mayor.

Los adhesivos en base acuosa son muy versátiles, y se pueden encontrar en muchas presentaciones, sin embargo, las más importantes para la industria del calzado son el látex natural o sintético, los adhesivos de policloropreno en dispersión y los adhesivos de poliuretano en dispersión.

El látex es principalmente poliisopreno, es decir, caucho natural o sintético en dispersión acuosa, que presenta un tack adecuado, tiempos abiertos relativamente altos, pegado inmediato y posible aplicación a pieles, textiles y materiales sintéticos sin riesgo de endurecimiento, y un contenido de sólidos del 50-60%. Estos adhesivos son utilizados principalmente en la preparación de los cortes del calzado.

Por su parte, los adhesivos de policloropreno tienen mayor tack que el látex, pero menor tiempo abierto, son de alto rendimiento y secado muy rápido debido a su alto contenido de sólidos, son utilizados para la preparación de cortes, colocación de plantillas, unión entre el corte y suela, entre otros.

Finalmente, los adhesivos de poliuretano, al igual que los de policloropreno tienen tack elevado, y un alto contenido de sólidos, son aplicados principalmente en la unión corte-piso.

ADHESIVOS FLEXIBLES

Por: Perla Itzel Alcántara Llanas

Dentro de la gama de adhesivos que existen en el mercado, se encuentran los adhesivos flexibles, que normalmente son utilizados en el sellado de juntas o uniones estructurales. Tienen como principales características una elevada capacidad impermeable, y  pueden ser aplicadas en capas de grandes espesores sin que afecte su resistencia mecánica o que comprometa la adhesión de los sustratos.

Los adhesivos flexibles más importantes utilizados en el sellado son las siliconas, los poliuretanos y los silanos modificados, y normalmente se encuentran de manera viscosa antes de su curado, el cual puede manifestarse de dos formas, dependiendo del tipo de sistema adhesivo que se tenga. Existen los sistemas RTV-1 y RTV-2, nomenclatura que se refiere a un sistema de vulcanización a temperatura ambiente (por sus siglas en inglés: Room Temperature Vulcanizing), de uno o dos componentes.

Para el caso de los sistemas RTV-1, en los que solamente se tiene un componente, el proceso de curado se lleva a cabo al reaccionar el polímero con la humedad del ambiente, por lo que en la superficie del adhesivo se empieza a formar una capa rígida o “piel”, y conforme avanza la polimerización en la superficie se reduce la velocidad de curado en la parte más interna del adhesivo, debido a que el adhesivo se vuelve cada vez más impermeable, por lo que la polimerización de profundidad estará controlada por la difusión, que dependerá del tiempo y la humedad.

Los sistemas RTV-2 constan de una resina polimérica y un catalizador que controlará la polimerización. La eficacia del curado dependerá de la dosificación del catalizador, por lo que se prefiere este tipo de adhesivos en líneas de producción industriales.

Una característica notable de las siliconas es que después de su curado se generan subproductos de reacción, como pueden ser aminas, alcoholes, oximas o ácido acético. Éste último puede ser corrosivo en sustratos de cobre. En general, las siliconas ofrecen alta adhesividad en una amplia variedad de sustratos, buenas propiedades eléctricas, son impermeables y resistentes a los rayos UV, tienen alta estabilidad térmica, alcanzando temperaturas de trabajo de entre -55° a 250°C y hasta 350°C en formulaciones especiales. Sin embargo, no pueden ser pintadas y no tienen muy buena estabilidad térmica frente a los aceites o compuestos clorados.

Por su parte, los poliuretanos de dos componentes polimerizan a partir de la combinación de isocianatos con polioles o aminas, y se caracterizan por tener altas velocidades de curado. Sin embargo, tienen baja mojabilidad sobre el sustrato, por lo que por lo general se requiere de imprimaciones a base de poliuretanos para actuar como interfase entre adhesivo y sustrato. En el caso de los poliuretanos, es notable la estabilidad química, su flexibilidad entre -40° y 80°C y además pueden ser pintados. No obstante, en ciertas industrias suele ser descartado su uso debido a los isocianatos, por lo que en la actualidad están siendo desplazados por los silanos modificados. Los silanos modificados son adhesivos relativamente recientes, y pueden distinguirse dos tipos básicos, silanos modificados de poliéter y de poliuretano; los primeros son más flexibles y elásticos, en comparación con los de poliuretano. Sin embargo sacrifican resistencia. En general los silanos modificados pueden ser pintados, presentan alta resistencia a los rayos UV y pueden ser aplicados sobre una muy amplia variedad de sustratos. Actualmente los silanos modificados representan ser una buena opción cuando se requieren adhesivos que no comprometan la seguridad laboral o el cuidado del medio ambiente.

