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ABRIL 2016 / REC N° 35 3
AÑO XI - N° 35 - ABRIL 2016
ISSN
166
9-88
78
Revista Técnica para la Industria de Pinturas y Tintas
Publicación Técnica de
FIBRAS DE REFUERZOEN PINTURASY RECUBRIMIENTOS
LÁTEX HÍBRIDOSACRÍLICO-CASEÍNA
CORROSIÓN DE ACEROGALVANIZADORECOCIDO PINTADO
ETR: AGENDA 2016
REPORTAJE:EL PIBE FERRARI
A la memoriade Daniel Smid
4 REC N° 35 / ABRIL 2016
SUMARIO35RECUBRIMIENTOS
Año XI - Número 35 - Abril 2016Reg. de la Prop. Intelectual Nro. 730643
REC (Recubrimientos) es unapublicación trianual de
STAFF
Coordinador generalLic. Alejandro Pueyrredón
Editor TécnicoDr. Carlos Giudice
Editor Periodístico, Publicidad y FotografíaLic. Diego Gallegos
Diseño y DiagramaciónJorge Blostein D.C.G.www.jorgeblostein.com.ar
Edición y Comercialización
ISSN 1669-8878
Copyright: Las contribuciones de los autores con sus nombres o iniciales reflejan las opiniones de los mis-mos y no son necesariamente las mismas que las del cuerpo editorial. Ninguna parte de esta publica-ción puede ser reproducida ni utilizada de ninguna forma o medio sin el permiso escrito de ATIPAT.
Circulación 1.300 ejemplares.REC se publica en abril, agosto y diciembre.Próximo número fecha límite para enviar avisos y noticias: 30 de junio de 2016Los avisos se publican en los tamaños página entera y media página (al corte o a caja), un tercio de página apaisado, un cuarto de página agrupado, o un sexto de página.
Consultas sobre publicidad:Diego Gallegos: [email protected]
ATIPAT Asociación Tecnológica Iberoamericana de Pinturas Adhesivos y Tintas Sede Social: Güemes 1397, B1638CKK, Vicente López, Buenos Aires, Argentina. Tel./Fax (54 11) 4796-0123 (líneas rotativas). Horario de atención: lunes a viernes de 9.30 a 18. www.atipat.org.ar
DESAFÍOS Y OPORTUNIDADES 4
CARTAS DE LECTORES / EN MEMORIA DE DANIEL SMID 5
FIBRAS DE REFUERZO EN PINTURAS Y RECUBRIMIENTOS
Parte I. Funciones de las fibras y de la matriz
Carlos A. Giudice 6
FIBRAS DE REFUERZO EN PINTURAS Y RECUBRIMIENTOS
Parte II. Influencia del tipo de fibra de refuerzo y del material formador de pelí-
cula en pinturas de terminación aplicadas sobre fondos anticorrosivos basados
en zinc metálico
Carlos A. Giudice 12
LÁTEX HÍBRIDOS ACRÍLICO-CASEÍNA COMO LIGANTES
ACUOSOS MÁS AMIGABLES CON EL MEDIO AMBIENTE
Matías L. Picchio, Luis M. Gugliotta, Roque J. Minari 20
CORROSIÓN DE ACERO GALVANIZADO RECOCIDO
(“GALVANNEAL”) PINTADO 28
EL PIBE FERRARI
Por: Walter Schvartz 34
REPORT 2016 36
ESCUELA ETR 38
NOTICIAS 40
NOTICIAS ATIPAT CENA DE FIN DE AÑO 41
AÑO XI - N° 35 - ABRIL 2016
ISSN
166
9-88
78
Revista Técnica para la Industria de Pinturas y Tintas
Publicación Técnica de
FIBRAS DE REFUERZOEN PINTURASY RECUBRIMIENTOS
LÁTEX HÍBRIDOSACRÍLICO-CASEÍNA
CORROSIÓN DE ACEROGALVANIZADORECOCIDO PINTADO
ETR: AGENDA 2016
REPORTAJE:EL PIBE FERRARI
A la memoriade Daniel Smid
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ATIPAT
Estimados asociados y amigos de ATIPAT:
Hemos comenzado un nuevo año lleno de desafíos, no solo para nuestra indus-tria, sino para nuestra región. En Argen-tina comenzó la gestión de gobierno de un partido político que nunca antes es-tuvo en el poder nacional. Por otra parte, Brasil está atravesando una crisis política importante. Hubo cambios económicos significativos en toda la región y a nivel mundial. Los precios de los commodities agrícolas bajaron al igual que el petróleo que cayó a niveles de hace más de una década. El mundo entró en una etapa de desaceleración del crecimiento económi-co. Desafios... Oportunidades…Por eso mismo, yo sigo siendo optimis-ta. Tengo varios motivos para compartir con Uds. El año pasado fue la primera vez que llevamos empresas argentina y de Guatemala a participar junto a ATIPAT en ABRAFATI. Este año nos toca una nue-va edición del EXPOCONGRESO REPORT. No solo tendremos la mayor exposición
DESAFÍOS Y OPORTUNIDADES
de las últimas 3 ediciones sino que ade-más tendremos un Congreso excelente. ABRAFATI participará en Report y traerá proveedores brasileños a nuestra exposi-
ción. Además, hemos comenzado el año con un Curso Intensivo que contó con el doble de asistencia en alumnos de varios países Iberoamericanos. Contamos con asistentes de Ecuador, El Salvador, Uru-guay, Guatemala, Colombia, Chile, Perú y Argentina. También el 21 de abril esta-remos realizando una Jornada de Capaci-tación Técnica sobre control de pinturas para el cual tenemos ya confirmados nu-merosos asistentes. En mayo realizare-mos la primer charla gratuita para socios sobre las normas de GHS de aplicación obligatoria en 2017, a realizarse en el auditorio Estensoro de YPF, nuevo socio cooperador. Y por supuesto que vamos a seguir lanzando nuevos cursos para capa-citar a los técnicos de nuestra industria.Queda aún mucho por hacer y recorrer. Es por eso que los invito a participar de ATI-PAT, su asociación!!!
Ignacio BerszteinPresidente de ATIPAT
Abastecedora Gráfica
Akapol
Akzo
Anclaflex (Rapsa)
Arch Química Argentina
Archroma Argentina
Arquimex
Audax International
AZ Chaitas
Basf
Brenntag
SOCIOS COOPERADORESCasal de Rey
Chemisa
Colorín
Diransa San Luis
Dow Química
Eastman
Eterna Color
Evonik
Ferrocement
IDM
Indur
Inquire
M.C Zamudio
Multiquímica Rosario
Noren Plast
Omya
Oxiteno Argentina
Petrilac (Química del Norte)
PPG
Prepan (Plavicon)
Productora Química Llana y Cía
Pulverlux
Resimax (Riopint)
Sanyocolor
Sherwin WilliamsArgentina
Sinteplast
Tecmos
Tecnologíadel Color
Tersuave (Disal)
Trend Chemical
Vadex
W.R Grace Argentina
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CARTAS DE LECTORES
Sr Director,
Este pequeño escrito resume sentimientos que surgieron en una presentación en el úl-timo ABRAFATI. Le ruego su publicación en la REC. Agradecido, Hugo Haas
Mi opinión sobre la sustentabilidad
Durante el Congreso de ABRAFATI 2015 el tema fundamental fue la sustentabilidad. En la sesión plenaria sobre Innovación y Sustentabilidad del jueves 15 escucha-mos los conceptos del CEO de la Ameri-can Coatings Association, Sr. J. Andrew Doyle, del Director Global de R&D de Dow Chemical, Sr. Keith Watson y del Profesor Jamil Baghdachi de la Universidad de Mi-chigan. Semejante panel pasó al audito-rio una cantidad de conceptos sobre el tema, que de por sí tiene una gran impor-tancia.Pero para mí, un concepto del Profesor Baghdachi fue el detonante por el que sú-bitamente me llegaran a la mente una se-
rie de ideas y conceptos, que al principio me desorientaron, pero que poco a poco se afianzaron y configuraron ideas que no tuve el coraje de hacerlo en voz alta du-rante la sesión de preguntas. Baghdachi dijo: “debemos pensar de otra manera”, y que deseo verter ahora.Queda claro que los grandes consorcios pintureros, los grandes grupos de pro-ductores de materias primas, etc., parece que corrieran una carrera de obstáculos, que a medida que se avanza deben ser sorteados uno tras del otro. Los obstácu-los son las regulaciones que provienen de las autoridades u otras instituciones.Y me dio la impresión que a través del es-fuerzo de gigantescos grupos de tecnólo-gos, tales regulaciones son cumplidas, y a partir de allí, todos se quedan tranquilos, y se consideran “sustentables”, hasta que el planeta se queje. Por eso pienso que ese trabajo no considera la ética que exi-ge el planeta.Sólo como ejemplo, ¿Hacía falta una re-gulación para prohibir el plomo en las
pinturas? ¿O se necesitaba una regulación para eliminar el metanol, o los solventes derivados de la cadena del óxido de etile-no, o de limitar o eliminar la serie homó-loga de los hidrocarburos aromáticos? ¿O de los compuestos de Grignard de estaño en las pinturas “anti fowling”, o de los po-límeros que posteriormente se desarrolla-ron con estaño en la molécula? Y qué decir de los residuos y su tratamiento. Y como estos ejemplos, podríamos encontrar mu-chos másEs decir, parecería que se espera la reac-ción o respuesta del planeta, para que las tecnologías reaccionen y procedan a emi-tir una regulación, en lugar de haberlo he-cho como resultado de una posición ética frente al planeta.Por eso pienso que palabras como “sus-tentabilidad” que se ponen de moda, sin negar su importancia, son un arcano y en realidad una ilusión o un conglomerado de buenas intenciones que en realidad no existen, o que llegan tarde, esperando la reacción del planeta, en lugar de preverlas.
Con el 2016 recién tomando vuelo, nos llegó la triste noticia de que un amigo de siempre, Daniel Smid, nos dejaba un sábado. Al lunes siguiente Arquimex, la empresa a la que dedicó su vida no solo seguía trabajando, sino que no suspendió la visita programada de alumnos de la Escuela ETR de ATIPAT. Un gesto que dice mucho del legado que Daniel transmitió a su gente.Siempre sonriente y optimista, participó activamente como Socio Cooperador, Avisador de REC, Sponsor, Expositor de Jornadas Técnicas así como de REPORT, aún en las épocas más difíciles.
En REPORT 2014 agradeció la distinción que ATIPAT le dio por los 50 años de trayectoria de su empresa, y en el último
ABRAFATI, se encontró con Expotécnica y allí renovó su apuesta como expositor REPORT, con la fuerza que siempre transmitía. Esa imagen sonriente y de buena gente es la que hoy queremos fijar como recuerdo de alguien que mucho hizo por la industria y con quien sentimos mutuo afecto.Desde estas líneas queremos hacer llegar un fuerte abrazo a su familia y dedicar a su memoria este número de REC, publicación a la que siempre brindó su apoyo incondicional.
Gracias y hasta siempre Daniel.
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Carlos A. Giudice
*Trabajo presentado en Report 2010
UTN (Universidad Tecnológica Nacional), Calle 60 y 124, La Plata, ArgentinaE-mail: [email protected]
MATERIALES COMPUESTOS
FIBRAS DE REFUERZO EN PINTURASY RECUBRIMIENTOS
1. INTRODUCCIÓN
La mayoría de las tecnologías modernas requiere materiales con una combina-ción inusual de propiedades, imposibles de diseñar con los existentes en forma in-dividual. Esta necesidad es muy evidente en aplicaciones espaciales, subacuáticas y en los transportes; así, por ejemplo, en la industria aeronáutica se solicitan cada vez más materiales de baja densidad que sean resistentes y rígidos, pero también con muy buen comportamiento frente a impactos, a la abrasión y a la corrosión si-multáneamente.Las combinaciones de propiedades de los materiales se han ampliado mediante el desarrollo de materiales compuestos; estos son sistemas multifase obtenidos artificialmente (“composite” o FRP, “fiber-reinforced polymer”). A nivel internacional, en muchos labo-ratorios de investigación y desarrollo en tecnología de pinturas y recubrimientos, se está estudiando la influencia de fibras de refuerzo sobre el comportamiento de la película en servicio, las propiedades fisi-comecánicas y su aspecto superficial. Estos sistemas híbridos se formulan y ela-boran con fibras de refuerzo de diferentes características físicas y químicas. Se define como fibra a cualquier material que tiene una relación mínima de largo / promedio de la dimensión transversal de 10/1; ade-más la dimensión transversal no debe su-perar los 250 μm.
Las fases constituyentes, separadas por una interfase, pueden ser química o físi-camente distintas; están conformadas por una matriz o fase continua (por ejemplo, un material polimérico) y otra discontinua o dispersa (por ejemplo, fibras de refuer-zo), Figura 1.Este diseño ha combinado entre otros, ciertos metales, cerámicas y polímeros, produciendo una nueva generación de materiales con una mejor rigidez, tenaci-dad y resistencia a la tracción tanto a tem-peratura ambiente como a elevadas tem-peraturas.Las propiedades de los materiales com-puestos dependen fuertemente de las ca-racterísticas físicas y químicas de las fases constituyentes, de sus proporciones relati-vas y de la geometría de las fases disper-sas.
2. FUNCIONES DE LAS FIBRASY DE LA MATRIZ
Para comprender el comportamiento glo-bal de los materiales compuestos resulta importante conocer la función de cada componente del sistema. Con respecto a las fibras, estas son las si-guientes:
l Aportar la resistencia a la tracción re-querida al material compuesto. l Soportar las tensiones internas para evitar la formación de grietas.l Regular la dureza y la elasticidad. l Proveer conductividad o aislamiento eléctrico.
Por su parte, la matriz debe realizar las si-guientes acciones:
l Obligar a las fibras a trabajar en forma conjunta, para lo cual le debe transferir los esfuerzos de tracción.l Aislar las fibras entre ellas para que trabajen en forma separada con el fin de controlar la propagación de fisuras en el soporte.
Lo más importante a tener en cuenta es que la fibra es el componente que “absor-be” los esfuerzos de tracción en la direc-ción axial a las mismas. En sentido perpen-dicular a la dirección de las fibras, las pro-piedades resistentes serán exclusivamente las que aporta la matriz polimérica, siendo claramente inferiores.Uno de los factores más importantes a la hora de seleccionar un sistema es la com-patibilidad de la matriz con la fibra de re-fuerzo; esto implica que no debe existir ninguna reacción química indeseable en la interfase matriz-fibra de refuerzo. En algunas ocasiones, las reacciones en la interfase pueden conducir a la formación de compuestos intermetálicos los que pueden afectar negativamente la transfe-rencia de carga a la que puede estar so-metido el “composite” hacia las fibras; los productos de reacción también pueden actuar como lugares para la nucleación de grietas. La matriz actúa como un revestimiento de
Figura 1. Conformación de un material compuesto con disposición unidireccional de fibras
Parte I. Funciones de las fibras y de la matriz*
+ =
FIBRA RESINA COMPOSITE
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MATERIALES COMPUESTOS
protección de las fibras, protegiéndolas frente ataques mecánicos (golpes, fricción, etc.) y químicos (ácidos, álcalis, etc.). En resumen, las principales funciones de la matriz en un material compuesto son mantener las fibras de refuerzo en su posi-ción de trabajo y además distribuir eficien-temente la carga entre ellos.
3. CLASIFICACIÓN DE LOS MATERIALES COMPUESTOS
En general, la fase continua del sistema es el componente más “débil” del material compuesto y por lo tanto el más suscep-tible a presentar defectos tanto de fabri-cación como de envejecimiento por reac-ciones internas del sistema o por la agre-sividad del medio en el cual se encuentra inserto. La naturaleza de la matriz depende de las condiciones operativas para la que se diseña el material compuesto como así también de las características físicas y químicas del medio. En los materiales compuestos, general-mente la fase continua es de naturaleza
polimérica con refuerzos poliméricos, metálicos o cerámicos (90% de la pro-ducción mundial); metálica con materia-les dispersos metálicos o cerámicos (8% del total) y cerámica con fibras metálicas o cerámicas (2% de la producción). Algu-nos ejemplos son los siguientes:Matriz metálica: Este tipo de “composite” se elabora fundamentalmente para com-ponentes aeroespaciales y para motores de diversas características; está usual-mente reforzada con fibras continuas y discontinuas y además con partículas de diferente morfología. Un ejemplo carac-terístico está dado por las aleaciones de aluminio reforzadas con fibras de boro, de alúmina, carburo de silicio, etc. Matriz cerámica: Las principales fibras de refuerzo que se emplean en este tipo de matrices son el carburo de silicio y el óxi-do de aluminio. Se elaboran diferentes materiales cerámicos con fines muy es-pecíficos. Matriz polimérica: La principal caracterís-tica de este tipo de material compuesto es, en general, su elevada resistencia a la corrosión y a los agentes químicos; esto
fundamenta su creciente empleo en la industria de la pintura. Las principales matrices son formuladas con resinas po-liéster, vinílicas, epoxídicas y fenólicas. Las fibras de refuerzo más empleadas son las de vidrio, carbón, aramide (poliamidas aromáticas), boro, polietileno, alúmina y cuarzo, ya sea en forma simple o combi-nada. En general, la matriz polimérica está constituida por alguna resina termoen-durecible o termoplástica. Ejemplos de “composites” de matriz termoendure-cible incluyen materiales epoxídicos, cianatos, bismaleimidas, poliimidas, po-liuretanos, poliisocianuratos y similares. Entre los de matriz termoplástica apro-piada se encuentran las poliamidas, po-liolefinas, polioximetilenos, polisulfonas, polietersulfonas, polietercetonas, sulfu-ros de polifenileno, éteres de polifeni-leno, poliésteres (incluyendo los poliés-teres cristalinos líquidos), poliestireno, poliuretanos termoplásticos y similares. Desde luego, estas listas de polímeros termoendurecibles y termoplásticos son ilustrativas y no limitantes. Las combina-
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ciones de estos polímeros termoendu-recibles y termoplásticos también son apropiadas.
