PRODUCTOS DE RELLENO: MASILLAS

Por: Marcela Correa

Las masillas son productos de elevada concentración de materia sólida; su consistencia es de alta viscosidad, poca fluidez, y su reología debe ser dilatante. Son productos que se utilizan para tapar o disimular defectos importantes en el soporte como  concavidades, cráteres, fisuras, abolladuras, etc. Y así dotar a la superficie de una correcta y perfecta planitud, una vez aplicados  deben tener la mínima contracción posible con la finalidad de arreglar los defectos con una sola aplicación.

Los componentes principales de las masillas son:

• Resinas: Existen masillas de dos componentes, que para lograr su endurecimiento requieren de un catalizador como lo son las masillas con resinas de poliéster  y epóxicas o las masillas de secado físico como las acrílicas o las nitro celulósicas.

• Cargas: Son generalmente partículas de relleno como lo son talco, yeso, Creta y microesfera. Existen masillas especiales como lo son las de aluminio, estaño o fibra de vidrio; las cargas son específicas para estos materiales, láminas de aluminio, estaño o fibras de vidrio respectivamente.

• Agentes reológicos y aditivos: Elementos que facilitan la mezcla y la aplicación de la masilla sobre la superficie. Deberá verificarse la resistencia al descuelgue de la masilla, esto se debe de lograr con las cargas o  algún aditivo que le proporcione reología, o en su defecto con la relación P/R.

• Pigmento: Componente que sirve para colorear las distintas masillas.

• Características finales que deben de poseer las masillas:

• Adherencia: Deben de tener una excelente adherencia dependiendo de la superficie para la que está diseñada como metales, plásticos, capas de pintura y superficies sobre las cuales se pretende enmasillas, por ello es necesario seleccionar una masilla que sea compatible.
• Poder de relleno: Deben de poseer un elevado poder de relleno, es por ello que el volumen de la masilla antes y después del curado o secado debe de ser de la misma magnitud.
• Elasticidad: Ha de ser capaz de soportar las vibraciones o cargas dinámicas sobre el soporte, así como cambios bruscos de temperatura, evitando que se agriete o despegue  la masilla y de esta la pintura posterior a esta.
• Fácil lijado: Posterior a su aplicación, la masilla debe de ser lijada para lograr un acabado completamente uniforme y plano al sustrato; las epóxicas por ejemplo son difíciles de lijar, mientras que las acrílicas son de gran facilidad.
• Baja porosidad: Una vez seca no ha de producir exceso de poros.
• Resistencia: Debe de poseer resistencia tanto química como mecánica ante agentes externos como golpes, desengrasantes o agentes de limpieza.

IMPORTANCIA DEL CPV Y CPVC EN RECUBRIMIENTOS

Por: Perla Itzel Alcántara Llanas

La concentración de pigmento en volumen es un término importante para la formulación de pinturas y recubrimientos, y puede definirse como la fracción de volumen de pigmento o cargas en volumen de película seca; es decir, es la relación que hay entre pigmento y ligante. La expresión matemática que define esta relación está dada por PVC = VP / (VP + VL), donde VP es el volumen de pigmento y VL representa el volumen de ligante. Es importante visualizar los dos casos extremos del sistema pigmento/ligante: PVC de 100% que implica solo pigmento, mientras que PVC de 0% implica ligante como único componente. Entre el 0 y 100% existen diversas relaciones intermedias entre pigmento y ligante, sin embargo, un punto importante de análisis es la concentración crítica de pigmento en volumen (CPVC), en el que el aire que se encuentra entre las partículas del pigmento es absolutamente desalojado, y el ligante completa totalmente los espacios vacíos entre las partículas densamente dispuestas.

En resumen, si el valor de PVC es mayor que PCVC, significa que la cantidad de ligante no es suficiente para llenar los espacios vacíos entre las partículas. 