FORMULACIÓN DE IMPRIMACIONES ACUOSAS

POR: MARCELA CORREA

Son imprimaciones acuosas para superficies de construcción, las que se utilizan tanto en sistemas de decoración como en sistemas de protección anticorrosiva. El ligante es una emulsión polimérica, las que son 100% acrílicas y acrílico-estirénicas han mostrado una excelente capacidad anticorrosiva. En ocasiones, uno de los inconvenientes a resolver al utilizar estas emulsiones es la capacidad de nivelación, especialmente cuando se aplica con brocha; una solución es utilizar agentes reológicos de baja tixotropía.

El sistema pigmentario va en función del destino final del producto (puede o no contener pigmentos anticorrosivos). Las cargas pueden ser una mezcla de sulfato de bario y talco en proporciones del orden de 4:1, siempre teniendo en cuenta que el talco no aporte excesiva tixotropía al sistema.

El PVC de la imprimación se situará en torno al 55-45%, siempre cercano al PVC, con el fin de obtener un efecto barrera adecuado. Los coalescentes se utilizarán en proporciones mínimas para la buena formación del film.

El pH final se situará en torno a 7,5 con el fin de evitar al máximo la formación de puntos de oxidación durante el proceso de secado.

Es aconsejable la utilización de agua blanda para la fabricación; si no es posible se deben de utilizar los secuestrantes necesarios para neutralizar los iones Ca++ y Mg++.

En el área de los dispersantes, tienen un buen comportamiento los poliacrilatos en conjunto con tensoactivos no iónicos. Los pigmentos anticorrosivos, aparte de su reactividad, normalmente contienen sales solubles que generan altas viscosidades. Los tensoactivos no iónicos contribuyen a mejorar su estabilidad.

Las características reológicas se obtendrán con pequeñas cantidades de bentonita (0.2-0.4%) y espesantes de poliuretano newtonianos.

Estas imprimaciones deben ser protegidas bacteriológicamente y a su vez debe de evitarse la oxidación de envase, lo cual se consigue mediante bactericidas en el primer caso y con benzoato o nitrito sódico en el segundo. Determinadas aminas, también tienen una buena efectividad (como lo es el aminometil propanol) ya que protegen asimismo la cámara de aire del envase.

Los sólidos totales en este tipo de productos son notablemente inferior a sus homónimos en base disolvente, generalmente no superan el 50% de sólidos en peso.

RECUBRIMIENTOS ARQUITECTÓNICOS

Por: Perla Itzel Alcántara Llanas

Las construcciones están formadas a base de una gran mezcla de componentes, desde estructuras metálicas hasta materiales cerámicos que ofrecen solidez y resistencia a los esfuerzos de compresión. Todos estos constituyentes finalmente son recubiertos por materiales que les proporcionarán protección a la intemperie, corrosión y al medio ambiente, así como un acabado superficial específico que le dará un efecto decorativo. Dichos materiales son llamados recubrimientos arquitectónicos o revestimientos.

Algunas de las características más importantes de los recubrimientos arquitectónicos son la baja captación y retención de polvo, alta retención de color, resistencia a diversos factores ambientales como los rayos ultravioleta, agentes atmosféricos, concentraciones salinas, agua y agentes alcalinos. Además, generalmente cuentan con una elevada permeabilidad al vapor de agua, para evitar concentraciones de humedad en muros; evitan la absorción de humedad hacia las paredes, impiden las filtraciones de CO₂ para eliminar las posibilidades de carbonatación del cemento, tienen buena adhesión al sustrato, resisten la formación de mohos, algas y hongos, y tienen la capacidad de unir grietas (crack bridging).