4. EMPLEO DE LOS MATERIALES COMPUESTOS4.1 Fibras y “composites” diversos
En la actualidad estos tipos de materiales se consideran demandantes ideales para microprocesadores, placas de asiento de módulos de potencia y difusión de calor. También se ha incrementado su uso en la industria automotriz para intentar reducir los costos; además, se emplean en moto-res para disminuir el peso, para soportar los incrementos de temperatura, para me-jorar propiedades como la resistencia al desgaste, lubricidad, etc. En la industria aeroespacial, su uso también contribuye a la disminución de peso de sus componentes, al eficiente empaqueta-miento de algunos dispositivos electróni-cos para protegerlos de la humedad y otros riesgos ambientales, etc. Este tipo de siste-mas también han sido útiles para fabricar cañas de pescar, raquetas de tenis e incluso palos de golf. Otros “composites” se elaboran directa-mente con el material usualmente emplea-do con fines específicos como matriz y con la incorporación de fibras especiales para cada caso; así, por ejemplo, de carbono o poliméricas para mejorar las propiedades del hormigón; de polipropileno, aligeradas con perlas de poliestireno expandido, para el refuerzo del yeso en la construcción; de diversa naturaleza química para evitar fisu-ras en puentes y pavimentos; de diferentes características para reducir la conductivi-dad térmica en cerámicas; etc.En el campo de construcción civil el uso de las fibras de refuerzo se fundamenta en la búsqueda de la reducción de las densida-des de los materiales (puede alcanzar has-ta el 50% del valor original); por lo tanto y dado las mejoradas propiedades fisicome-cánicas, el peso de los elementos cons-tructivos que pueden elaborarse con estos “composites” disminuye sensiblemente.Actualmente, frente a la explosión de la nanotecnología se están utilizando tam-bién fibras de refuerzo de dimensiones nanométricas; así, por ejemplo, ya se de-sarrollado tecnologías que permiten ma-nufacturar materiales compuestos lamina-dos con nanofibras de carbono y microfi-bras de vidrio dispersadas en resinas po-liésteres con vistas a su futura aplicación en la industria del automóvil.En el campo textil (ropa de vestir, alfom-bras, cortinas, etc.), se están empleando fibras de refuerzo de diferente naturaleza química como materiales alternativos al
amianto por los riesgos para la salud que este presenta. Las ventajas y desventajas en este cam-po de cada una de las fibras actualmente en uso, en relación al amiento, son las si-guientes:
l Fibras de amianto. Se emplea para ela-borar tejidos resistentes a la acción del fuego, ya que soporta altas temperatu-ras de trabajo (500 °C) y por conferirle a los mismos excelente resistencia quími-ca. Sin embargo, las telas que tienen in-corporado este material como refuerzo son pesadas y de difícil lavado, además de la ya citada acción fuertemente agre-siva para la salud humana.l Fibras de carbón. Los tejidos con esta fibra son livianos (baja densidad) y so-portan también una elevada tempera-tura de trabajo continuo (alrededor de 450 °C). Por otro lado, resulta oportuno mencionar que presentan una reducida resistencia a la tracción y fundamental-mente que eliminan cianuro de hidró-geno durante su combustión (gas alta-mente tóxico).l Fibras de vidrio. Las ventajas funda-mentales son la elevada resistencia quí-mica por su propia naturaleza, el satis-factorio comportamiento a temperatu-ras de exposición continua de hasta los 350 °C, su bajo costo, la alta resistencia a la tracción y su buena procesabilidad. La principal desventaja es que resulta alta-mente irritante para la piel.l Fibras de aramida. Estas poliamidas aromáticas tienen baja densidad, pue-den elaborarse con un bajo módulo de elasticidad lo que permite la manufac-tura de textiles muy flexibles, otorgan suavidad a los tejidos y resisten una temperatura de trabajo de alrededor de los 250 °C. Sin embargo, sus fibras son quebradizas, difíciles de procesar (cor-tar, tejer, etc.) y resisten pobremente a la acción de la fracción UV de la luz solar.l Fibras de polietileno. Se pueden fabri-car con pesos moleculares muy altos, lo cual le confiere propiedades mecánicas similares a las fibras de aramida y con menor densidad que aquellas (alrede-dor de un 30%); otras ventajas es que presentan elevada resistencia química y a la abrasión, baja absorción de hume-dad, etc. Su desventaja más significativa es su reducida temperatura máxima de servicio (punto de fusión alrededor de los 140 °C), por lo que se emplean con regular suceso en textiles.
En función de lo arriba mencionado en cuanto al uso de fibras en diferentes ma-teriales, las investigaciones científicas y
tecnológicas en el campo de la tecnología de pinturas se han incrementado sensi-blemente en los últimos tiempos a nivel internacional empleando ya sea fibras de diferente naturaleza química.
4.2 Fibras de refuerzo en pinturas y recubri-mientos
4.2.1 Semiconductoras
Los términos “fibras de refuerzo conduc-toras”, “fibras conductoras” y similares se refieren a fibras que exhiben una marca-da conductividad eléctrica tal como, por ejemplo, las fibras de carbono (que abar-can desde fibras amorfas hasta fibras de grafito), las fibras de carburo de silicio, las fibras de nitruro de boro, las fibras de ni-truro de silicio y similares, cuya conductivi-dad se considera demasiado elevada para ser aislante. Generalmente, la conductivi-dad de las mencionadas fibras las sitúa en la categoría de semiconductores.
Fibras de carbón
Las fibras de carbón se elaboran por piró-lisis controlada y ciclización de ciertos pre-cursores orgánicos tal como el poliacrilo-nitrilo (PAN), Figura 2.Estas fibras tienen como propiedades fí-sicas una baja densidad (entre 1,5 y 2,0 g.cm-3), reducida resistencia a la tracción y elevada rigidez. Sus propiedades mecáni-cas, como se mencionara, no se deterioran por la acción de la temperatura hasta valo-res cercanos a los 450 °C.En pinturas se emplean fibras de carbón con valores promedio de 1100 μm y 90 μm para el largo y la dimensión transversal, respectivamente.
Fibras de grafito
El grafito es una forma alotrópica del car-bón (hexagonalmente cristalizado). Pre-
MATERIALES COMPUESTOS
Figura 2. Fibra de carbón
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senta color negro con brillo metálico, es refractario, se exfolia con facilidad y es no magnético; tiene una densidad a 25 °C de 2,267 g.cm-3. Las fibras de grafito se manufacturan a partir de dos tipos de materias primas:
l Fibras PAN (poliacrilonitrilo), las cuales son del tipo polimérico de origen textil. l Fibras PITCH, las que se obtienen de la brea de alquitrán de hulla o bien petró-leo purificado.
Las primeras, son las más extendidas en la producción de estas fibras, mientras que las fibras “pitch” aportan mayor rigidez aunque son más frágiles (se fracturan con menor elongación porcentual).Durante el proceso de fabricación, las ma-terias primas se exponen a la oxidación dado que se emplean para ello tempera-turas extremadamente altas. Posterior-mente, pasan por procesos de carboniza-ción y grafitización. Durante estos últimos, las fibras originales sufren una serie de cambios a nivel químico que les aportan mayores relaciones de rigidez-peso y de resistencia a la tracción-peso.Se emplea usualmente en pinturas como pigmento para otorgar propiedades con-ductoras a la película. En la dirección per-pendicular a las capas presenta una baja
conductividad de la electricidad, la que aumenta con la temperatura, razón por la cual se comporta en esa dirección como un semiconductor; a lo largo de las capas la conductividad es mayor y aumenta tam-bién proporcionalmente con la tempera-tura, lo que le confiere características de un conductor semimetálico.El grafito está conformado por escamas o láminas cristalinas adheridas entre sí, las que son responsables de la citada exfo-liación. Los electrones que se encuentran entre capa y capa son los que conducen la electricidad; estos son los que le confieren a su vez el aludido brillo (la luz se refleja sobre la nube electrónica). En pinturas se emplean fibras de grafito con valores promedio similares a los ya ci-tados para las fibras de carbón.
Fibras de carburo de silicio
El carburo de silicio (SiC), también llamado carborundo, es un carburo covalente de relación estequiométrica 1:1 y que tiene una estructura de diamante, a pesar del diferente tamaño de los átomos de C y de Si que podría impedir la misma; la citada estructura le confiere una elevada dureza.Este compuesto se lo puede definir como una aleación sólida; se basa en que sobre la estructura anfitriona (C en forma de dia-
mante) se reemplazan átomos de este por otros de Si, siempre y cuando que el espa-cio disponible sea similar al tamaño del átomo que lo va a ocupar.El carburo de silicio se trata de un mate-rial semiconductor y refractario. Presenta muchas ventajas para ser utilizado en dis-positivos que trabajan en condiciones ex-tremas de temperatura, tensión eléctrica y frecuencia.El carburo de silicio puede soportar un gradiente de un campo eléctrico de has-ta ocho veces mayor que el silicio puro o que el arseniuro de galio sin que la rotura tenga lugar, razón por la cual es de utilidad en la fabricación de diodos, transistores, etc. Además, presenta la ventaja de poder manufacturarse con una elevada densidad de empaquetamiento en los circuitos inte-grados.Debido a la elevada velocidad de satura-ción de portadores de carga es posible emplear SiC para dispositivos que trabajen a altas frecuencias, ya sean radiofrecuen-cias o microondas. Finalmente, resulta oportuno mencionar que exhibe una dureza de aproximada-mente 9 en la escala de Mohs, la cual le proporciona una elevada resistencia me-cánica que junto a sus propiedades eléc-tricas arriba citadas hacen que dispositivos basados en SiC ofrezcan numerosos bene-
RESINAS ACRÍLICAS
RESINAS ALQUÍDICAS
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POLIAMIDAS
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MATERIALES COMPUESTOS
ABRIL 2016 / REC N° 35 11
ficios frente a otros semiconductores. Ade-más, estas fibras son muy estables incluso en condiciones muy oxidantes. En pinturas se emplea carburo de silicio en forma de fibra con valores promedio de 1130 μm y 88 μm para el largo y la dimen-sión transversal, respectivamente.
Fibras de nitruro de silicio
El nitruro de silicio (Si3N4) se presenta en tres estructuras cristalográficas diferentes (α, β y γ). Industrialmente se lo obtiene por reacción directa entre el silicio y el nitróge-no a temperaturas entre 1300 y 1400 ºC. El nitruro de silicio es un material frecuen-temente empleado en la manufactura de cerámicas estructurales con elevadas soli-citudes de tensión mecánica y resistencia al desgaste; presenta un módulo de elas-ticidad moderadamente elevado y una resistencia a la fractura excepcionalmente alta, lo cual lo hace atractivo para su em-pleo en forma de fibra como material de refuerzo para películas de pintura. Se com-porta como un semiconductor y tiene una densidad a 25 °C de 3,443 g.cm-3. En pinturas se utiliza la forma hexagonal fase β en forma de fibra, con valores pro-medio respectivamente de 1205 μm y 102 μm para el largo y la dimensión transver-sal.
Fibras de nitruro de boro
El nitruro de boro (CB) es un compues-to binario del boro, que consiste en pro-porciones iguales de boro y nitrógeno. El compuesto es isoelectrónico al carbono (el boro aporta 3 electrones de valencia y el nitrógeno 5) por lo que el nitruro de boro tiene formas polimórficas, homólo-gas a los alótropos del carbono.El nitruro cúbico de boro (c-BN) es un material artificial extremadamente duro, aunque de una dureza menor a la del dia-mante; al igual que este último, el c-BN es un aislante eléctrico y un excelente con-ductor de la energía térmica. Es amplia-mente utilizado como un abrasivo para herramientas industriales, en especial para el mecanizado de aceros aleados y materiales de gran dureza.Los BN hexagonales se pueden preparar bajo la forma de fibras, estructuralmente similares a las fibras del carbón, razón por la cual frecuentemente se lo denomina “fibra blanca del carbón”. Estas pueden ser preparadas por la descomposición térmica, a aproximadamente 1800 °C, de fibras de borazine con la adición del óxi-do del boro en una atmósfera de nitróge-no; también puede ser preparado por la descomposición térmica, a alrededor de
los 1000 ºC, de fibras de celulosa impreg-nadas con ácido bórico o tetraborato del amonio en una atmósfera de amoníaco / nitrógeno. Las fibras del nitruro del boro se utilizan como refuerzo en materiales compuestos basados en matrices poliméricas, cerámi-cas y metálicas. En pinturas se utilizan en forma de fibras, con valores promedio respectivamente de 980 μm y 110 μm para el largo y la dimensión transversal.
4.2. Aislantes
Las fibras con características aislantes desde un punto de vista eléctrico más ampliamente usadas son las siguientes:
Fibras de vidrio
El vidrio es un material duro, transparen-te y amorfo; se obtiene por fusión a apro-ximadamente 1.500°C a partir de la sílice (SiO2), el carbonato de sodio (Na2CO3) y la piedra caliza (CaCO3). Las propiedades más relevantes que presenta el vidrio son el satisfactorio comportamiento frente al ataque por agentes químicos, la alta re-sistencia eléctrica y el elevado módulo de elasticidad en relación a un material for-mador de película adecuadamente plas-tificado; tiene una densidad a 25°C de 2,491 g.cm-3.La fibra de vidrio (“fiberglass”) es un ma-terial fibroso obtenido al hacer fluir vidrio fundido a través de una pieza de aguje-ros muy finos; al solidificarse, presenta la suficiente flexibilidad para ser empleado como fibra.Las fibras de vidrio se las emplea, además de la ya citada industria textil, para cons-truir cascos de veleros, terminaciones de tablas de surf, cables de fibra óptica utili-zados en el mundo de las telecomunica-ciones para transmitir señales lumínicas, producidas por láser o LEDs. También se utiliza habitualmente como aislante térmico en la construcción, en forma de mantas o paneles de unos po-cos centímetros de espesor.Entre sus principales propiedades para su empleo en pinturas, merecen citarse el buen aislamiento térmico, su inercia fren-te a ácidos, su bajo costo y su elevada re-sistencia térmica, etc. En pinturas se em-plean fibras de vidrio con valores prome-dio de 955 μm y 86 μm para el largo y la dimensión transversal, respectivamente.
Fibras de alúmina
Las fibras de alúmina policristalina se pue-den elaborar por extrusión partiendo de una densa mezcla de polvos finos de alú-
mina en suspensión en una matriz de al-ginato; luego se sinteriza la masa fibrosa a alta temperatura. Las fibras de alúmina son muy fuertes desde un punto de vista mecánico y además son resistentes a tem-peraturas tan elevadas como los 900-1000 °C. Las fibras utilizadas para manufacturar diversos materiales compuestos son rela-tivamente no inflamables, por lo que no requieren un tratamiento superficial pre-vio. Sin embargo, a altas temperaturas se ablandan o se funden y por lo tanto su resistencia mecánica se reduce sensible-mente. Las fibras de alúmina son muy rí-gidas (elevado módulo de elasticidad); usualmente tienen una densidad entre 3 y 4 g.cm-3.Estas fibras se utilizan con resinas epoxi, fe-nólicas, etc. con valores promedio de 1150 μm y 95 μm para el largo y la dimensión transversal, respectivamente.
Fibras de cuarzo
El cuarzo es una sílice cristalina (romboé-drica) por lo que no es susceptible de exfo-liación; químicamente es dióxido de silicio (SiO2). Se presenta usualmente incoloro (estado puro), pero puede adoptar numerosas to-nalidades si lleva impurezas; su dureza es tal que puede rayar los aceros comunes. Se emplea en pinturas con frecuencia como extendedor luego de ser molido y clasificado por tamaño (diámetro medio entre 1,5 y 9,0 μm). Es un material aislante desde el punto de vista eléctrico; su densi-dad a 25°C es 2,650 g.cm-3.En pinturas se emplea cuarzo en forma de fibra con valores promedio de 1118 μm y 95 μm para el largo y la dimensión trans-versal, respectivamente.
Fibras de aramida
Estas fibras están basadas en poliamidas aromáticas en las que al menos el 85% de los grupos amido están conectados directamente a un grupo aromático. Las fibras de aramida están generalmente dis-ponibles en el mercado en las formas de alto y bajo módulo de elasticidad; como se mencionara, su principal ventaja es su baja densidad, 1,410 a 1,450 g.cm-3 (más reducida que las fibras de vidrio y carbón), Figura 3.Tienen una aceptable estabilidad térmica hasta los 250 °C y requieren un elevado ni-vel de oxígeno para su combustión.En pinturas se emplean fibras de aramida con valores promedio de 1180 μm y 100 μm para el largo y la dimensión transver-sal, respectivamente.
MATERIALES COMPUESTOS
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Fibras compuestas
Actualmente existen fibras compuestas por materiales diversos con el fin de aunar sus propiedades intrínsecas y disminuir costos, Figura 4. En el caso de la citada figura, el nú-cleo central está construido en tungsteno, rodeado de carburo de silicio (β-SiC) y un recubrimiento superficial de carbono.