Ciertas propiedades de una pintura son el reflejo de la relación que existe entre la CPV y la CPVC, valores que se pueden determinar a partir de la evaluación de dichas propiedades; tales como la densidad, la adhesión, la porosidad, el ampollamiento, la resistencia a la abrasión húmeda, el brillo o el poder cubriente.

La porosidad de una película seca indica la presencia de espacios vacíos ocupados por aire, es decir, que existe sólo para valores de PVC > CPVC. Ésta puede ser expresada como porosidad total PT o bien, como índice de porosidad IP; la primera consiste en considerar el porcentaje volumétrico de aire sobre la totalidad de la película mientras que el índice contempla sólo la fracción del espacio intersticial ocupado por aire. Una de las formas de expresar la porosidad de una película es a través de la ecuación dada por PT = (PVC - CPVC) / PVC. La porosidad también se puede calcular con la expresión IP = (PVC - CPVC) / [PVC - (1 - CPVC)]; de este modo, ambas porosidades están vinculadas por PT = IP (1 - CPVC).

Los valores de concentraciones de pigmento pueden variar de un producto a otro, sin embargo, la dispersión de pigmento en emulsiones son muy diferentes a los valores de una pintura base solvente, por lo tanto,  el secado también se da de una manera distinta. 

Las emulsiones, a diferencia de los recubrimientos base solvente, no son soluciones sino suspensiones de partículas relativamente pegajosas de un material resinoso en agua. El secado de una emulsión tiene como resultado que las partículas suspendidas se adhieran fuertemente entre sí, debido a la creciente disminución de las distancias entre ellas. La pérdida de agua puede suceder ya sea por su evaporación a la atmósfera y/o por la absorción de un sustrato poroso. La contracción de la película involucrada en esta etapa genera la coalescencia alrededor de las partículas de la carga, lo cual conduce a una disposición más o menos densamente empaquetada. La compactación del pigmento para alcanzar un alto valor de la CPVC es lograda principalmente por deformación plástica de las partículas del polímero.

CARGAS Y RELLENOS EN FORMULACIONES DE ADHESIVOS DE CURADO QUÍMICO Y SU FORMULACIÓN GENÉRICA

POR: MARCELA CORREA

Al igual que ocurre dentro de las formulaciones de pinturas, los adhesivos están formados por diferentes compuestos químicos donde cada uno de estos tiene una función específica, dentro de un adhesivo además del ligante que lo forma y aporta las propiedades principales, se encuentran otros elementos como lo son los aditivos y las cargas que aportan una serie de propiedades específicas.

Los adhesivos se pueden clasificar de varias maneras, aquí los clasificaremos de acuerdo al ligante, es decir la resina que lo forma, atendiendo la manera en que reticulan, que puede ser curado químico o físico, solo hablaremos de los de curado químico:

Los adhesivos de curado químico son aquellos que logran su reticulado mediante una serie de reacciones químicas (poliadición, policondensación o polimerización) que se producen internamente entre los monómeros, este tipo de adhesivos está formado por los siguientes elementos como ejemplo tenemos a los adhesivos de acetato de polivinilo:

• Monómeros: Son las unidades básicas que formarán al polímero, adoptando estructuras y propiedades de materiales termoplásticos, elastómeros o termoestables. La resina, el catalizador y los reactivos diluyentes se consideran monómeros.

• Prepolímeros: Son cadenas de polímeros ya conformados de pequeño longitud y peso, esencialmente se utilizan para adhesivos como el poliuretano y para los adhesivos de poliéster insaturado.

• Cargas o rellenos: Se trata de compuestos químicos los cuales varían fundamentalmente las propiedades mecánicas de los adhesivos, entre las cargas más utilizadas nos encontramos con el sílice, la arcilla, el polvo de aluminio, entre otras.

• Pigmentos: Son los compuestos químicos que aportan el color al adhesivo.

• Aditivos: Se tratan de compuestos químicos que varían las propiedades químicas de los adhesivos, los aceleradores, inhibidores de la corrosión, promotores de adhesión, retardantes de fuego y fungicidas son considerados como aditivos de los adhesivos.