Los recubrimientos arquitectónicos pueden encontrarse con otros nombres, tales como pintura lisa, rugosa, revestimientos, revoque de capa gruesa, dependiendo de las características como textura, espesor de capa y la forma de aplicación.

Los revestimientos arquitectónicos pueden ser de origen inorgánico u orgánico; dentro de estos últimos podemos encontrar pinturas vinílicas, acrílicas, al aceite, alquídicas, poliéster, caucho clorado, epoxi o poliuretano. Para la formulación de los recubrimientos texturizados se emplean arenas de cuarzo o fibras de celulosa de alrededor de 50 μm (aunque según la norma europea EN-1062 – 1, se tienen cuatro niveles de recubrimientos texturizados, según el tamaño de partícula), para obtener acabados rugosos, los que permiten su aplicación aún en espesores bajos, además de obtener una superficie de color y textura homogénea.

Para tener una óptima adherencia, como en la aplicación de cualquier recubrimiento, es necesario una limpieza previa del sustrato, y además es conveniente la aplicación de una pintura látex. Cuando la imprimación se encuentre seca, se aplica el revestimiento con brochas o rodillos.

Además de los recubrimientos texturizados, dentro de los recubrimientos arquitectónicos se pueden encontrar las masillas, morteros, selladores y fijadores.

FACTORES A CONSIDERAR EN LA SELECCIÓN DE DISOLVENTES EN UNA PINTURA.

Por: Perla Itzel Alcántara Llanas

Podemos describir a una pintura o recubrimiento como una solución en disolvente o dispersión en agua de un polímero o resina, que puede ser también llamado medio ligante, y en el que se encuentran dispersas pequeñas partículas conocidas como cargas y que hacen la función de pigmentación.

En cuanto al tema de los disolventes, las pinturas los contienen para mantener una adecuada viscosidad en un rango de 50 a 1000 cp, que permiten una fácil aplicación y formación de un film de un espesor conveniente. Para la selección correcta del disolvente, se deben tomar en cuenta factores como la solubilidad, volatilidad, tensión superficial, efectos de viscosidad, inflamabilidad, olor, costo y el contenido de VOC’s, que debido a las tendencias y legislaciones, se pretende tener un mínimo o nula cantidad de éstos.

La solubilidad es la capacidad de disolver a la resina ligante, y puede ser analizada a través del parámetro de solubilidad δ, el cual es una medida de la energía cohesiva de cierto material. Teniendo los valores δ de dos materiales, se puede saber si son solubles entre sí, si sus parámetros son similares, así se puede identificar cuándo un solvente funcionará de la manera correcta con ciertos polímeros. La solubilidad también se puede analizar en cuanto a la clasificación de cada solvente, teniendo solventes no polares, medianamente polares y muy polares, cada clasificación será adecuada para distintos tipos de polímeros.

La volatilidad que tiene una pintura indica la velocidad a la que el solvente se evapora después de su aplicación, y repercute en el aspecto y propiedades físicas de la película final, además de que el tiempo de secado es un parámetro importante en las pinturas. La volatilidad de un solvente puede ser medida en función de su temperatura de ebullición, por ejemplo, solventes con temperaturas de ebullición mayores a los 150°C se consideran solventes lentos, entre 100-150°C son considerados solventes medios, mientras que los que ebullen por debajo de los 100°C son solventes rápidos. Algunos de los factores que influyen en la volatilidad son la presión de vapor del solvente a la temperatura de secado, la relación de superficie/volumen, que se incrementará cuando se tenga un film de espesor menor, y la velocidad de flujo de aire sobre el disolvente.