Fibras de poliolefinas
Las poliolefinas constituyen un grupo de materias sintéticas cuya principal venta-ja técnica estriba en su economía ya que proceden de los subproductos de la des-tilación y craqueo del petróleo. A este gru-po pertenecen los polietilenos apropiados para tejidos técnicos, cuerdas, telas fil-trantes, etc. pero no, como se menciona-ra, para vestimenta por su bajo punto de ablandamiento y alta contracción; los po-libutadienos y los polipropilenos no son apropiados para fabricar fibras, excepto los isotácticos que se emplean en la fa-
bricación de alfombras, lonas, tapizados, mantas, medias, etc.Las fibras de polietileno y de polipropileno se obtienen por hilado en fusión de las po-liolefinas correspondientes, es decir, por extrusión del material en estado fundido a través de orificios. Los filamentos plásticos que salen de la tobera son estirados a va-rias veces su longitud para aumentar su re-sistencia mecánica, solidificando en el aire.La polimerización del etileno puede lle-varse a cabo en fase gaseosa a presiones y temperaturas altas siguiendo el mecanis-mo de radicales libres o bien a 60-70 ºC y presión normal en presencia de aluminio trietilo según el mecanismo aniónico. En el primer caso se obtienen polietilenos de bajo peso molecular, con ramificaciones metílicas que se caracterizan por su elas-ticidad y flexibilidad y en el segundo caso resultan polietilenos de mayor peso mole-cular, no ramificados y más duros y rígidos que los anteriores.El polipropileno isotáctico presenta en su cadena macromolecular una repetición re-
gular de las unidades monómeras con áto-mos de carbono terciario de igual configu-ración estérica, es decir, los sustituyentes metílicos se encuentran todos por encima o todos por debajo del plano determinado por la cadena carbonada. Se obtiene por polimerización del propileno mediante catalizadores heterogéneos estéreo-es-pecíficos, los cuales actúan absorbiendo y orientando el monómero en su superficie, formándose luego las cadenas poliméricas ordenadamente en dichas unidades orien-tadas.El polipropileno isotáctico es la poliolefina que presenta mayor grado de cristalinidad y empaquetamiento molecular, junto con las propiedades mecánicas más favora-bles. Tiene la ventaja de poseer una tem-peratura de ablandamiento superior a la del polietileno, siendo además de menor densidad. Las fibras son estables a los re-activos químicos y a la corrosión, no absor-ben agua ni humedad, pero son sensibles a las radiaciones ultravioletas. Las fibras de poliolefinas se emplean exito-samente en la formulación de pinturas al látex, particularmente para exteriores; las fibras tienen valores promedio de 150 μm y 85 μm para el largo y la dimensión trans-versal, respectivamente.
5. AGRADECIMIENTOS
El autor agradece a las autoridades de la Facultad Regional La Plata de la Universi-dad Tecnológica Nacional y a la Comisión Directiva de ATIPAT (Asociación Tecnológi-ca Iberoamericana de Pinturas, Adhesivos y Tintas) por el apoyo brindado para la pre-paración de este trabajo.
MATERIALES COMPUESTOS
Figura 3. Fibra de aramida Figura 4. Fibra compuesta
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MATERIALES COMPUESTOS
Carlos A. Giudice
FIBRAS DE REFUERZO EN PINTURASY RECUBRIMIENTOSParte 2. Influencia del tipo de fibra de refuerzo y del material formador de película en pinturas de terminación aplicadas sobre fondos anticorrosivos basados en zinc metálico*
1. INTRODUCCIÓN
Establecida la naturaleza electroquímica de la mayoría de los procesos de corro-sión, la tecnología de las pinturas an-ticorrosivas se orienta en el sentido de formular productos destinados ya sea a controlar el desarrollo de las reacciones electródicas o bien aislar la superficie metálica mediante la aplicación de pelí-culas de muy baja permeabilidad y ele-vada adhesión.Las pinturas ricas en zinc y en aquellas modificadas con extendedores y/o pig-mentos inhibidores de la corrosión me-tálica presentan una mayor eficiencia en relación a otros tipos de recubrimientos. Considerando el concepto de ánodo de sacrificio (protección catódica), se han formulado pinturas que consisten en dispersiones de polvo de zinc de elevada pureza en vehículos orgánicos e inorgá-nicos; en estos materiales, cuando se en-cuentran aplicados en forma de película, existe un íntimo contacto de las partícu-las entre sí y con la base o sustrato metá-lico que se desea proteger. La película de las pinturas formuladas con zinc metálico necesita generalmen-te una capa de terminación para contro-lar la reacción del zinc metálico con el agua, vapor de agua, oxígeno, dióxido de carbono, etc. del medio ambiente; en muchos casos también se la emplea para conferirle al sistema un mejor acabado. Además, estas son frecuentemente utili-
zadas para recuperar el aspecto estético de superficies pintadas originalmente con pinturas de diferente naturaleza quí-mica que aún no presentan un estado de corrosión, pero que fueron afectadas fundamentalmente por la exposición a la radiación ultravioleta.En los últimos años la pintura de termi-nación también se la aplica para lograr tanto una mayor resistencia a la rotura como un más elevado módulo de elasti-cidad pero fundamentalmente para con-trolar la propagación de las grietas del “primer” formadas por la contracción vo-lumétrica emergente del proceso de de-gradación. En el caso de la industria del transporte terrestre, maquinarias agríco-las, aeronaves, etc., la formulación de las pinturas de terminación para alcanzar los citados objetivos se realiza con es-tructuras híbridas; para ello se emplean diversos materiales fibrosos de refuerzo, algunos semiconductores y otros de na-turaleza aislante.El objetivo del trabajo fue estudiar la in-fluencia del contenido y de la naturaleza de la fibra de refuerzo como así también del tipo de material formador de pelícu-la en pinturas de terminación aplicadas sobre un fondo anticorrosivo epoxi-po-liamida tripigmentado basado en zinc laminar.
2. FORMULACIÓN Y MANUFACTURA DE LAS PINTURAS
Imprimación. Las propiedades fisi-comecánicas de la película y la capaci-dad protectora de las pinturas basadas en zinc metálico dependen de la forma de la partícula del mismo y de la concen-tración del pigmento en volumen (PVC). El valor de la PVC crítica (CPVC) está fuer-
temente influido por la habilidad del li-gante para humectar las partículas del pigmento. Los “primers” formulados con partículas esféricas de zinc presentan particulari-dades con respecto a aquellos formula-dos con zinc laminar. Una característica distintiva en lo referente a la película seca es que entre dos partículas esféricas adyacentes se observa que la corriente eléctrica solo se transfiere tangencial-mente y por lo tanto el contacto está limitado (bajo contenido de zinc efecti-vo). El zinc laminar permite formular im-primaciones con menor PVC que el zinc esférico ya que los valores de la CPVC son inferiores debido a una menor capa-cidad de empaquetamiento. En las películas que poseen zinc laminar como único pigmento, este exhibe una elevada relación área superficial/peso lo cual genera un mayor contacto eléctrico; en consecuencia, se comporta como un ánodo demasiado activo para alcanzar una protección prolongada y promueve además los fenómenos osmóticos (ampo-llamiento, pérdida de adhesión, etc.), por lo que resulta necesaria una modificación en la composición del pigmento con ex-tendedores y/o pigmentos inhibidores.Debido a lo anteriormente mencionado, los “primers” basados en zinc laminar se modifican con diferentes extendedores; para cada valor de PVC considerado, el nivel puede variar desde 20 hasta 60% en volumen sobre el total de pigmento. Asimismo, pueden incluir modificacio-nes con diferentes pigmentos inhibido-res de la corrosión metálica con niveles porcentuales que varían desde el 5 al 15% en volumen sobre el pigmento to-tal. Se han obtenido formulaciones de elevada eficiencia reduciendo el nivel
*Trabajo presentado en Report 2010
UTN (Universidad Tecnológica Nacional), Calle 60 y 124, La Plata, ArgentinaE-mail: [email protected]
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MATERIALES COMPUESTOS
porcentual de zinc en la película seca hasta el 22-24% en volumen e incluyen-do diferentes relaciones extendedor/pigmento inhibidor. En el presente trabajo, los siguientes componentes fueron seleccionados:
- Pigmentación. Zinc laminar (diáme-tro 50/50, 10,5 µm; pureza del 99,5% en peso) como pigmento inhibidor de la corrosión metálica, silicato de calcio (diámetro 50/50, 12,1 µm) como exten-dedor o espaciador de las partículas de zinc metálico y wolframato de estroncio (diámetro 50/50, 3,0 µm) como pigmen-to inhibidor complementario. La relación 65/25/10 en volumen zinc laminar/extendedor/inhibidor comple-mentario fue seleccionada con el fin de obtener una imprimación que manten-ga la excelente capacidad anticorrosiva que presenta el zinc laminar y que esté exento de la manifiesta tendencia a la formación de ampollas que exhibe di-cho pigmento cuando se lo emplea solo.
- Material formador de película. Se em-pleó una base epoxídica con un peso por
epóxido (WPE, “weight per epoxide”) de 450 y un endurecedor poliamídico con un valor amina de 210-220. La mezcla solvente estuvo conformada por 42,7% de xileno, 14,6% de butanol y 42,7% de un hidrocarburo oxigenado (relación peso en peso).
- Agente reológico. Se escogió una ar-cilla modificada con aminas en forma de gel, la cual se incorporó al sistema lue-go de finalizada la dispersión de los pig-mentos (1,0% en peso sobre la pintura).
- Concentración de pigmento en volu-men (PVC). Se seleccionó un valor de la PVC de 40% para la citada formulación tripigmentada, ya que la capacidad pro-tectora resulta satisfactoria en un amplio rango de la PVC; la CPVC estimada en el ensayo de corrosión en cámara de niebla salina y de los resultados de permeabili-dad sobre películas libres de 75/80 µm de espesor empleando el método de Gardner (12) osciló entre 44 y 46%.
- Preparación de la imprimación. El vehículo se incorporó en un molino de
bolas de 1,0 litro de capacidad total; una primera etapa, el pigmento extendedor y el inhibidor de la corrosión fueron dis-persados durante 24 horas. El control reológico permitió corroborar la eficien-cia y la estabilidad de la dispersión. Pre-vio a la aplicación de la imprimación y con el fin de evitar la reacción del zinc metálico con cualquier vestigio de hu-medad de alguno de los componentes, en un equipo de agitación de alta veloci-dad de agitación se dispersó el zinc me-tálico durante 180 segundos a 1400 rpm.
Pintura de terminación. Los sistemas de pinturas pueden clasificarse en ho-mogéneos o heterogéneos. En el primer caso el material formador de película es el mismo para todas las pinturas; sin embargo, frecuentemente se especifi-can las distintas capas con ligantes di-ferentes para optimizar la eficiencia del sistema. La última capa del sistema de pinturas está conformada por la pintura de ter-minación que generalmente se aplica sobre el “primer” o bien sobre la pintura intermedia.
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En la zona atmosférica, la película debe presentar adecuada resistencia mecá-nica, química y fundamentalmente a la fracción UV de la luz solar. Se pueden diseñar con materiales formadores de película de diferente naturaleza química y con pigmentos absorbedores de UV. Habitualmente se formulan con valores de PVC reducidos (aproximadamente 18-20%).En el presente trabajo, los siguientes componentes fueron seleccionados:
- Pigmentación. Se empleó dióxido de titanio variedad rutilo como pigmen-to opaco, con tratamiento superficial R1 (contenido de TiO2, igual o superior a 97%; sin materiales solubles en agua y con un nivel de componentes voláti-les igual o inferior a 0,5%), debido fun-damentalmente a su buen rendimiento óptico-económico, buena blancura y es-casa toxicidad. Los extendedores empleados fueron tal-co (2MgO.4SiO2.Mg(HO)2, barita (BaSO4) y mica (K2O.2Al2O3.2H2O), en relación en peso 2,5/2,5/1,0. Finalmente la rela-ción pigmento opaco/extendedores fue 15/85 en peso.
- Material formador de película. En el presente trabajo se emplearon las si-guientes materiales formadores de pelí-cula:Una resina acrílica pura (terpolímero de metacrilato de metilo, acrilato de butilo normal y ácido metacrílico), en forma de partículas esféricas de diámetro D 50/50 185 μm, con una temperatura de tran-sición vítrea Tg de 50 ºC determinada en DSC 20 ºC/min, peso molecular me-dio 60.000 e índice de acidez de 14 mg KHO/g. Dado su elevada Tg, la resina fue plastificada con parafina clorada 54% en relación 6/1 en peso para otorgarle a la película un adecuado balance de sus propiedades mecánicas. Para la elabora-ción del vehículo se empleó una mezcla de Solvesso 150/acetato de etil glicol, en relación en peso 3,5/1,0. Una resina vinílica basada en un copolí-mero parcialmente hidrolizado de cloru-ro de vinilo / acetato de vinilo, en rela-ción 87/13% peso en peso, fue seleccio-nada para esta experiencia; esta presen-ta un aspecto de polvo fino blanco-ama-rillento, peso molecular medio 45.000 e índice de acidez de 0,1 mg KHO/g. La resina fue plastificada con parafina clo-rada 54% en relación 5/1 en peso. Una mezcla de acetato de cellosolve/metil is-obutil cetona/tolueno en relación 4/1/1 peso en peso fue seleccionada.Una resina alquídica mediana en aceite
de tipo secante (45% peso en peso), en solución al 50% peso en peso en agua-rrás, viscosidad Gardner a 25 °C Z-Z2, color Gardner 5 (ASTM 1544) e índice de acidez de 14 KHO/g. Como agentes se-cantes se emplearon 0,40% de zirconio, 0,04% de cobalto y 0,10% de calcio, en todos los casos expresados sobre no vo-látiles de la resina. Para prevenir la for-mación de capa superficial, se adicionó 0,3% de metiletilcetoxima peso en peso sobre el total de la formulación. También se incorporó durante la preparación de la pintura una baja cantidad de una mez-cla de tolueno y un éter glicólico para mejorar la estabilidad de las pinturas.
- Material fibroso de refuerzo. En la ac-tualidad, en muchos materiales se em-plean fibras de refuerzo para mejorar sus propiedades fisicomecánicas, la conduc-tividad eléctrica, etc.Un material compuesto (“composite” o FRP, “fiber-reinforced polymer”) se lo for-mula y elabora con el fin de obtener una combinación única de propiedades; la in-corporación de fibras de refuerzo a una pintura conforma una estructura híbrida. Se define como fibra a cualquier material que tiene una relación mínima de largo/promedio de la dimensión transversal de 10/1; además la dimensión transversal no debe superar los 250 μm.En la formulación de las pinturas de ter-minación con estructuras híbridas, se em-plearon los siguientes materiales fibrosos de refuerzo: grafito, nitruro de silicio, vi-drio y cuarzo. Los niveles seleccionados para la experiencia fueron 0,0; 1,0 y 2,0% en peso sobre sólidos de la pintura.El grafito es una forma alotrópica del carbón (hexagonalmente cristalizado), presenta color negro con brillo metálico y es no magnético; tiene una densidad a 25°C de 2,267 g.cm-3. Se emplea usual-mente en pinturas como pigmento para otorgar propiedades conductoras a la película. El grafito está conformado por escamas o láminas cristalinas adheridas entre sí, las que se exfolian fácilmente. Los elec-trones que se encuentran entre capa y capa son los que conducen la electrici-dad; estos son los que le confieren el ci-tado brillo (la luz se refleja sobre la nube electrónica). En la dirección perpendicu-lar a las capas presenta una conductivi-dad eléctrica baja y que aumenta con la temperatura, comportándose como un semiconductor; por otro lado, a lo largo de las capas la conductividad es mayor y se acrecienta también con la tempera-tura, comportándose como un conductor semimetálico.
En este trabajo se empleó grafito en for-ma de fibra con valores promedio de 1020 μm y 82 μm para el largo y la dimen-sión transversal, respectivamente.El nitruro de silicio (Si3N4) se presenta en tres estructuras cristalográficas diferen-tes (α, β y γ). Industrialmente se lo obtie-ne por reacción directa entre el silicio y el nitrógeno a temperaturas entre 1300 y 1400ºC. El nitruro de silicio es un material frecuen-temente empleado en la manufactura de cerámicas estructurales con elevadas soli-citudes de tensión mecánica y resistencia al desgaste; presenta un módulo de elas-ticidad moderadamente elevado y una resistencia a la fractura excepcionalmen-te alta, lo cual lo hace atractivo para su empleo en forma de fibra como material de refuerzo para películas de pintura. Se comporta como un semiconductor y tie-ne una densidad a 25 °C de 3,443 g.cm-3. Para la experiencia se ha seleccionado la forma hexagonal fase β en forma de fibra, con valores promedio respectivamente de 1205 μm y 102 μm para el largo y la dimensión transversal.El vidrio es un material duro, transparente y amorfo; se obtiene por fusión a aproxi-madamente 1.500 °C a partir de la sílice (SiO2), el carbonato de sodio (Na2CO3) y la piedra caliza (CaCO3). Las propiedades más relevantes que presenta el vidrio son el satisfactorio comportamiento frente al ataque por agentes químicos, la alta re-sistencia eléctrica y el elevado módulo de elasticidad en relación a un material for-mador de película adecuadamente plas-tificado. Es un material no conductor de la electricidad; tiene una densidad a 25°C de 2,491 g.cm-3.En el presente trabajo se emplearon fi-bras de vidrio con valores promedio de 955 μm y 86 μm para el largo y la dimen-sión transversal, respectivamente.El cuarzo es una sílice cristalina (romboé-drica) por lo que no es susceptible de exfoliación; químicamente es dióxido de silicio (SiO2). Se presenta usualmente in-coloro (estado puro), pero puede adoptar numerosas tonalidades si lleva impure-zas; su dureza es tal que puede rayar los aceros comunes. Se emplea en pinturas con frecuencia como extendedor lue-go de ser molido y clasificado por tama-ño (diámetro medio entre 1,5 y 9,0 μm). Es un material aislante desde el punto de vista eléctrico; su densidad a 25°C es 2,650 g.cm-3.En esta experiencia se empleó cuarzo en forma de fibra con valores promedio de 1118 μm y 95 μm para el largo y la dimen-sión transversal, respectivamente.