De todos los compuestos anteriores nos enfocaremos en las cargas o rellenos, dado a que la correcta selección de las cargas o rellenos nos influirá directamente en las propiedades físicas, químicas y mecánicas del adhesivo así como también en su precio final.

Como ejemplos de rellenos o cargas en los adhesivos nos encontramos con polvo de aluminio, esferas de cristal, cobre, talco, óxido de aluminio, óxido de titanio, fibras de carbono. El uso de polvo de aluminio en formas de esfera reduce la viscosidad del adhesivo, el uso de fibras de vidrio reduce el mermado y a la vez aumenta la resistencia al impacto del adhesivo, el uso de óxido de aluminio reduce el coste.

Las cargas y rellenos que se incluyen en la formulación del adhesivo pueden influir en las siguientes propiedades o características del propio adhesivo:

• Reología
• Mojado
• Adhesión
• Curado
• Merma o contracción tras el curado
• Precio
• Propiedades mecánicas como la elongación, resistencia al impacto y vibraciones, módulo de elasticidad…
• Resistencia al calor, fuego, radiación…
• Conductividad térmica
• Conductividad eléctrica
• Coeficiente de expansión térmica
• Propiedades ópticas, color

Durante la fase de la formulación de las cargas que se van a utilizar en el adhesivo, hay que encontrar un equilibrio entre las propiedades que aporta cada tipo de relleno, puesto que puede producir efectos contrarios al deseado, por ejemplo, el uso de rellenos con poca viscosidad produce la concentración de estos mismos en la zona de adhesión o interface, impidiendo al polímero del adhesivo adherirse al sustrato, por otro lado el uso de cargas o rellenos con alta viscosidad aumentan la viscosidad del adhesivo empeorando las propiedades de mojado y por ende la adhesión del adhesivo al sustrato.

¿Cómo influye tanto la estructura morfológica, como tamaño de Cargas y Extender en la tixotropía y film de la pintura?

Por: Marcela Correa

Con frecuencia solemos pasar a un “extender” como “carga”, pero existe una gran diferencia; las cargas aportan materia sólida a la pintura en cuestión y un “extender” mejora el rendimiento de los pigmentos cubrientes. También es preciso indicar que en función de la carga utilizada varía de forma sostenible la viscosidad, la reología, el brillo y otras características del producto final. En la Norma EN ISO 3262 se encuentran definidas las propiedades de la carga para su uso en recubrimientos.

 A los “extender” también se les llama pigmentos inactivos, que aunque no aportan en sí color ayudan a una mejor distribución del pigmento, reduciendo con esto cantidad del mismo y como consecuencia costo final.

Para poder definir la influencia técnica de la “carga” y los “extender” en los acabados es básico conocer su estructura morfológica, la granulometría y absorción de aceite. La suma de estos tres criterios define la compactación de un recubrimiento y con ello sus características tales como:

-Viscosidad y fluidez del producto

-Formación de grietas al secado

-Poder Cubriente

-Porosidad y permeabilidad del agua y al gas carbónico

-Resistencia al frote en húmedo

Las “cargas” son por lo general de estructura esférica, mientras que los “extender” son de estructura laminar o acircular. Esta diferencia de estructuras  hace que en un medio líquido los pigmentos cubrientes, especialmente el bióxido de titanio, se distribuyan de forma completamente distinta.

Los “extender” van en pequeñas cantidades ya que un abuso de estos proporciona una alta viscosidad y probablemente un agrietamiento de la película final.

Las partículas esféricas son fáciles de dispersar y generalmente dan viscosidades estructurales bajas; las partículas laminares por el contrario muestran una elevada dificultad de dispersión y estructuras más rígidas; finalmente las acirculares tienen dificultad de dispersión y aportan una elevada viscosidad estructural.   

El tamaño de la partícula también es importante, ya que una partícula más fina tendrá un mejor mojado y con esto se obtendrá una menor tensión superficial final, reduciendo así problemas en el acabado como cuarteamiento.