En el caso de las pinturas base agua, el curado suele ser un poco más complejo, ya que si se pretende que después del secado el film sea insoluble en agua, el polímero o agente ligante no puede solubilizarse en el agua mientras se encuentra en estado líquido antes de la aplicación. Debido a esto, las pinturas base agua forman emulsiones o dispersiones en las que el ligante se encuentra inmerso en pequeñas gotas formadas a través de un agente emulsionante. A medida que avanza el secado, el espacio entre las gotas se reduce hasta conseguir que se toquen unas con otras y exista coalescencia entre ellas, es decir, que las moléculas del polímero comiencen a unirse y entrelazarse, mediante el fenómeno de difusión, y así formen un material continuo. Ya que la difusión está en función de la temperatura, se debe tener una temperatura mínima de secado, la cual siempre será mayor a la temperatura mínima de formación del film (TMFF), que suele ser ligeramente menor a la Tg del polímero. Por lo tanto, para polímeros con Tg altas, la temperatura de secado también es mayor, sin embargo, estas temperaturas se pueden disminuir con la adición de agentes coalescentes o formadores de film, que normalmente son glicoles o alcoholes de alto punto de ebullición, por lo que el agua se evapora más rápidamente, dejando al ligante disolviéndose en un solvente rico en formador de film, donde se favorece la coalescencia y se obtiene un film continuo y exento de porosidad, a menos que se tenga una alta humedad relativa que disminuya la velocidad de evaporación del agua, y se pierda primero el agente coalescente, quedando huecos entre las moléculas que resultarán en porosidad.

Es importante una buena selección de disolvente para reducir posibles efectos adversos durante la aplicación y funcionamiento de la pintura, como el descuelgue, el ampollamiento, adhesión al sustrato o durabilidad.

PINTURAS IMPERMEABLES

Por: Perla Itzel Alcántara Llanas

En cuanto a la industria de la impermeabilización, se puede destacar el uso de las dispersiones acrílicas debido a su alta resistencia al agua, y que pueden ser aplicadas tanto verticalmente en fachadas, como horizontalmente en techo y terrazas, aprovechando su capacidad de evitar el descuelgue con determinada cantidad de cargas. Normalmente, a este tipo de pinturas impermeabilizantes se les mejora la resistencia mecánica con la adición de una malla de fibra de vidrio o de algún otro material sintético, sobre todo en aplicaciones horizontales donde se tienen zonas de tránsito pesado.

Según la norma UNE-EN ISO 7783, las pinturas impermeabilizantes deben presentar propiedades de los recubrimientos elastoméricos, es decir, presentan una alta barrera a la carbonatación, y una baja absorción capilar de agua, así como baja permeabilidad al vapor de agua, por lo que es necesario verificar la ausencia de humedad en el sustrato, para asegurar que no haya problemas de ampollamiento durante el secado, por humedad atrapada. Además, debido a su comportamiento elástico, estos recubrimientos pueden cubrir grietas de hasta 2 mm de espesor, mantener sus propiedades mecánicas entre los 10 °C y 40 °C, tener buena resistencia a la intemperie y evitar la pegajosidad y el ensuciamiento.

A través del tiempo y el desarrollo de los recubrimientos, la temperatura de transición vítrea de las pinturas impermeabilizantes se ha ido modificando, a fin de disminuir la pegajosidad y el ensuciamiento, así como la pérdida de la elasticidad debido a la migración del plastificante. En la actualidad, las resinas que se utilizan como ligantes para recubrimientos elásticos tienen una Tg de entre -5 a -30°C, lo cual cumple con el objetivo de disminuir pegajosidad y ensuciamiento, sin comprometer tenacidad o resistencia mecánica debido a un entrecruzamiento interno producido por un agente fotoiniciador de curado por rayos UV, lo que genera una superficie más dura y aumenta en general las propiedades mecánicas a temperatura ambiente y elevadas temperaturas.

Los acrílicos o los acrílicos estirenados utilizados como ligantes en la formulación de pinturas impermeabilizantes al agua o emulsiones de caucho, tienen una TMFF (temperatura mínima de formación del film) de 0°C, por lo que se trata de polímeros blandos de alta elasticidad. Los principales pigmentos usados son los óxidos de hierro, además de cromo y titanio. También pueden ser añadidas otras cargas como carbonato de calcio y sulfato de bario para modificar propiedades reológicas y mecánicas, y pequeñas cantidades de parafina para disminuir la absorción de agua en la película curada, la cual debe tener un espesor mínimo de alrededor de 600 μm de espesor para evitar la fragilización y la disminución de elasticidad.

Es importante verificar las condiciones en las que se encontrará trabajando el impermeabilizante, por ejemplo si funcionará sobre una superficie de tránsito pesado o no, para que en base a los requerimientos establecer la cantidad de cargas y aditivos que deberá contener.