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- Agente reológico. Se empleó aceite de “castor oil” en forma de gel al 15% en peso, el cual fue incorporado luego de fi-nalizada la dispersión de los pigmentos en un nivel sobre la formulación en peso del 2% con el fin de obtener productos tipo alto espesor.
- Concentración de pigmento en vo-lumen (PVC). Se seleccionó un valor de la PVC de 20% para todas las pintu-ras de terminación. Este reducido valor asegura la presencia de resina suficien-te como para obtener una superficie brillante no interrumpida por exceso de partículas de pigmento, excepto por la eventual presencia de algunas las fi-bras de refuerzo.
- Preparación. El vehículo se incorporó en un molino de bolas de 1,0 litro de ca-pacidad total; una primera etapa, el pig-mento opaco y los extendedores fueron dispersados durante 24 horas. Finalmente, en una dispersora de alta ve-locidad de corte se incorporó la fibra de refuerzo correspondiente a cada formu-lación; microscópicamente se observó la adecuada humectación de las fibras,
aspecto esencial para que estas puedan absorber los esfuerzos a través de la in-terfase conformada por la propia fibra y el material formador de película. El con-trol reológico permitió corroborar la efi-ciencia y la estabilidad de la dispersión. El contenido de sólidos se ajustó al 38% en volumen en todos los casos.El diseño factorial implementado en la experiencia incluyó 3 ligantes para la pin-tura de terminación (resina acrílica pura, L1; resina vinílica, L2 y resina alquídica, L3) x 4 tipos de fibra de refuerzo (grafito, F1; nitruro de silicio, F2; vidrio, F3 y cuar-zo, F4) x 3 niveles de las fibras de refuer-zo peso en peso en la película seca (0,0%, N0; 1,0%, N1 y 2,0%, N2), es decir que en total se formularon 36 pinturas de termi-nación, las que fueron preparadas por duplicado y aplicadas en cada caso sobre una única imprimación epoxi-poliamida tripigmentada basada en zinc laminar/extendedor/pigmento inhibidor comple-mentario.
3. ENSAYOS DE LABORATORIO
- Propiedades fisicomecánicas de la pelícu-la libre de las pinturas de terminación
Las pinturas diseñadas y elaboradas en escala de laboratorio fueron aplicadas con un extendedor de luz regulable so-bre una base de vidrio al cual se le aplicó previamente una capa de alcohol polivi-nílico para facilitar su despegue luego de completada la formación de la película. Esta alcanzó en todos los casos valores de 80±5 µm de espesor; el correspondiente para cada película se determinó con pre-cisión sobre una chapa de acero y patro-nes de referencia mediante un equipo electromagnético. Se prepararon las probetas de tamaño adecuado y se evaluaron tanto la resis-tencia a la tracción como el módulo de elasticidad, empleando para ello un Ins-tron Testing Machine con una carga de 1 kg y una velocidad de 2 cm. min-1.
- Resistencia alcalina de las pinturas de ter-minación
Estos productos también fueron aplica-dos con un extendedor de luz regulable sobre una base de vidrio previamen-te granallada para conferirle rugosidad (Rm, 28 µm) y facilitar la adhesión de las películas en estudio.
MATERIALES COMPUESTOS
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El espesor alcanzó también valores de 80±5 µm, el cual fue determinado con un dispositivo que consta de una cuchi-lla que involucra el corte hasta el sus-trato generando una discontinuidad en V con un ángulo de inclinación de 45º; luego, se cuantificó microscópicamente la distancia en un plano paralelo al sus-trato sobre una cara inclinada de la pelí-cula cortada (la lectura en el dispositivo corrige esa distancia).En este ensayo los paneles fueron par-cialmente sumergidos en una solución de hidróxido de sodio al 5% peso en peso, a 25 °C, durante 24 horas; la inmer-sión parcial permitió realizar la compara-ción directa de los efectos de la solución sobre las películas en estudio. Luego de la remoción los paneles fueron lavados con agua destilada, expuestos en ambiente de laboratorio durante 24 horas para permitir su secado y final-mente examinados por IR. Para este úl-timo ensayo se empleó un espectróme-tro Perkin Elmer (modelo Spectrun One), aplicando el método ATR (Resonancia Terminal Atenuada) y utilizando ventana de selenuro de zinc y diamante con un solo rebote.
- Envejecimiento en cámara de niebla sali-na (Norma ASTM B 117)
Primeramente se realizó la correspon-diente preparación de los paneles. Los sustratos metálicos de 80x160x2 mm (chapas de acero SAE 1010) selecciona-dos presentaron inicialmente un grado inicial A; estos fueron previamente des-engrasados con solvente en fase vapor y posteriormente granallados al grado Sa 2 ½ (SIS Specification 05 59 00/67, 35 mm de rugosidad máxima Rm). Todos los paneles fueron protegidos inicialmente con las imprimaciones tri-pigmentadas. La aplicación fue realiza-da con pincel (solo una capa); luego del secado de las películas, el espesor de los bordes fue reforzado aplicando por in-mersión un sellador basado en deriva-dos de acrílico estirenado. Los paneles fueron preparados por du-plicado y almacenados en laboratorio durante tres días a 25±2 ºC antes de ini-ciar la aplicación de las pinturas de ter-minación; esto se realizó para permitir solo el secado pero no el curado comple-to de la película epoxi-poliamida con el fin de alcanzar una adecuada adhesión entre capas.Las pinturas de terminación también fueron aplicadas con pincel, en tres ca-pas, con 24 horas de intervalo entre ellas; la tensión superficial de esta pintu-
Muestra Ligante Tipo de fibra
Nivel de fibra, %
Rotura,kg/mm2
Elasticidad, kg/mm2
L1F1N0
Acrílica pura
Grafito 0,0 0,59 0,46
L1F1N1 Grafito 1,0 0,74 0,60
L1F1N2 Grafito 2,0 0,79 0,65
L1F2N0 Nitruro de silicio 0,0 0,59 0,46
L1F2N1 Nitruro de silicio 1,0 0,78 0,65
L1F2N2 Nitruro de silicio 2,0 0,87 0,79
L1F3N0 Vidrio 0,0 0,59 0,46
L1F3N1 Vidrio 1,0 0,62 0,49
L1F3N2 Vidrio 2,0 0,67 0,54
L1F4N0 Cuarzo 0,0 0,59 0,46
L1F4N1 Cuarzo 1,0 0,80 0,68
L1F4N2 Cuarzo 2,0 0,89 0,85
L2F1N0
Vinílica
Grafito 0,0 0,46 0,36
L2F1N1 Grafito 1,0 0,58 0,47
L2F1N2 Grafito 2,0 0,62 0,52
L2F2N0 Nitruro de silicio 0,0 0,46 0,36
L2F2N1 Nitruro de silicio 1,0 0,61 0,51
L2F2N2 Nitruro de silicio 2,0 0,68 0,63
L2F3N0 Vidrio 0,0 0,46 0,36
L2F3N1 Vidrio 1,0 0,48 0,39
L2F3N2 Vidrio 2,0 0,52 0,43
L2F4N0 Cuarzo 0,0 0,46 0,36
L2F4N1 Cuarzo 1,0 0,63 0,54
L2F4N2 Cuarzo 2,0 0,69 0,69
L3F1N0
Alquídica
Grafito 0,0 0,71 0,56
L3F1N1 Grafito 1,0 0,89 0,71
L3F1N2 Grafito 2,0 0,96 0,79
L3F2N0 Nitruro de silicio 0,0 0,71 0,56
L3F2N1 Nitruro de silicio 1,0 0,96 0,80
L3F2N2 Nitruro de silicio 2,0 1,05 0,99
L3F3N0 Vidrio 0,0 0,71 0,56
L3F3N1 Vidrio 1,0 0,75 0,60
L3F3N2 Vidrio 2,0 0,81 0,65
L3F4N0 Cuarzo 0,0 0,71 0,56
L3F4N1 Cuarzo 1,0 0,95 0,83
L3F4N2 Cuarzo 2,0 1,07 1,07
Tabla I. Propiedades mecánicas de las películas libres de las pinturas de terminación* Cámara de niebla salina (ASTM B 117, 300 h)
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ra para la primera capa fue ajustada con-venientemente antes de la aplicación (38/40 dina.cm-1) con el fin de evitar el fenómeno de “bubling” (eliminación de aire y humedad en forma de vapor des-de el interior de las películas altamente porosas). Finalmente, los paneles permanecieron en ambiente de laboratorio durante diez días a 25±2 ºC para cumplimentar el se-cado de todas las capas y el curado de la imprimación.El espesor de cada capa del sistema protector en todos los paneles se eva-luó empleando el citado método des-tructivo (corte en forma de X hasta el sustrato generando una discontinuidad en V con un ángulo de inclinación de 45º). Se determinó que el espesor de la película seca de la imprimación estuvo comprendida entre 75 y 80 µm mientras que la total correspondiente a la pintu-ra de terminación osciló entre 350 y 400 µm.El tiempo de envejecimiento acelerado se prolongó durante 300 horas; poste-riormente se realizó una observación visual en la zona del corte y finalmente una determinación por IR empleando el
espectrómetro Perkin Elmer y el método arriba mencionados.
4. RESULTADOS Y DISCUSIÓN
- Propiedades fisicomecánicas de la pelícu-la libre de las pinturas de terminación
Los resultados del ensayo se incluyen la Tabla I. Se observa en general que todas las fibras incrementaron tanto la resis-tencia a la tracción a la rotura como el módulo de elasticidad (mayor rigidez, es decir menos flexibilidad porcentual en la zona elástica). Este comportamiento po-dría atribuirse a que la matriz polimérica aísla las fibras entre sí como lo hace con los pigmentos durante la dispersión y a su vez le transfiere los esfuerzos de trac-ción a que eventualmente puede estar sometida la película en servicio por falta de estabilidad dimensional del sustrato; igualmente estaría en condiciones de evitar o controlar la propagación de fisu-ras producidas en la película del “primer” por contracción durante el envejecimien-to. Se concluye que con el fin de que las fi-bras de refuerzo sean las responsables
de absorber los esfuerzos de tracción, la matriz debe poseer menor módulo de elasticidad, es decir más flexibilidad que las propias fibras.Por otro lado se observa que en las pe-lículas libres de las tres pinturas de ter-minación modificadas con cuarzo, en los dos niveles considerados, se produjo un mayor incremento relativo tanto de la resistencia a la tracción como en el mó-dulo de elasticidad en relación al nitruro de silicio y al grafito, en ese orden. Por otro lado, con la restante fibra de refuerzo estudiada (vidrio), se determi-nó una menor eficiencia para los tres materiales poliméricos, probablemente porque el tratamiento superficial de las fibras no permitió en todos los casos una adecuada transferencia de los esfuerzos de tracción desde la matriz polimérica hacia las fibras debido a una pobre hu-mectación de las mismas durante la dis-persión; se concluye que las tensiones superficiales de los vehículos y la de la fibra de vidrio serían marcadamente di-ferentes.En lo referente a los materiales forma-dores de película, la resina alquídica, la acrílica pura y finalmente la vinílica, en
MATERIALES COMPUESTOS
ABRIL 2016 / REC N° 35 19
ese orden, fueron las que presentaron los cambios más significativos en las propie-dades fisicomecánicas estudiadas; ello se fundamentaría en las ya citadas diferen-tes capacidades de humectación de las fibras.
- Resistencia alcalina de las pinturas de ter-minación
Sobre las películas de las pinturas de ter-minación aplicadas directamente sobre vidrio granallado se observó por espec-troscopía infrarroja, como era de esperar, una satisfactoria resistencia al hidróxido de sodio en solución al 5% de los pro-ductos basados tanto en la resina acrílica pura como en la vinílica. La observación visual de los paneles permitió corroborar las conclusiones alcanzadas al analizar los citados espectros.La Figura 5 permite observar a título de ejemplo los espectros de una pintu-ra de terminación basada en la resina acrílica pura empleada en la experien-cia, reforzada con nitruro de silicio al 2%. En la citada figura no se observan diferencias en los picos característicos en el panel original (parte inferior) y en el sumergido en el medio alcalino (par-te superior).El espectrograma muestra las caracte-rísticas de la citada resina: las bandas de 600-800 cm-1 corresponden a la vibra-ción C-C, de 1000-1200 cm-1 privativas de la vibración del enlace C-O, la zona de 1720-1740 cm-1 propia del enlace C=O del carboxilo y la comprendida en 2700-2900 cm-1 específica del enlace C-H.En lo referente a aquellas pinturas for-muladas con la resina alquídica se deter-minó una marcada modificación estruc-tural debido a la hidrólisis alcalina del poliéster modificado, lo que explica el cambio de las propiedades fisicomecáni-cas de la misma visualmente observada (pérdida de adhesión, ampollamiento, etc.).La Figura 6 muestra el espectro IR de una pintura de terminación basada en la resi-na alquídica empleada en la experiencia, reforzada en este caso también con nitru-ro de silicio al 2%. En el panel original se observan las bandas características de la resina; en cambio, en el sumergido en la solución alcalina se pueden apreciar cam-bios significativos en las bandas de 1640-1650 cm−1 característica de la vibración del enlace C=O del éster, de 1000-1200 cm-1 correspondiente a la vibración C-O-C del éster, de 3000-3600 cm-1 propio de la vibración de O-H y de 2800-2900 cm-1 privativa de la vibración del C-H adyacen-te al éster.
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Figura 5. Espectrogramas IR de una pintura de terminación basada en la resina acrílica pura, reforzada con nitruro de silicio al 2%: no se observan diferencias significativas en los picos característicos en el panel original (parte inferior) y en el sumergido en el medio alcalino (parte superior)
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Figura 6. Espectrogramas IR de una pintura de terminación basada en la resina alquídica, reforzada con nitruro de silicio al 2%: se observan diferencias significativas en los picos característicos en el panel original (parte inferior) y en el sumergido en el medio alcalino (parte superior)
MATERIALES COMPUESTOS
20 REC N° 35 / ABRIL 2016
- Envejecimiento en cámara de niebla sali-na (Norma ASTM B 117)
La evaluación de la capacidad anticorro-siva del sistema primer anticorrosivo / pintura de terminación, luego del enveje-cimiento acelerado en cámara de niebla salina, permitió establecer significativas diferencias de comportamiento entre los sistemas con las capas híbridas basadas en fibras de naturaleza semiconductora y con aquellas formuladas con los materia-les de refuerzo con propiedades aislantes.En los primeros se observó visualmente (particularmente en el corte en forma de X realizado para determinar el espesor de la película seca) una excesiva actividad galvánica (elevada cantidad de sales solu-bles de zinc), hecho que conduciría a una menor vida útil del sistema protector. Pa-ralelamente se determinó una degrada-ción significativa en las películas de pin-tura basada en la resina alquídica como ligante; los correspondientes espectros IR presentaron cambios muy similares a los obtenidos en los ensayos de resistencia alcalina por inmersión en hidróxido de sodio al 5%. Cabe mencionar que este he-
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cho no se detectó en el primer (epoxi-poliamida) ni en las películas de termi-nación resistente a los álcalis. Estos resultados infieren que las estruc-turas híbridas semiconductoras provo-caron la disolución del zinc metálico (ánodo), actuando las fibras como cáto-dos de la celda galvánica; al ser la resina susceptible a una hidrólisis básica (Fi-gura 6) la acción de los iones hidroxilo formados sobre las fibras semiconduc-toras produjo una degradación de su estructura y la consecuente pérdida de sus propiedades fisicomecánicas.Resulta oportuno mencionar que en aquellos sistemas en los que en la capa de terminación se utilizaron fibras de refuerzo con características aislantes no se detectó ningún cambio en las propiedades fisicomecánicas de la pe-lícula en ninguno de los sistemas con-siderados, incluso cuando se empleó la resina alquídica como ligante en la pin-tura de terminación. El espectro IR en este último caso se correlacionó per-fectamente con el obtenido a partir del panel original (no sumergido en medio alcalino).
5. CONCLUSIONES
Las fibras de refuerzo son de gran utilidad en pinturas para mejorar las propiedades fisicomecánicas de la película, tales como la resistencia a la rotura, la flexibilidad y por ende el módulo de elasticidad. Sin embargo, se debe considerar que la naturaleza química de dichas fibras puede modificar además la conductividad eléc-trica del filme. En el caso de los sistemas protectores conformados por pinturas anticorrosivas basadas en zinc metálico, tanto la naturaleza de la fibra de refuerzo como la del material formador de película seleccionado para las pinturas de termina-ción influyen significativamente sobre la eficiencia.
