Son muchas las características a tener en cuenta al momento de formular pinturas arquitectónicas base agua. A continuación presentamos importantes aspectos para desarrollar un producto ideal.
por Manuel Chire Sarayasi, Oscar E. Chupayo Yauri*
Una formulación de pintura arquitectónica debe alinearse con el conocimiento químico; aunque muy rara vez, en este tipo de formulaciones empleamos la química en un sentido reaccional, es decir considerando que las materias primas al mezclarse no reaccionen entre sí de forma inconveniente.
Otro aspecto importante se observa durante la fase de aplicación, donde algunas de las materias primas sufren importantes transformaciones físicas y químicas desencadenadas por la modificación de las condiciones ambientales, por ello se dice que las funcionalidades de los productos formulados están basadas en una reactividad propia de las materias primas.
Fig. N°1. La imagen muestra el resquebrajamiento de la película por el uso de resinas de muy alto TMMF o la ausencia de agentes coalescentes en la formulación. Un agente coalescente reduce la temperatura mínima de formación de película (TMMF) y facilita la coalescencia de las partículas de la dispersión durante la formación de la película.
Una buena formulación desarrolla productos de alta calidad, apoyándose en el conocimiento molecular y funcionalidad de cada insumo, por lo que controlar las características fisicoquímicas durante todo el proceso de producción, es crucial para que cada materia prima tenga un buen desempeño en la formulación.
Cuando formulamos una pintura arquitectónica, debemos prestar especial atención a las características y propiedades que se desean obtener, por ejemplo:
El agua juega un papel muy importante en la estabilización y desempeño de nuestras pinturas, está debe cumplir con un requisito indispensable: contener la menor cantidad de iones metálicos disueltos, ya que estos interfieren en los procesos de humectación de pigmentos y cargas, bases de pigmentos concentrados y eficiencia de los dispersantes.
Los alcalinizantes deben ser eficientes a bajas concentraciones, evitando los que reaccionan y cambian el color de las emulsiones, especialmente las vinílicas de bajo costo.
Emulsiones y coalescentes: si necesitamos que la pintura tenga un buen desempeño en ambientes fríos debemos usar una resina con una TMMF (Temperatura mínima de formación de filme) muy baja o un coalescente muy eficiente que la disminuya, o emulsiones con valores de Tg (Temperatura de transición vítrea) adecuados que permitan formular pinturas con capacidades elásticas.
Los biocidas deben ser seleccionados de acuerdo con la zona geográfica donde la pintura será aplicada, parámetros como temperatura, humedad relativa, deben ser considerados para garantizar una adecuada vida útil de la pintura; si buscamos atributos como pinturas antibacteriales, necesitaremos biocidas de amplio espectro y que actúen en la película seca.
En cuanto a los aditivos, la oferta comercial en estos últimos años y las tendencias verdes nos conducen a identificar aditivos con cero contenidos de VOC y olor, humectantes libre de alquilfenoles etoxilados, coalescentes de origen vegetal y fuentes renovables, entre otras novedades.
Los pigmentos también acompañan estas tendencias y encontramos pigmentos de alto desempeño y durabilidad, resistencia UV y nanotecnología aplicada en el dióxido de titanio con propiedades catalíticas.
Fig. N°2. Las pinturas antibacteriales vienen tomando auge en los países debido a sus beneficios hacia el consumidor.
La química de estos insumos es muy variada, y van desde moléculas sencillas hasta complejos polímeros lineales y reticulados, ensamblados con variados grupos funcionales. Cada una de estas estructuras son únicas para cumplir determinada funcionalidad; por ello la insistencia de conocer al detalle la relación existente entre la estructura química y la funcionalidad de cada insumo.
Fig. N°3. Estructuras moleculares de algunas de las materias primas utilizadas en la elaboración de pinturas arquitectónicas.
Las materias primas que utilizamos requieren de condiciones especiales para que puedan tener un buen desempeño; para controlar estas condiciones, el análisis fisicoquímico se hace presente a través de instrumentos y técnicas analíticas que nos permiten conocer estas condiciones durante el proceso, y gracias a estos resultados podemos regular las condiciones a los requerimientos de cada insumo.
El potenciómetro es el instrumento de medición más indispensable que nos permite controlar una de las condiciones más importantes en una pintura, el pH. Valores de pH entre 7.5 – 8.5, permiten una adecuada funcionalidad de muchos de los insumos presentes en una pintura arquitectónica, como la estabilización del sistema disperso, aceleración el proceso de hidratación en espesantes celulósicos, espesamiento de modificadores reológicos HASE, eliminación de monómeros residuales de los ligantes y por consiguiente del olor, y buen desempeño de biocidas tipo CMIT/MIT.
Otro instrumento sugerible es el Analizador de potencial zeta, que permite mejorar la estabilidad de formulación y la vida útil, así como reducir el tiempo y los costos de formulación; esto a través de la medición del potencial zeta existente en un sistema coloidal, como lo es una pintura acuosa.
El potencial zeta es una medida de la magnitud de la repulsión o atracción electrostática (o de carga) entre las partículas, y es uno de los parámetros fundamentales que se sabe afectan la estabilidad del sistema. Su medición aporta información detallada de las causas de la dispersión, agregación o floculación, y se puede aplicar para mejorar la formulación de dispersiones, emulsiones y suspensiones.
Fig. N°4. La imagen muestra parte de la instrumentación requerida para verificar el proceso productivo de las pinturas arquitectónicas.
Al término de una fórmula, también requerimos de caracterizarla a través de técnicas fisicoquímicas, para poder cumplir exigencias de estándares presentes en el mercado. Diversas normas técnicas, presentes en nuestros países, como las normas NTE (Norma Técnica Ecuatoriana), NTC (Norma Técnica Colombiana), NTP (Norma Técnica Peruana), entre otras; establecen los requisitos que deben cumplir las pinturas base agua empleadas para recubrir superficies exteriores e interiores.
Para cumplir con estos requisitos se necesitan de instrumentos que nos permitan medir, cuantificar y clasificar las propiedades finales de un producto. Instrumentos como el viscosímetro, picnómetro, estufa, balanza analítica, máquina de restregado, grindómetro, estirador de película, etc. nos permiten controlar determinadas características en una pintura final, como la viscosidad, la densidad, estabilidad acelerada, resistencia a altas temperaturas, porcentaje de sólidos, tiempo de secado, poder cubriente, pruebas de intemperismo acelerado, resistencia a la abrasión, entre otras.
Todas estas características serán las que tenemos que valorar a la hora de realizar un proyecto, para formular una buena pintura arquitectónica base acuosa.
* (1) Ing. Manuel Chire. Especialista de Marketing técnico en Pinturas & Construcción. Disan Perú S.A. Pueden enviarle sus comentarios al correo electrónico [email protected]
* (2) Quím. Oscar E. Chupayo. Asistente de Marketing técnico. Disan Perú S.A. Pueden enviarle sus comentarios al correo electrónico [email protected]
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