6. AGRADECIMIENTOS
El autor agradece a las autoridades de la Facultad Regional La Plata de la Universi-dad Tecnológica Nacional y a la Comisión Directiva de ATIPAT (Asociación Tecnoló-gica Iberoamericana de Pinturas, Adhesi-vos y Tintas) por el apoyo brindado para la preparación de este trabajo.
MATERIALES COMPUESTOS
ABRIL 2016 / REC N° 35 21
INTRODUCCIÓN
En los últimos años, la industria de polí-meros ha realizado importantes esfuer-zos para desarrollar procesos amigables con el medio ambiente, que eviten la emisión de compuestos orgánicos vo-látiles (VOC), y/o sustituyan total o par-cialmente los monómeros derivados del petróleo por materias primas renova-bles. En el campo de los recubrimientos, los látex en base acuosa utilizados como ligantes, aparecen como una alternativa ecológica a aquellos en base solvente (Urban y Takamura, 2002). Por otra par-te, las proteínas tienen un gran poten-cial para la sustitución de los productos petroquímicos utilizados en la actua-lidad, puesto que a partir de dichos re-cursos se pueden obtener monómeros y polímeros (Huber et al., 2006). En esta dirección, la caseína bovina, es un mate-rial con muy buena biocompatibilidad y biodegradabilidad, fácilmente disponib-le en alta pureza y de bajo costo (Li et al., 2000; Salzberg et al., 1961). La case-ína ha sido utilizada por mucho tiempo en aplicaciones de formación de película debido a su buena aceptación al teñido, el aspecto glaseado sobre las superficies en las que se aplica y su buena penetra-bilidad al sustrato. Sin embargo, los pelí-
culas de caseína son altamente suscep-tibles al ataque microbiano y presentan baja flexibilidad, extensibilidad y resi-stencia al agua (Liu et al., 2002).Uno de los mayores desafíos para los li-gantes empleados en recubrimientos de base acuosa es cumplir simultáneamen-te con dos exigencias antagónicas: a) baja temperatura mínima de formación de película (MFT), para asegurar una bu-ena formación de film durante aplicacio-nes a temperatura ambiente (<15ºC); y b) buena resistencia al bloqueo y aceptable dureza de la película, lo cual se logra em-pleando polímeros con una temperatura de transición vítrea (Tg) por encima de la temperatura ambiente. Tradicionalmen-te, se utilizan agentes de coalescencia para plastificar el aglutinante durante la formación de película, disminuyen-do su Tg y permitiendo la formación de un recubrimiento suave a temperatura ambiente. Una vez formada la película, el coalescente se evapora y el material recupera su dureza y características de bloqueo. Sin embargo, además del pro-blema ambiental de la liberación de VOC a la atmósfera, el mercado está deman-dando recubrimientos con menor olor, siendo los agentes de coalescencia de los látex, claramente, una fuente del mis-mo. Otra alternativa para solucionar este problema es introducir una fase más dura a un ligante blando que migre a la superficie de la película mientras ella se seca. Típicamente, algunas alternativas implican el uso de mezclas de partícu-las de látex duras y blandas (Colombini et al., 2005; Tomba et al., 2009; Nunes et al., 2014) o agentes de superficie activa como materiales basados en silicio, ce-ras o aditivos fluorados. En este escena-rio, el uso de un compuesto natural con
una alta Tg, como la caseína (Tg = 182 ºC), combinado con un polímero acrílico blando podría ser una alternativa pro-metedora para producir aglutinantes nanoestructurados en base acuosa, que satisfagan simultáneamente estos requi-sitos antagónicos.La síntesis de látex a base de caseína como materiales formadores de película fue previamente estudiada mediante la utilización de iniciadores persulfato jun-to con bisulfito de sodio como par red-ox (Xu et al., 2013; Ma et al., 2013). Sin embargo, la caseína se oxida fácilmente en presencia de estos iniciadores, pro-duciendo amarillamiento en los recubri-mientos, lo cual es indeseable desde el punto de vista estético (Li et al., 2000). Por otra parte, el sistema de iniciación redox tert-butil hidroperóxido (TBHP)/NH2- propuesto por Li et al. (2002), no sólo favorece el injerto de polímero so-bre la caseína (es decir, la unión quími-ca de un polímero sobre la cadena de la proteína), sino que no produce reaccio-nes de pardeamiento sobre los materi-ales híbridos, superando así este incon-veniente (Ye et al., 2005).En el Grupo de Polímeros y Reactores de Polimerización del INTEC se ha realizado un trabajo de investigación detallado del proceso de obtención de látex híbridos acrílicos/caseína y su aplicación como recubrimientos en base acuosa (Picchio et al., 2014, 2015a-b y Picchio 2016). El presente artículo presenta los principa-les resultados relacionados con esta in-vestigación, involucrando la producción de látex híbridos acrílico-caseína con el propósito de obtener un ligante ecoló-gico que satisfaga las propiedades más sensibles de una aplicación como recu-brimiento (baja MFT, buena resistencia
LÁTEX HÍBRIDOS ACRÍLICO-CASEÍNACOMO LIGANTES ACUOSOS MÁS AMIGABLES CON EL MEDIO AMBIENTEMatías L. Picchio, Luis M. Gugliotta, Roque J. Minari*
*Este artículo incluye resultados llevados a cabo en el marco de la Tesis Doctoral del Dr. Matías Picchio (Universidad Nacional del Litoral), desar-rollada en el Grupo de Polímeros y Reactores de Polimerización del INTEC.
Instituto de Desarrollo para la Industria Química (INTEC), Güemes 3450 (3000) Santa Fe, Argen-tina. Tel:+54-342-4558450/1. e-mail: [email protected]
RECUBRIMIENTOS
22 REC N° 35 / ABRIL 2016
vidrio de 0.3 L, con agitación mecánica y control de temperatura. En primer lugar, la caseína se disolvió en una solución de Na2CO3 (pH = 11), y el sistema se mantuvo bajo agitación y burbujeo de nitrógeno hasta alcanzar la temperatura de reacción (80 ºC). Luego, se procedió con la carga de los monómeros (acrilato de butilo,n-BA, y metacrilato de metilo, MMA), los cuales fueron previamente mezclados. Una vez lograda la emulsión, se inyectó el iniciador TBHP, dando comienzo a la po-limerización. El tiempo total de reacción fue en todos los casos de 3 h. La Tabla 2 resume las principales carac-
PelículaResistencia a MEK Degradación
(%)A (%) PP (%)
Acrílico desintegrado 0.65
C3 290.2 72.0 14.6
C6 184.0 61.3 16.6
C12 166.7 36.7 17.3
C25 52.8 23.8 23.9
C50 29.3 14.0 39.2
Tabla 1. Receta general para la producción de los látex híbridos de acrílico-caseína.
al bloqueo, dureza, y capacidad de bio-degradación parcial en condiciones de compostaje.
RESULTADOS Y DISCUSIÓNProceso de polimerización y producciónde látex híbridos
En la Tabla 1 se presenta la receta general de polimerización expresada en porcen-taje con respecto a 100 de los monóme-ros acrílicos (ppcm). Se muestran los re-sultados de obtención de 5 látex híbridos
con un contenido de sólidos totales de 20%. La principal diferencia entre estos látex es el contenido de caseína, que varía desde 3 hasta 50 ppcm. Nótese, que la re-ceta no incluye emulsionante, resultando la caseína el agente de estabilización del látex (aspecto muy ventajoso, dado que el emulsionante tiende a migrar a la su-perficie de las películas durante su aplica-ción, deteriorando sus propiedades).
Las reacciones de polimerización se llevaron a cabo en modo “batch” en un reactor tanque agitado encamisado de
Cantidades (ppcm)
n-BA/MMA 100Caseína 3 - 50 TBHP 0.2Na2CO3 2.5
H2O 412-600a
Tabla 2. Principales características de los látex híbridos acrílico/caseína.
a La cantidad de agua varía para ajustar el contenido de sólidos hasta 20%
RECUBRIMIENTOS
ABRIL 2016 / REC N° 35 23
terísticas de los látex sintetizados, tales como el tamaño medio de partícula (dp), el porcentaje de caseína injertada (quí-micamente unida) al polímero acrílico (CDG) y el porcentaje total de polímero insoluble (IF) de las nanopartículas híbri-das. La nomenclatura para los látex hí-bridos incluye la letra C (haciendo refe-rencia a la caseína) y un número que in-dica el contenido de proteína en ppcm. Así por ejemplo, el látex hibrido C12 tie-ne un contenido de caseína de 12 ppcm. De acuerdo a Picchio et al. (2014), el au-mento en el contenido de caseína pro-duce un aumento en la velocidad de po-limerización y favorece la estabilidad del látex, reduciendo el tamaño medio de partícula.En la Tabla 2 se observa que la fracción de caseína unida se reduce a medida que aumenta su concentración. Esto in-dica que este proceso permite compati-bilizar con el polímero acrílico una can-tidad limitada de caseína. Algunas me-joras de este proceso para aumentar el grado de compatibilidad, se encuentran actualmente en etapa de publicación. Además, los látex presentan valores de IF elevados (81-94%) como consecuen-cia del gel acrílico formado durante la polimerización y por el efecto de entre-cruzamiento que generan las reacciones de injerto sobre la caseína. La Figura 1 muestra la morfología de las partículas obtenidas por microscopia electrónica de transmisión (TEM), con diferentes contenidos de caseína. Las partículas son esféricas y presentan una delgada capa oscura de proteína en su borde exterior (tinción con ácido fosfo-túngstico). Además, en la micrografía de la Figura 1.a, con alta concentración de caseína, se observa una importante cantidad de caseína libre (zonas oscu-ras) como consecuencia del bajo valor de CDG.
Figura 1. Micrografías de TEM de los látex con 50 (a) y 3 (b) ppcm de caseína.
a b
Desempeño de los látex híbridos como ligantes
Formación y propiedades de las películasA pesar de que la caseína es un material duro y quebradizo, los látex híbridos fue-ron capaces de formar materiales flexibles y transparentes a temperatura ambiente (Figura 2).La Tabla 3 resume las principales carac-terísticas de las películas híbridas, tales como MFT, temperatura máxima de des-composición (Tdmax), opacidad y dureza.
Figura 2. Fotografías de las películas con diferentes concentraciones de caseína.
Látex dp(nm)
CDG (%)
IF(%)
C3 194 91 84
C6 166 63 84
C12 154 44 81
C25 122 20 85
C50 154 10 94
Tabla 3. Principales propiedades de las películas correspondientes a los látex híbridos de acrílico-caseína y del acrílico puro.
Estas características se comparan con las correspondientes a la película acrílica pura, es decir en ausencia de caseína, pero a la misma composición monomérica.A pesar de que la caseína es un material duro y quebradizo, con una Tg cercana a 185ºC, la MFT de los látex híbridos resul-tó en todos los casos inferior a 2 °C (tem-peratura mínima de medición del equipo MFT-BAR empleado), lo que indica que la incorporación de caseína no afectó apre-ciablemente la formación de la película. Este fenómeno, es una consecuencia de que la adición de proteína no modificó significativamente la Tg del sistema acrí-lico (reportado en Picchio et al., 2015a), y del importante efecto de plastificación del agua sobre la caseína durante la for-mación de la película.A partir de la Tabla 3 puede observarse que la Tdmax de los materiales híbridos re-sultó, en todos los casos, superior a aque-lla correspondiente a la película acrílica pura. A pesar de que la caseína presenta una Tdmax inferior a la de los copolímeros acrílicos, la compatibilidad entre las fases proteína/polímero, produce un efecto sinérgico entre ambos materiales permi-tiendo incrementar la estabilidad térmica de la matriz polimérica y mejorando el desempeño térmico de la misma.Las propiedades ópticas son en gran me-dida relevantes para la funcionalidad de las películas debido a su impacto sobre la estética del material. Mientras que el film de caseína pura es un poco opaco (opacidad = 407 AU×nm/mm, medida como unidades de absorbancia del es-pectro visible dividido por el espesor de la película en mm), las películas acrílicas puras son más transparentes, con un ran-go de opacidad medido entre 160-120 AU×nm/mm. Puede verse que la opaci-dad de las películas resultó dependiente del contenido de caseína. El film híbrido con la concentración más baja de caseína
RECUBRIMIENTOS
24 REC N° 35 / ABRIL 2016
SEGURIDAD
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Dióxido de Titanio Aceites de Lino y TungAnticapaButilglicolCaolín CalcinadoEtilenglicolMCR Drier: secante libre de CobaltoNano carbonatoNonilfenol 10 MPentaeritritol 95% y 98%PolietilenglicolSmartexanolTetrasodio pirofosfato TSPP
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Regulador de pH Mejora costos, calidad y seguridadReemplaza amoníaco sin SEDRONAR
ABRIL 2016 / REC N° 35 25
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(3 ppcm) fue el más opaco, mientras que la opacidad disminuyó a medida que se in-crementó el contenido de biomaterial, de manera que las películas con alto conte-nido de proteína (25-50 ppcm) fueron in-cluso más transparentes que las películas acrílicas homólogas. Estas diferencias se deben principalmente a la morfología de las películas observadas por Microscopia de Fuerza Atómica (AFM) publicadas en Picchio et al. (2015a). A baja concentración de caseína, el material exhibe irregularida-des internas resultantes de la incompleta deformación y coalescencia de grandes partículas (Tabla 2), las cuales incrementan la dispersión de luz y por lo tanto la opaci-dad (Monedero et al., 2006; Keddie, 1997). Por otro lado, las películas con alta concen-tración de caseína presentan una fase de proteína libre segregada en su interior, con tamaños de partícula más pequeños que la longitud de onda visible, evitando así la dispersión de luz. Además, resulta muy llamativo el hecho de que las películas hi-bridas, con alta concentración de caseína (de C6 a C50), sean incluso más transpa-rentes que los acrílicos puros. Sin embar-go, se debe tener en cuenta que la rugo-sidad superficial de las películas puede te-ner una influencia notable en la opacidad, debido al fenómeno de reflexión difusa de la luz incidente (cuanto mayor sea la ru-gosidad de las película tanto mayor es su opacidad). Estudios topográficos de AFM (Picchio et al, 2015a), demostraron efecti-vamente que la rugosidad (en escala na-nométrica) de las películas híbridas resul-tó considerablemente menor que aquella medida para la película acrílica, indicando que este parámetro es también responsa-ble de las diferencias de opacidad obser-vadas (Figura 3)Los resultados de rugosidad traen consi-go el inevitable interrogante acerca de las causas que promueven la formación de un film suave, en los materiales híbridos con alto contenido de caseína, generando una superficie lisa y homogénea. La respuesta a ello parece encontrase en el comporta-miento reológico de los látex que contie-nen proteína. La Figura 4 muestra la varia-ción de los módulos de almacenamien-to (G’) y de pérdida (G”) en función de la frecuencia de oscilación w, para látex con diferentes contenidos de caseína. Clara-mente puede verse que el módulo G’ no se ve afectado por la concentración de pro-teína (Figura 4.a), mientras que el módulo G” resulta fuertemente influenciado por el contenido de biomaterial, contribuyendo a la componente viscosa (Figura 4.b). Estos resultados confirman que la presencia de la caseína en los látex acrílicos, ejerce un excelente control sobre la viscosidad de
Figura 3. Variación de la rugosidad superficial de diferentes materiales híbridos en función del contenido de caseína.
Figura 5. Resistencia al bloqueo de películas híbridas de acrílico-caseína con diferentes concentraciones de proteína.
Figura 4. Reología de los látex híbridos con diferentes contenidos
de caseína. (a) Módulo de almacenamiento (G’) y (b) módulo de
pérdida (G’’).
[Caseína] (pphm)
0 10 20 30 40 50Ru
gosi
dad
RMS
(nm
)
0
20
40
las dispersiones, permitiendo la formación de una película suave (con baja rugosi-dad), sin la necesidad de incorporar adi-tivos para tal fin. Es por ello que los látex acrílicos puros no formulados, a diferencia de los híbridos, se retraen durante la etapa de secado, dando como resultado pelícu-las de mala apariencia y mayor rugosidad.La resistencia al bloqueo es un requisito clave para el desempeño de recubrimien-tos decorativos en base acuosa. Como es conocido, las típicas pinturas acrílicas al agua tienen una resistencia al bloqueo pobre. La Figura 5 muestra que la incorpo-ración de caseína (un compuesto duro de alta Tg) a formulaciones acrílicas (blandas) mejora la resistencia al bloqueo (medida según Norma ASTM D 4946-89), la cual se incrementa con el contenido de proteína.
ω (Hz)
0.001 0.01 0.1 1 10 100
G' (
Pa)
10-5
10-4
10-3
10-2
10-1
100
101
102
103
C50C25C12C6
ω (Hz)
0.001 0.01 0.1 1 10 100
G'' (
Pa)
10-5
10-4
10-3
10-2
10-1
100
101
102
C50C25C12C6
ω (Hz)
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G' (
Pa)
10-5
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ω (Hz)
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Pa)
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C50C25C12C6
a) b)
Resi
sten
cia
al b
loqu
eo
0
2
4
6
8
10
Acrílico C3 C6 C12 C25 C50 Temperatura (ºC)
0 20 40 60 80 100 120 140
E'(P
a)
1e+5
1e+6
1e+7
1e+8
1e+9
C50C12C6
Resi
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Acrílico C3 C6 C12 C25 C50 Temperatura (ºC)
0 20 40 60 80 100 120 140
E'(P
a)
1e+5
1e+6
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C50C12C6
Así por ejemplo, se obtuvo una película completamente no bloqueante cuando se utilizó 50 ppcm de caseína. Se sabe que la adhesión entre dos super-ficies tiene componentes tanto superficia-les como del volumen del material. La adi-ción de componentes duros a dispersio-nes blandas provoca un endurecimiento del material compuesto (por lo tanto au-menta el módulo elástico del material), re-duciendo la energía de adhesión (Gurney et al., 2012). Por otro lado, la alta concen-tración efectiva de componentes duros en la superficie de la película también contri-buye a obtener mayores rendimientos de antibloqueo. El análisis termomecánico dinámico de las películas (Figura 6) mues-tra de qué manera el contenido de caseína produce un refuerzo de la película, aumen-
Figura 6. Módulo de almacenamiento medido por análisis termomecánico dinámico sobre las películas C50, C12, y C6.
RECUBRIMIENTOS
26 REC N° 35 / ABRIL 2016
tando su módulo de almacenamiento (E’) en el rango de temperatura de aplicación. Por lo tanto, se espera una reducción en la energía de adhesión con el contenido de proteína. Estudios adicionales de adhesión realizados por AFM sobre la superficie de las películas, confirman que la fuerza de adhesión superficial disminuye con el con-tenido de caseína (Picchio et al., 2015a). Estos resultados son consistentes con las morfologías de las películas observadas. A bajos contenidos de proteína, la superficie de la película está constituida principal-mente por una delgada capa de caseína recubriendo las partículas acrílicas blan-das. Esta fina capa de caseína, que se en-cuentra principalmente injertada (es decir, cada molécula de proteína contiene unida al menos una cadena de acrílico blando), no es eficaz para reducir la fuerza de adhe-sión, prevenir completamente el bloqueo y otorgarle rigidez a la superficie. A altas concentraciones de proteína, el biomate-rial duro está principalmente no injertado y por lo tanto tiene una alta movilidad, pu-diendose formar una red percolada (fusión continua proteína/proteína) en la superfi-cie de la película. Esta condición contribu-ye a reducir el bloqueo (Eckersley y Hel-mer, 1997). Cabe señalar que, a diferencia de las partículas acrílicas duras, la caseína puede fusionarse en una red percolada continua a temperaturas incluso inferiores a su Tg debido al alto efecto plastificante del agua durante la formación de film. De esa manera, se obtiene un látex con exce-
lente capacidad de formación de pelícu-la, sin la necesidad de incorporar agentes de coalescencia orgánicos que ejercen un efecto contaminante y negativo sobre la aceptación del usuario. Como se comentó previamente, uno de los desafíos más importantes para la cien-cia y tecnología de recubrimientos, es lo-grar simultáneamente una buena forma-ción de película y una elevada dureza. Los polímeros acrílicos son buenos formado-res de películas (exhiben una baja MFT), pero debido a su baja Tg, poseen una du-reza baja (Tabla 3). En este trabajo, la dure-za reportada representa el valor de la fuer-za máxima (en N) determinada cuando la película es penetrada 1 mm con un inden-tador plano de 4 mm. Se puede observar a partir de la Tabla 3, que la incorporación de un componente duro, como la caseína, al polímero acrílico blando, aumentó sus-tancialmente la dureza de las películas hí-bridas. Cuanto mayor es la concentración de caseína, tanto mayor es el aumento en la dureza de la película. Esta última ob-servación nos indica que la caseína en el interior de las películas es principalmente quien le confiere una elevada dureza a es-tos materiales híbridos y está en concor-dancia con lo observado en el estudio de termomecánico de la Figura 6.A partir de los resultados anteriores, po-demos afirmar que la incorporación de caseína a la formulación acrílica satisface en gran medida los requisitos de dureza y propiedades de anti-bloqueo, mejorando
la habilidad de formación de film de los materiales acrílicos. En otras palabras, es-tos resultados fortalecen la propuesta que los látex híbridos acrílico-caseína produ-cidos pueden ser excelentes alternativas como ligantes para producir recubrimien-tos en base acuosa.
Resistencia a solventes orgánicos y biodegradabilidad de las películas híbridas
Sobre las películas hibridas de esta pro-puesta se determinó la resistencia a sol-ventes orgánicos y la capacidad de ser bio-degradados en condiciones de composta-je. En el caso de los ensayos de resistencia a solventes, se sumergieron las muestras de las películas en un solvente de referen-cia, metil etil cetona (MEK), y después de 7 días se determinó la masa relativa absorbi-da (A) y la pérdida de peso (PP), expresada como el porcentaje de masa disuelta de la película seca. En el caso de los ensayos de biodegradabilidad las muestras de las pe-lículas se enterraron durante 14 días en un compost comercial derivado de residuos vegetales acondicionado según Norma ISO 14855-1, y se determinó el porcentaje de la masa de película degradada. Los resultados de resistencia a disolven-tes orgánicos se resumen en la Tabla 6. La película acrílica pura se hinchó completa-mente en MEK, no siendo posible analizar su resistencia. Por otro lado, las películas híbridas mostraron mayor resistencia al disolvente cuanto mayor fue su conteni-
RECUBRIMIENTOS
ABRIL 2016 / REC N° 35 27
do de proteína. Puede verse que, tanto A como PP se redujeron al aumentar el con-tenido de caseína en la película. La Figura 7 muestra una fotografía de las películas C3 (a) y C50 (b) durante el ensayo de re-sistencia en MEK, en donde claramente puede verse el menor grado de hincha-miento que presenta el material con ma-yor contenido de caseína. Sobre la base de estos resultados, se puede afirmar que la presencia de un material hidrofílico como la caseína, proporciona una barrera sufi-ciente para los solventes orgánicos, lo que evidencia un efecto sinérgico entre ambos componentes (acrílico/caseína). Es conocido que la caseína tiene una exce-lente biodegradabilidad, ya que tiende a hidrolizarse y degradarse fácilmente bajo la acción de microorganismos. En cambio, los polímeros acrílicos presentan una muy baja velocidad de degradación, lo cual es un gran inconveniente desde el punto de vista medioambiental. Por lo tanto, la
incorporación de caseína debería mejorar la biode-gradabilidad de los materiales hí-bridos. La Tabla 4 presen-ta el porcentaje de pérdida de peso de las películas por acción de la biode-gradación en suelo
después de 14 días. Se puede apreciar que las películas que contienen caseína mues-tran valores de degradabilidad elevados, aumentando con el contenido de proteína. Esto nos indica que la limitada biodegra-dabilidad de los polímeros acrílicos puros se puede incrementar significativamente mediante la incorporación de una proteí-na biodegradable, como la caseína. En la fotografía de la Figura 8 se puede observar el efecto de la biodegradación sobre los es-pecímenes de ensayo luego de 14 días de degradación.
CONCLUSIONES
Este trabajo estuvo motivado por las cre-cientes preocupaciones y regulaciones a nivel mundial relacionadas con la emisión de compuestos volátiles y con la sustenta-bilidad de los procesos y productos. Es por ello que se estudió la incorporación de ca-seína, como un recurso renovable para pro-
ducir látex híbridos más ecológicos; como potencial alternativa para su empleo en li-gantes para recubrimientos a base acuosa. Esta investigación permitió concluir que es posible producir látex con diferentes con-tenidos de caseína de manera segura, me-diante un proceso de polimerización en emulsión muy similar al empleado para la producción de ligantes acrílicos. En cuanto al desempeño de estos látex hí-bridos como ligantes para recubrimientos, se observó que la incorporación de caseí-na a las formulaciones acrílicas no solo no afectó la buena capacidad de formación de película de los látex acrílicos, sino que apor-tó mejoras significativas en algunos aspec-tos. Esto permitió obtener látex híbridos con baja temperatura de formación de pe-lícula, al mismo tiempo que la presencia de caseína mejoró la dureza y la resistencia al bloqueo con respecto al acrílico puro. Esta combinación antagónica de baja MFT con elevada dureza y resistencia al bloqueo, fue posible gracias al efecto plastificante del agua sobre la caseína (componente duro de elevada Tg) durante la formación de pelí-cula, evitando la adición de cosolventes or-gánicos comúnmente utilizados para este fin. Además, la resistencia a solventes orgá-nicos y la biodegradabilidad en suelo de los materiales obtenidos, mejoró conforme se incrementó el contenido de biomaterial de las películas.Por último, se desea destacar que actual-mente se está trabajando en la factibilidad industrial de esta propuesta. En tal senti-do, recientemente se han logrado aumen-tar el contenido de sólidos de los látex híbridos hasta 35%, con el propósito de aumentar el interés industrial y comercial del proceso. También se está trabajando en la formulación de los látex híbridos con la incorporación de distintos aditivos, para optimizar su desempeño como recubri-miento, mediante el empleo de metodolo-gías de “diseño de experimentos” y “experi-mentación de alto rendimiento”.
AGRADECIMIENTOS
A CONICET, ANPCyT, SECTEI-Santa Fe y Universidad Nacional del Litoral, por la financiación de esta investigación.
Película MFT (ºC)
Tdmax (ºC)
Opacidad(AU×nm/mm)
Dureza (N)
Acrílico <2 331 161 95C3 <2 380 716 54C6 <2 390 145 29C12 <2 396 131 345C25 <2 402 54 435C50 <2 404 85 943
Tabla 4. Resistencia a solventes orgánicos y biodegradabilidad de las películas híbridas.
Figura 8. Imagen de películas degradadas luego de 14 días de enterramiento en suelo.
Figura 7. Imagen de hinchamiento en MEK de las películas híbridas (a) C3 y (b) C50.
RECUBRIMIENTOS
28 REC N° 35 / ABRIL 2016
CASAL DE REY & Cía
Secantes para pinturaAcidos grasos
Aceites vegetalesResina de colofonía
Avenida Roque Saenz Peña 943,
Piso 8 oficina 83
(1035) Buenos Aires
Argentina
Teléfonos y Fax
0054-11-4326-3368 / 0949
0054-11-4326-0957 / 0471
01Sater20-48.qxp 09/06/2010 23:04 PÆgina 39
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01Sater20-48.qxp 09/06/2010 23:04 PÆgina 39
REFERENCIAS
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RECUBRIMIENTOS
ABRIL 2016 / REC N° 35 29
Resumen:
El acero galvanizado recocido (“Galvan-neal”) se obtiene realizando un trata-miento térmico al acero galvanizado por inmersión en caliente a temperaturas de aproximadamente 550 ºC durante 10 s. El resultado es un recubrimiento forma-do por distintas fases de Fe-Zn. Este pro-ducto fue desarrollado para la industria automotriz y su principal ventaja frente al galvanizado convencional es que no presenta la “flor” característica de estos recubrimientos; por otro lado, al tener hierro en su composición posee mejor soldabilidad que los recubrimientos de cinc puro. Además, es más económico que su principal competidor, el elec-trogalvanizado. En el presente trabajo se estudió el comportamiento frente a la corrosión de acero galvanizado con-vencional obtenido por inmersión en caliente y acero galvanizado recocido (“Galvanneal”) pre-tratados y pintados con esquemas ambientalmente amiga-bles, es decir, libres de cromo y solven-tes orgánicos. Las muestras analizadas fueron de origen comercial y calidad au-tomotriz. Luego de sometidas a una lim-
aCICPBA, bUNLP, cInvestigador CONICET, dInvesti-gador CICPBACIDEPINT: Centro de Investigación y Desarrollo en Tecnología de Pinturas (CICPBA-CONICET) Av. 52 s/n entre 121 y 122. B1900AYB La Plata. Argentina. * e-mail de autor de correspondencia: [email protected] presente trabajo fue presentado en el 13er Congreso Internacional en Ciencia y Tecnología de Metalurgia y Materiales 2013 que se llevó a cabo en la ciudad de Puerto Iguazú durante los días 20 al 23 de agosto de 2013.
CORROSIÓN DE ACERO GALVANIZADO RECOCIDO (“GALVANNEAL”) PINTADOP.R. Seréa,b, C. Deyáb,c, C.I. Elsnerb,c*, A.R. Di Sarlid
pieza electroquímica, algunas de esas muestras fueron pre-tratadas con g-mer-captopropiltrimetoxisilano (MTMO) pero todas ellas fueron recubiertas con una película de pintura poliuretánica base acuosa desarrollada en el CIDEPINT. Fi-nalizado el período de curado, réplicas de las distintas muestras fueron expues-tas en cámara de niebla salina y cámara de humedad. La adhesión de la pintura se determinó por los métodos de la cua-drícula e impacto. La degradación de los sistemas fue evaluada mediante ins-pección visual, microscopia óptica, SEM, EDS y espectroscopia de impedancia electroquímica. El MTMO demostró ser un buen promotor de adhesión de estos sistemas en los medios ensayados. En general, ante la presencia de defectos en el esquema de pintura, el acero galvani-zado convencional aportó un mayor gra-do de protección catódica al acero base.
1. INTRODUCCIÓN
En la industria automotriz, los reque-rimientos cada vez más exigentes del mercado han hecho que en los últimos años aumente considerablemente el porcentaje de uso de chapa de acero re-vestida, tanto para la fabricación de ca-rrocerías como partes estructurales de los automóviles. En este sentido, el elec-trocincado y el “galvanneal” son los dos materiales más utilizados [1,2]. Este últi-mo está ganando cada vez más merca-dos como consecuencia de su bajo costo y excelente condiciones de soldabilidad. El proceso de “galvanneal” consiste en aplicar un tratamiento térmico luego del proceso de galvanizado por inmersión en caliente, con el objetivo de eliminar la “flor” característica de estos recubri-
mientos, aumentar la rugosidad para me-jorar la adherencia de la pintura y mejo-rar la soldabilidad. Durante este recocido se forman por difusión distintas fases de Fe-Zn, obteniendo como resultado un recubrimiento compuesto por capas de intermetálicos con contenidos de Fe de-crecientes desde la interfase del recubri-miento/sustrato a la superficie, llegando en ésta a valores entre el 9 y el 12%. Cuando el acero galvanizado es expues-to a un medio muy agresivo o por as-pectos estéticos éste es usualmente pin-tado, a este sistema se lo conoce como sistema “dúplex” y actúa sinérgicamente, ya que la protección aportada por la pin-tura y el recubrimiento de cinc es supe-rior a la suma de cada uno por separa-do [3-6]. Dentro de las fallas que afectan considerablemente la vida de servicio de estos sistemas, las más relevantes están relacionadas con los problemas de ad-hesión entre el recubrimiento orgánico y el metálico. En este sentido, los pretrata-mientos de superficie han sido un paso fundamental para mitigar este tipo de fallas. Actualmente, en Argentina la ma-yoría de los pretratamientos son a base de CrVI, estos productos son nocivos para el medio ambiente y la salud, desde hace algunos años se están realizando numerosos estudios para su reemplazo y en este sentido, los pretratamientos a base de silanos han demostrado ser una de las alternativas más interesantes [7-9]. Los silanos forman una película pro-tectora sobre el sustrato adhiriéndose al mismo mediante enlaces covalentes del tipo Si-O-Metal formados por los pro-ductos de la hidrólisis de los grupos R’O- y la película de oxi-hidróxidos presente en el metal mejorando considerable-mente la adhesión pintura/sustrato [10].
RECUBRIMIENTOS
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Por otro lado, las pinturas poliuretánicas al solvente tienen una excelente resis-tencia a la intemperie bajo condiciones atmosféricas diversas como ambientes marinos, de alta humedad y radiación so-lar, sin alterar sus características de brillo y color [11]. Pero los solventes orgánicos son contaminantes, esto ha llevado a es-tudiar alternativas para bajar la concen-tración de estas sustancias o reemplazar-las cambiando las formulaciones de las pinturas, una de las alternativas es utilizar en su lugar agua como disolvente. Estas pinturas tienen una menor resistencia a la intemperie comparada con la de base solvente pero en los últimos años se han logrado formulaciones de muy buena performance.En el presente trabajo se estudió el com-portamiento frente a la corrosión de acero galvanizado convencional obtenido por inmersión en caliente y acero galvaniza-do recocido (“Galvanneal”) pre-tratados y pintados con esquemas ambientalmente amigables, es decir, libres de cromo y sol-ventes orgánicos. Como promotor de ad-hesión se utilizo g-mercaptopropiltrime-
toxisilano (MTMO) y como recubrimiento orgánico una pintura poliuretánica base acuosa desarrollada en el CIDEPINT. Para evaluar el comportamiento a la corrosión las muestras fueron expuestas en cámara de niebla salina (CNS) y cámara de hume-dad (CH). Se evaluaron la adhesión seca y húmeda de la pintura mediante los méto-dos de la cuadrícula y de impacto mien-tras que la degradación de los sistemas fue evaluada mediante inspección visual, microscopias óptica y electrónica, EDS y espectroscopia de impedancia electro-química (EIE).
2. procedimiento experimental / METODOLOGÍA
Se prepararon muestras de 15x7,5x0,70 cm de acero galvanizado (ZN) y “galvan-
neal” (GAL) de origen comercial produ-cidas por el proceso de inmersión en caliente en continuo. Como sustrato se utilizó acero SAE 1010. Todas las mues-tras fueron sometidas a una limpieza electroquímica sumergiéndolas durante 20 s en una solución 10% p/v de NaOH y aplicando una corriente de 9 A. La ru-gosidad de los sustratos fue medida con un rugosímetro Hommel Tester T1000 y sus resultados se muestran en la tabla 1, donde Ra es la rugosidad media y Rt la
Tabla 1. Rugosidad de la superficie de los recubrimientos metálicos
Muestra Ra (m m) Rt (mm)
GAL 1,26 10,2
ZN 0,44 3,14
Tabla 2. Condiciones de aplicación del silano utilizado como pretratamiento
Silano Concentración% (V/V)
Tiempo de inmersión
(min)
Tiempo de curado(min)
Temperatura de curado
(ºC)
MTMO 4 1 10 80
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rugosidad total o máxima. Para evaluar el efecto del MTMO como promotor de adhesión, algunas muestras se pretrata-ron con silano en las condiciones deta-lladas en la Tabla 2. Para ello, 3,6 ml de MTMO se mezclaron con 5,4 ml de una solución 60% en volumen (v/v) de meta-nol y 40% v/v de agua destilada. El pH de esta última solución fue ajustado a 4,0 con ácido acético antes de agregarle el silano. Luego de 1 hora de hidrólisis, en constante agitación, la solución ob-tenida fue diluida con 81,3 ml de la mis-ma solución metanol-agua destilada. La concentración final de MTMO fue de 4% v/v. Las muestras se sumergieron en la solución de MTMO hidrolizado durante 1 min y fueron curadas en forma vertical en una estufa a 80±1ºC durante 10 min [12]. Las muestras se mantuvieron en ambiente de laboratorio hasta su pinta-do. Todas las muestras fueron recubier-
Componente de la pintura % (p/p)
A - Base acrílica 87,46
B - Convertidor: isocianato 8,75
C - Pigmento disperso: ocre “ferrite” 3,79
Tabla 4. Espesores de los recubrimientos metálicos y orgánicos
Tabla 3. Componentes de la pintura poliuretánica utilizada
Muestra Espesor de la película galvánica (mm)
Espesor de la película de pintura (mm)
ZN 20 112GAL 11 115
tas con una pintura poliuretánica de tres componentes base agua desarrollada en el CIDEPINT (Tabla 3). Los espesores de los recubrimientos metálicos fueron medidos por gravimetría y los orgánicos por el método magnético, de acuerdo a la norma ASTM B 499, los valores se re-portan en la Tabla 4. Las muestras pintadas fueron manteni-das en un desecador a 25ºC durante 72 h para el correcto curado de la pintura.Luego de curada la película de pintura, su adhesión al sustrato antes y después de los ensayos fue evaluada mediante el método de la cuadrícula, norma ASTM D 3359. También se realizaron ensayos de impacto tomando como referencia la norma ASTM D2794.Transcurrido el tiempo de curado, a las muestras se les realizó un corte hasta el sustrato en uno de los bordes para simu-lar una falla en servicio y posteriormente fueron colocadas por triplicado en cá-mara de humedad (CH) (ASTM D – 2247) y en cámara de niebla salina (CNS) (ASTM B – 117). Las muestras fueron retiradas a distintos tiempos de exposición para un registro fotográfico y la realización de las mediciones de EIE en cada extracción.Para la construcción de la celda electro-química se colocó sobre las muestras un tubo de acrílico que dejaba un área ex-
puesta al electrolito de 15,9 cm2, éste fue mantenido a presión sobre la muestra y el sello se realizó mediante un O-ring de goma. Como electrolito se utilizó una so-lución 0,5M NaCl, mientras que los elec-trodos auxiliar y de referencia fueron, respectivamente, una malla de platino y un electrodo de calomel saturado (ECS). Los barridos de impedancia se realizaron en modo potenciostático al potencial de corrosión, la amplitud de señal fue de 15 mV pico a pico y el rango de frecuencia de 1.10-2 a 1.105 Hz. Como parámetro de evaluación del comportamiento del sis-tema frente a la corrosión se tomó el mó-dulo de la impedancia a bajas frecuen-cias considerado como la resistencia to-tal del sistema [13-16].
3. RESULTADOS Y DISCUSIÓN
3.1 Caracterización de los sustratos
La Fig. 1 muestra la superficie de los dos sustratos sin pretratamiento, se puede observar que la muestra GAL tiene un aspecto más rugoso que la ZN, lo que coincide con los valores de rugosidad medidos. Además, el contenido de hie-rro en la superficie de la muestra GAL, determinado por EDS, fue del 11%, éste elemento se encontraba distribuido uniformemente sobre la superficie y su concentración coincide con la fase del-ta (FeZn10) [17]. En cambio en la muestra ZN se encontró Zn y pequeñas cantida-des de Al, elemento agregado al baño de cinc para evitar el crecimiento de fases FeZn.La fotografía SEM de la superficie de una
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muestra ZN luego de ser pretratada con MTMO, Figura 2, permite observar que la película de silano se encontraba unifor-memente distribuida pero con presencia de fisuras de aprox. 2 μm de ancho.El espesor de la película de silanos fue de aprox. 500nm. Los valores de EDS mostraron que la película de MTMO es-taba constituida por 41,7% de carbo-no, 29,7% de oxígeno, 28,4% de silicio y 0,2% de azufre.
3.2 Adhesión seca, antes de los ensayos de corrosión
El ensayo de adhesión por el método de la cuadrícula mostró buenos resultados de adhesión, en todos los caso la clasifi-cación ASTM fue 4B o superior con me-nos del 5% de área removida. Sin embar-go el método de impacto, más exigente que el anterior puso de manifiesto algu-nas diferencias. En ambos sustratos, las muestras pretratadas con MTMO, pre-sentaron menor desprendimiento de la película de pintura, indicando que éste es un adecuado promotor de adhesión. Además, las muestras ZN tuvieron una mejor performance que las GAL, con y sin pretratamiento (Fig. 3).
3.3 Envejecimiento en Cámara de hume-dad (CH)
En la zona donde la película de pintura estaba sin dañar todos sistemas exhibie-ron un buen comportamiento, sin evi-dencia de ampollado, pero en todos los casos se observó pérdida de brillo y co-lor en la pintura (Fig. 4). Sin embargo, al
Figura 2. Fotografía SEM (10000x) y espectro EDS de una muestra ZN pretratada con MTMO
Figura 3. Muestras luego del ensayo de impacto
Figura 1. Fotografías SEM (1000X) y espectros EDS de los sustratos ensayados
Figura 4. Fotografía de las muestras después de 42 días de exposición en CH.
Figura 5. Fotografía de las muestras luego del ensayo de adhesión por el método de la cuadrícula. 42 días de exposición en CH
evaluarse la adhesión en la zona intacta luego del ensayo se observaron marca-das diferencias, el sistema con mejor adhesión húmeda fue el ZN-MTMO (Fi-gura 5).Figura 5. Fotografía de las muestras luego del ensayo de adhesión por el método de la cuadrícula. 42 días de ex-posición en CHEn ningún caso se observó delamina-ción de la película de pintura en la re-gión adyacente al corte. No obstante, en las muestras GAL y GAL-MTMO se formaron productos de corrosión de hierro (Fig. 6), atribuidos a su alto con-tenido en la superficie del recubrimien-to y no a la corrosión del sustrato base. Esta coloración de los productos de co-rrosión tiene un carácter meramente cosmético a pesar de lo cual muchos usuarios consideran estas manchas in-aceptables desde el punto de vista cua-litativo. En las muestras ZN se observa-ron los productos de corrosión blancos característicos del cinc en este medio (Fig. 6). El pretratamiento tuvo un efec-to importante reduciendo la cantidad de óxido generado lo cual implica que el MTMO además de ser un adecuado promotor de adhesión es un buen pro-tector temporario de la corrosión (Fig. 6).En cuanto a las medidas de EIE, realiza-das sobre las muestras extraídas de la CH, la Fig. 7 muestra que el comporta-miento de todos los sistemas estudia-dos fue similar. Las fluctuaciones en los valores de la impedancia ocurridas en algunos casos fueron atribuidas al com-portamiento dinámico de los procesos interfaciales que tienen lugar en estos sistemas ya que, cuando el electrolito di-funde por alguno de los defectos y llega hasta el sustrato metálico, el valor de la
Figura 6. Fotografía tomada con
microscopio óptico (50x) en la zona del
corte de las muestras Zn y GAL luego de ser
expuestas 42 días en CH
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impedancia total puede decaer; sin em-bargo, la característica dieléctrica de la mayoría de los productos de corrosión que se forman sellan esos defectos ha-ciendo que la impedancia aumente nue-vamente. A medida que el tiempo de ex-posición crece, la tendencia en todos los casos fue que la impedancia disminuye-ra, estabilizándose en valores cercanos a 8x105 Ωcm2 a los 42 días de exposición. Tal estabilización es indicativa de que proceso de deterioro del sistema metal/pintura en cuestión evolucionaba muy lentamente.
3.4 Envejecimiento en Cámara de Niebla Salina (CNS)
En este ensayo se observaron claras di-ferencias con respecto a la evolución del ampollado desde el corte. La velocidad de delaminación fue prácticamente li-neal a lo largo de 42 días de ensayo. Las muestras sin pretratar tuvieron una ma-yor velocidad de delaminación, con va-lores de 0,9 y 0,6 mm/día para las mues-tras GAL y ZN respectivamente (Fig. 8). La mayor delaminación conforme trans-curre el tiempo de ensayo encontrada en las muestras GAL se debe a que los productos de corrosión formados están constituidos mayoritariamente por pro-ductos de corrosión de Fe, éstos fueron identificados en este medio por Almeida et al. como maghemita (gFeO3) y en me-nor medida por productos de corrosión de Zn, como simoncoleita (Zn6(OH)8Cl2.H2O) [18].En las muestras ZN los pro-ductos de corrosión están constituidos mayoritariamente por simoncoleita [19,20]. Los productos de corrosión de hierro son más voluminosos que los de cinc, esto aumenta la presión dentro de la ampolla, causando pérdida de adhe-sión y consecuente delaminación de la pintura en el borde da la misma (Fig. 9). La morfología de los productos de corro-sión en ambas muestras y los espectros EDS se muestran en la Fig. 10.Al comparar el comportamiento de las muestras pretratadas con MTMO es po-sible observar que el correspondiente a la muestra ZN-MTMO fue más satisfac-torio, en este caso la velocidad de dela-minación fue la más baja con valores de 0,09mm/día (Fig. 8). Esto pone de mani-fiesto que el MTMO promueve la adhe-sión entre la pintura y los sustratos anali-zados sin provocar cambios en el proce-so de corrosión, ya que no se vio diferen-cias en la morfología y composición de los productos de corrosión encontrados con y sin MTMO en CNS.En la zona de las muestras donde la pin-
Figura 7. Evolución del módulo de la impedancia a bajas frecuencias en CH.
Figura 8. Evolución del ampollado desde la marca en CNS
Figura 9. Fotografías tomadas con el
microscopio óptico (50x) en muestras
expuestas 42 días en CNS en el borde de
una ampolla la cual fue levantada con un
elemento cortante
Figura 10. Fotografía SEM y espectro EDS de la zona adyacente al corte de muestras expuestas 42 días en CNS
1.00E+03
1.00E+04
1.00E+05
1.00E+06
1.00E+07
1.00E+08
1.00E+09
0 5 10 15 20 25 30 35 40 45días
lZlx
cm2
GAL MTMO ZN MTMO GAL ZN
0
5
10
15
20
25
30
35
40
0 10 20 30 40 50
tiempo (días)
Ava
nce
del a
mpo
llado
(mm
)
ZNGALZN MTMOGAL MTMO
RECUBRIMIENTOS
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Figura 11. Evolución del módulo de impedancia a bajas frecuencias en CNS.
1.00E+03
1.00E+04
1.00E+05
1.00E+06
1.00E+07
1.00E+08
0 5 10 15 20 25 30 35 40 45días
lZlx
cm2
GAL MTMO ZN MTMO GAL ZN
tura se encontraba sin defectos, no se observó cambio de brillo ni de color en este ensayo, tampoco la presencia de ampollas distribuidas homogéneamen-te sobre la superficie. Sin embargo, se observaron algunas pequeñas ampollas aisladas luego de los 20 días de exposi-ción en las muestras ZN y GAL sin pretra-tar con MTMO.Las medidas de EIE mostraron diferen-cias en la evolución del módulo de im-pedancia de las muestras extraídas a dis-tintos tiempos de ensayo. El mejor com-portamiento fue el de las muestras ZN-MTMO, si bien se observa una caída de |Z| luego de los 15 días de ensayo, este se mantuvo en valores altos durante todo el ensayo. El comportamiento más pobre fue el de las muestras sin pretratamiento. La caída del módulo es muy importante, llegando a valores similares a los del cinc sin recubrimiento antes de los 30 días. Esta diferencia de comportamiento se debe a que en las muestras sin pretrata-miento el electrolito llegó al sustrato por fallas en la adhesión en algunos sitios aislados, donde se formaron pequeñas ampollas, reduciendo considerablemen-te la impedancia del sistema.
4. CONCLUSIONES
A partir de los resultados obtenidos pue-de concluirse que el MTMO es un buen promotor de la adhesión entre pinturas poliuretánicas base agua y acero galva-nizado y “galvanneal”. En medios con alta humedad y sin presencia de contami-nantes (CH) todos los sistemas “dúplex” tuvieron un buen comportamiento sin presencia de ampollado luego de 42 días de exposición. Si se produce un defecto en la película de pintura, no hay delami-nación de la misma. Pero, en el caso del galvanneal, la presencia de hierro en los
productos de corrosión produce una co-loración rojiza afectando el aspecto cos-mético del sistema pintura/galvanneal. El pretratamiento con MTMO disminuyó a formación de productos de corrosión en la zona donde la pintura estaba artifi-cialmente dañada.En medios con presencia de un anión agresivo (CNS) se observó una impor-tante delaminación desde la marca reali-zada en las muestras antes del ensayo. El mejor comportamiento lo presentaron las muestras pretratadas con MTMO. El “galvanneal” sin pretratar tuvo el com-portamiento más pobre debido a que los productos de corrosión que se for-man debajo de la ampolla están consti-tuidos principalmente por óxidos de hie-rro que son muy voluminosos y provo-can un rápido avance de la delaminación de la pintura.
AGRADECIMIENTOS
Los autores agradecen a la Comisión de Investigaciones Científicas de la Provin-cia de Buenos Aires (CICPBA), al Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas (CONICET) y a la Universidad Nacional de La Plata (UNLP) por el apoyo económico brindado para la realización del presente trabajo. Además, agrade-cen a Bernardo Browne y Andrés Camp-bell de Camsi-X por los silanos para lle-var a cabo este trabajo.
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RECUBRIMIENTOS
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Lo primero que hizo Juan cuando nos juntamos fue extraer la foto de un
grupo de técnicos de la em-presa Bacigalupo y Cía., dueña de la otrora reconocida marca Bull Dog. La foto que acom-
paña este reportaje contiene una cantidad de invalorables símbolos que quiero destacar y que no comentamos duran-te la charla, porque pretendía descubrirlos por mí mismo, así como sugiero que, antes
de continuar con la lectura, se detengan en la imagen y la observen detenidamente. En primera medida, el escenario, familiar para muchos, de la azotea de una enorme fábri-ca, que permite ver detalles como el tanque de agua (que destaca con orgullo la marca de la empresa y que, segura-mente, se veía desde todo el vecindario) y las chimeneas de lo que, imagino, pudo haber sido la planta de pro-ducción de resinas sintéticas (porque en aquella época se estilaba que una fábrica pro-dujera sus propias resinas). En segundo término, la vesti-menta, en particular el uso de camisa y corbata por debajo del guardapolvo, aun en épo-cas calurosas (tres de los mu-chachos están arremangados, de donde se desprende que no están en invierno, aunque no debió de ser en verano porque por lo menos cuatro de ellos llevan chalecos bajo el guardapolvo). Los cortes de pelo, bastante uniformes, parejos y cortos revelan que el blanco y negro de la foto-grafía coincide también con lo común de aquella época. Pero lo que más me impresio-na son sus miradas. Esos mu-chachos miraban el objetivo sin darse cuenta de que sus miradas atravesarían el mar de los tiempos hasta depo-sitarse en las páginas de una revista, desde donde mirarían y serían mirados por cantidad de colegas extemporáneos que sentirán una cercanía cómplice, interna, tranquili-zadora.Juan comenzó a trabajar en Bacigalupo a principios de 1957, luego de egresar del Otto Krause a fines de 1956. Cada reportaje tiene su par-ticularidad y éste, en cuanto vi la foto, quedó definido en el arco de transformación del personaje. Inevitable fijar el contraste entre este hombre de 78 años que tengo frente a mí con aquel muchachito que aparece en la fotografía. Entre la instantánea que muestra al joven técnico de corbata y el actual empresario enamo-
rado de su propia empresa, y que ya no usa corbata para trabajar, se encuentra la his-toria.“No me gusta hacer como pa-trón lo que no me gustaba que me hicieran a mí como empleado”. Declaración de principios. Me simpatiza la gente que declara sus princi-pios y se hace cargo de ellos. Éxito económico puede tener cualquiera, significa poco. Todo lo que en verdad tene-mos es lo que somos, lo que nos constituye y lo que deja-mos en los demás, el resto es agua de borrajas.Entre 1957 y 1964, desempe-ña tareas en Bacigalupo y Cia. Desarrollo de lacas nitro celu-lósicas y esmaltes de horneo
REPORTAJE
EL PIBE FERRARI
Por Walter Schvartz
JUAN FERRARI
para automotores, pinturas marinas y resinas sintéticas. Primero en laboratorio, más tarde, siendo aún extremada-mente joven, dirige la produc-ción. En el año 1958, lo man-dan a Usuahia a una prueba de pinturas marinas y se mez-cla con la flor y nata de los especialistas en el tema, en general mayores que él. Allí lo bautizan, pasa a ser “El Pibe Ferrari”. Tenía 25 años y ya car-gaba con enormes responsa-bilidades. Comienza con do-lores abdominales, el médico le recomienda pastillas, pero él sabe leer la realidad: nece-sita un cambio. Busca trabajo. Se entera el Dr. Mazza, que lo conocía de Bacigalupo, y se lo lleva a la empresa que había fundado: Multicrom.En Multicrom trabaja desde 1964 hasta 1981. Jefe de Plan-ta de AZO pigmentos y colo-rantes, Jefe de Planta de ftalo-cianinas, Jefe de Producción,
“No me gusta hacer
como patrón lo que
no me gustaba que
me hicieran a mí
como empleado”
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Km 25
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Jefe de Laboratorio de Investigación y Desarrollo, Gerente Técnico y Represen-tante Técnico ante la Cámara de la In-dustria Química y Petroquímica. Se hace experto en la producción de pigmentos orgánicos. “Hacíamos Química Orgánica pura. Hacer pigmentos orgánicos equi-vale en complejidad a producir medi-camentos”. En 1981, le señalan que “ya había dado todo lo que tenía para dar” y lo dejan cesante. Lo trae al presente y se nota que lo re-siente, es algo que lo mar-có. Sin embargo, esa pequeña tragedia urbana lo lleva a formar su propia em-presa. En ese mismo año, con otro quími-co de Multicrom, el Dr. Blanco, funda Co-lorsur. La mayor parte del tiempo habla de Colorsur. Se dedican a la producción de Masterbach y concentrados de color. Se nota que ama su emprendimiento y que ya ha dejado de ser un técnico para ser un empresario. Se siente orgulloso: “Con el conocimiento que adquirí logré armar una empresa”.Tiene tres hijos: Gustavo Luis, Carla y Pa-blo Diego. Seis nietos: Agustín, Chiara, Luna, Nina, Luca y Catalina. Gustavo Luis vive hoy en España y Agustín, el nieto mayor, que ya tiene 18 años, estudia en Cambridge. El Pibe Ferrari habla con or-gullo de sus orígenes en Avellaneda, en el Dock Sud, de su origen humilde, tra-bajador, del esfuerzo de sus padres para dar a sus hijos la oportunidad de estu-
De izquierda a derecha, sentados: Toledo, Carlos Malanca, Dr Schulz, Martín (jefe de compras), Arquímedes Piol, Dr Mario Mazzantini, Hector Calp. Hincados: Copola, Chioconi, Victor Fernandez,Juan luis Ferrari.
REPORTAJE
diar. Su nieto en Cambridge es un hito en su historia, un punto de llegada fami-liar que ubica a la nueva generación en un sitio más privilegiado. “Los que estu-diaron y aprovecharon sus oportunida-des han logrado hacer buenas carreras” sentencia Juan.
¿Cuál es tu formación?Técnico Químico egresado del Otto Krause. Cursé en la universidad, pero dejé para dedicarme de lleno al trabajo.
El tema técnico del rubro que más te apasiona.La dispersión de pigmentos, en particu-lar lo que concierne a los problemas de tensión superficial.
¿Qué trabajo sentís que te queda pen-diente?En lo técnico, el estudio del mecanismo de resinación de los pigmentos.
Tres nombres de personas determinan-tes en tu carreraMario Masantini, Horacio Canepa y mi padre, Luis Ángel, porque el esfuerzo que él hizo fue extraordinario.
¿Qué crees que es lo más importante que hay que transmitirle a un subordi-nado?La honorabilidad, la ética y la moral.
ABRIL 2016 / REC N° 35 37
EXPOCONGRESO
En fecha tan cercana como los es oc-tubre próximo, tendrá lugar la 8va edición de REPORT, que ya ha supe-
rado a las últimas tres ediciones en cuan-to a cantidad de empresas y superficie de stands contratados si lo comparamos a la fecha previa equivalente.
EXPOCONGRESO 2016
La exposición de proveedores de mate-rias primas y equipamiento, los progra-mas de presentaciones técnicas y la acti-vidad social completan los atractivos de un evento que será cita ineludible de los que son parte de la industria de las pintu-ras, tintas y adhesivos Se hallan abiertos tanto el Call for Papers de ATIPAT para el programa de conferen-
REPORT 2016 cias de la mañana como la invitación a brindar Charlas Técnico Comerciales por la tarde (exclusivo para empresas exposi-toras y sponsors). Los contactos para consultar por los dis-tintos aspectos de REPORT son los si-guientes:Call for Papers Congreso: [email protected]ón en Charlas Técnico Co-merciales: [email protected] Stands y sponsoreos: [email protected] Teléfono ATIPAT: +5411 4796 0123
LISTA DE EMPRESASEXPOSITORAS Y SPONSORSAmichemArchromaArquimexArubrasBASFBrenntagCabot (Gold Sponsor)Casal de Rey (Silver Sponsor con stand)ChaitasChemours (Silver Sponsor)
Color MixingCrilenDiransa (Silver Sponsor con stand)Eastman (Silver Sponsor con stand) EvonikFGHGDBGlaubeIndioquímica (Silver Sponsor con stand)Inquire (Silver Sponsor con stand)IPEL (Silver Sponsor con stand)LonzaMarzal EquipamientosMC ZamudioMilberg y AsociadosNingbo BriscentQuímica SoraireQuimminResikemSanyocolorS.E.T.Smart ChemicalsSowerSurfactanTecnología del ColorX Rite Elcometer PantoneYPF (Silver Sponsor)
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Sala 3
Sala 1
Sala 2
DepositosTecnica
businessroom
Foyer
INDIOQUIMICA
GLAUBE
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SANYO
INQUIRECASAL
DELREY
COLORMIXING
EVONIKMARZAL
ZIM ZUM
FGH NINGBO
EASTMAN
TECNOLOGIADEL COLOR
GDB
QUIMIN
BRENNTAG
ARCHROMA
ARUBRASSMARTCHEMICALS
LONZA
S.E.T.
ARQUIMEX
BASF
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MCZAMUDIO
RESIKEM
QCASORAIRE
FULLBLACKIPEL
VETEK
X RITEELCO
METERPANTONE
DIRANSA
SURFACTAN
ABRAFATI MAYERHOFER
INTI
ATIPAT
CHAITAS
AMICHEMEXPOTECNICA
ABRIL 2016 / REC N° 35 39
Durante febrero y marzo se com-pletó la edición 2016 del Curso Intensivo de la ETR, como siempre
con nutrida participación de alumnos de otros países de habla hispana. La foto co-rresponde a los alumnos que cursaron la 6ta semana
ESCUELA ETR
Además del Curso Regular que se realiza hasta el mes noviembre in-clusive, la agenda mensual de la ETR es la siguiente:
MAYOCharla: Sistema GHS / Curso de
ColoristasJUNIO
Curso de Aerosoles JULIO
Curso de AdhesivosAGOSTO
Curso de Vendedor de PinturasIndustriales
SEPTIEMBRECurso de Revestimientos
TexturadosOCTUBRE
Congreso REPORT 2016NOVIEMBRE
Curso de Materias Primas
TheChemours Company es una em-presa química global que nace en julio de 2015 como resultado de la
separación de los negocios químicos de DuPont, compañía con 200 años de expe-riencia a nivel mundial.Líder en los mercados de Tecnologías de Titanio, Fluoroproductos y Solucio-nes Químicas, la nueva compañía ma-neja un negocio de aproximadamente 7 mil millones de dólares, América Latina representa el 14% del negocio a nivel global, con una facturación en Cono Sur que ronda los 115 millones de dólares.Chemours desarrolla productos y solucio-nes innovadoras con altos estándares de seguridad y calidad. Con más de 9.000 em-pleados en todo el mundo y 37 plantas, tra-
baja para más de 5.000 clientes de diversas industrias como la automotriz, de refrigera-ción, pinturas, electrónica, telecomunica-ciones, minera, petrolera, entre otras. En nuestro país Chemours trae consigo el legado de los 78 años de presencia de DuPont en la Argentina, donde es líder en el mercado de Titano con la marca Ti-Pu-re™ (1er productor global de titanio), en Fluoroquímicos con las marcas Teflon™, Freon™, y Krytox™ y en Soluciones Quími-cas con Virkon™.En la Argentina, la compañía está presidi-da por Martín Bruzone, quien cuenta con más de 12 de años de trabajo en DuPont con cargos ejecutivos en USA, España y Argentina. A nivel mundial es dirigida por Mark Vergnano, Vicepresidente Ejecutivo
de DuPont y Director Ejecutivo designa-do para Chemours.“TheChemours Company es un spin-off de los negocios químicos de DuPont, que representan un 30% de las ventas de ésta última. A través del foco en los clientes, el espíritu emprendedor, la simplicidad en los procesos, la integridad en el trabajo y con la seguridad como nuestro pilar, nues-tro objetivo es acompañar el crecimiento del país, a través de las industrias con las que trabajamos aportándoles mayor tec-nología y procesos cada vez más eficien-tes”, comentó Martín Bruzone.El equipo de TheChemours Company Argentina es liderado por Martín Bruzo-ne como Presidente, Silvana Bordogna como Vicepresidente, Juan Manuel Ari-llo como líder del negocio de Fluoropro-ductos y Soluciones Químicas y Eva Pria-no como líder de Tecnología de Titanio. Las oficinas están ubicadas en Ingeniero Butty 240, piso 10, de la ciudad de Bue-nos Aires. www.chemours.com
THECHEMOURS COMPANY COMPLETÓ SU SEPARACIÓN DE DUPONTEn julio de 2015 la compañía química global se lanzó como nueva empresa líder en
los mercados de Tecnologías de Titanio, Fluoroproductos y Soluciones Químicas
Fila atrás: Gustavo Adolfo Benítez Verón (Pinturas Amanecer, Paraguay), Julio Cár-denas Villacres (Ecuabarnices, Ecuador), Daniel Astese (Secretario ETR), Adrián Buccini (Director ETR), Rodrigo Marinsek (Croda Argentina), Emilio M Reydo (Cris-tacol Argentina)
Fila adelante: Fátima Denisse Díaz, Rosa María Rodríguez y Marcel Ivette Flores, (Sherwin El Salvador), Kelly Zuluaga (An-dercol, Colombia), Norma D’Accorso (Do-cente ETR, de la FCEN - UBA), Cintia Ava-los (Secretaria ETR) y Melvin Monroy (Cel-co, Guatemala)
AGENDA 2016
40 REC N° 35 / ABRIL 2016
ABRIL 2016 / REC N° 35 41
noticiasNOTICIAS
ADITIVOS AMIGABLESCON EL MEDIO AMBIENTE
Dispersantes - Des�oculantesNivelantes - Antigel - Antiespumantes
Agentes de slip - ViscodepresoresPromotores de adherencia
Alcalinizantes
NOVEDADES EN MEDICION DE COLOR Y BRILLO
A fines de 2015, X-rite Inc. lanzó al merca-do sus dos nueva líneas de espectrofotó-metros de tecnología esférica compatibles con la nueva tecnología de certificación en línea Net Profiler. Las líneas CI61, 62 y 64 (de uso en campo y laboratorio), reem-plazan a la gama SP y la línea de laborato-rio CI 7600 y CI7800 reemplazan las series Ci 7000, CI7 y CI 5. Por su parte Elcometer lanzo al mercado su medidor de Brillo El-cometer 480 en 3 versiones, de 1, 2 y 3 án-gulos, que busca tener una nueva solución para el control de calidad del recubrimien-to. Más información www.abastecedora-grafica.com.ar/color_medicion.html
ALFABRU SE MUDA
El proveedor de pigmentos ha traslada-do sus oficinas a Hualfin 1165 -6º A de la
CA de Buenos Aires, teléfono (011) 3750-9922. Contacto Bruno Söllner Cel. (15) 55921252.
DISPERSIONES POLIMÉRICAS OPACAS
Química Opalion informa que está ofrecien-do al mercado las dispersiones poliméricas opacas flexibles ALLYONAL W4900 y W4950 E que reemplazan a las dispersiones tradi-cionales transparentes en forma directa au-mentando el cubritivo a cualquier valor de PVC. Contacto Luciano Zamo, Socio Geren-te, [email protected]
NUEVOS COALESCENTES
Adicell SRL incorpora nueva línea de coa-lescentes de Runtai Chemicals a carta de productos liderada por los espesantes ce-lulósicos de SAMSUNG FINE CHEMICALS, una amplia variedad de dióxidos de tita-
nio, resinas de petróleo, etc. y finalmente la línea completa de Biocidas y Fungici-das de la firma Lonza.
DISTRIBUIDORDE MISCELAEN BRASIL
Mediante un reciente acuerdo, Beoton SRL designó a Quiminutri Especialida-des Químicas de Brasil como represente y distribuidor en ese país de los Aditivos Miscela para los segmentos de Pinturas de Hogar y Obra, Pinturas Industriales, Tintas gráficas de impresión, y productos para reticulado por UV. Quiminutri, per-teneciente al grupo IGM es proveedora para la industria de tintas y pinturas, con liderazgo en curado UV. También gracias al acuerdo personal técnico y comercial de Quiminutri recibe capacitación en for-ma periódica. Por otro lado, ya se llevaron adelante ensayos exitosos en empresas testigo del mercado paulista con produc-tos para el curado por radiación y recu-brimientos base solvente y sin solvente. Contacto BEOTON S.R.L. Aditivos Miscela Tel./Fax: 4256-7508 e-mail: [email protected]
42 REC N° 35 / ABRIL 2016
El 4 diciembre pasado se renovó el en-cuentro de cierra cada año de ATIPAT con una gran fiesta que fue posible gracias a
ESPÍRITU DE CELEBRACIÓN EN LAFIESTA DE FIN DE AÑO DE ATIPAT
Tal como queremos recordarlo, un sonriente Daniel Smid de Arquimex recibe el recordatorio que se le entregaba a los Sponsors Platino de la fiesta (ver página 5)
Daniela Lepiscope de VarkemAdemás de Sponsor Platino, Smart Chemicals hizo posible traer a la banda de música
NOTICIAS
noticiasel festejo tuvo un brillo especial por el ex-traordinario primer premio que se sorteó: pasajes aéreos y 10 días de estadía para dos persona en un all inclusive 5 estrellas en Cancún y Cozumel, aporte de Smart Chemicals con motivo de su 10º aniver-sario. La empresa además hizo posible la participación de la banda de música.
las 6 empresas Sponsor Platino: Archroma, Arquimex, Cía. Quimica y Agroquimica, In-quire, Smart Chemicals y Varkem. Esta vez
ABRIL 2016 / REC N° 35 43
NOTICIAS
El equipo de Quimica Soraire se puso serio a la hora de elegir stand para su primer REPORT.
Rubén Garay de Inquire Sorteo a cargo de las beauties.
Acompañados por sus parejas, Patrick Durat de Tecnokem (izq.) y Juan Carlos Celis (Tersuave) comparten el premio a los mejores bailarines de la noche.
Martín Casal de Rey, el titulardel sponsor Smart Chemicals, se dio tiempo para el baile.
Luciano Rodríguez de Plavicon/ Prepán recibe el premio al mejor promedio del 1er año de la Escuela ETR
Guillermo Bruno de Archroma
El sorteo de este premio fue el punto culminante de la noche cuyo afortunado ganador fue Juan Carlos Celis de Tersuave, reconocidísimo protagonista de la industria. Varkem por su parte aporto una cafetera Nespresso como premio a los mejores bailari-
El sorteo del viaje a Cancún generó una gran expectativa que dio paso a una enorme emoción cuando se supo que el ganador era Juan Carlos Celis de Tersuave, en una noche donde demostró ser un gran bailarín y además tener mucha suerte.
Adrián Crespi (izq.) de Cia Química y Agroquímica recibe diploma de sponsors.
En la entrega del premio donado por Martín Casal de Rey de Smart Chemicals (izq.), Ignacio Bersztein (presidente ATIPAT), Juan Carlos Ferrari (Colorsur), el feliz ganador Celis, Evangelina de Casal de Rey (Smart Chemicals) y la feliz ganadora, Sra. de Celis.
nes. Como la final era muy dis-putada y elegir un ganador se hacía difícil, se determinó que dos parejas compartirían el primer premio, así Smart Che-micals aportó otra cafetera. Los ganadores fueron Patrick Durat de Tecnokem y –en su noche de suerte- Juan Carlos Celis,
ambos con sus respectivas es-posas.Referentes de todas las áreas de la industria, muchos de ellos participando con sus parejas, sumaron la cifra récord de 110 personas. El resumen del año y los planes para el futuro estu-vieron a cargo de directivos de
la entidad, pero el protagonis-mo mayor lo tuvieron los con-currentes que disfrutaron de comida e instalaciones exce-lentes, vivieron la expectativa del sorteo y se divirtieron con el concurso de baile y bailando ellos mismos hasta rayar la ma-drugada.
En cambio, paraGuillermo Bruno, experto expositor, fue fácil elegir lugar para Archroma.
Ignacio Bersztein Presidente de la entidad reseña los recientes logros de ATIPAT.
Por su parte Sebastián Pascolat, de Pinturas Pasco, fue el segundo mejor promedio 2015.