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Foro técnico recubrimientos
Abril 2017
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VOC´s y su importancia en la industria de
recubrimientos
Contenido
• ¿Qué son?
• ¿Por qué tienen importancia?
• ¿Cómo se miden?
• ¿Qué legislación existe?
• Casos de mercado
• Formular con bajos VOC
• Capacidades tecnológicas de Andercol
¿Qué son los VOC?
• Compuestos químicos basados en carbono cuya composición les hace posible evaporarse bajo condiciones atmosféricas normales de temperatura y presión
Comunidad científica
• Cualquier compuesto de carbono, excluyendo CO, CO2, H2CO3, carburos o carbonatos metálicos y carbonato de amonio, que participan en reacciones fotoquímicas atmosféricas, excepto aquellos designados por la EPA por tener reactividad fotoquímica despreciable
USA
• Cualquier compuesto de carbono con un punto de ebullición inicial menor o igual a 250°C medido a condiciones atmosféricas estándar de 101.3 kPa.
Unión Europea
https://www.epa.gov/indoor-air-quality-iaq/technical-overview-volatile-organic-compounds#definition
¿Por qué tienen importancia?
Muchos de los VOCs forman ozono (O3) superficial o troposférico, mediante reacción con fuentes de moléculas de oxígeno tales como óxidos de nitrógeno (NOx) y monóxido de carbono en presencia de luz solar.
Por qué tienen importancia?
• Componente básico del smog • Se considera sin “umbral”
http://www3.cec.org/islandora/es/item/986-north-american-mosaic-overview-key-environmental-issues-es.pdf
• Efecto invernadero
• Afecta vegetación y calidad de los cultivos
Efectos en la salud
• Desórdenes visuales
• Algunos pueden causar cáncer en animales y son sospechosos o reconocidos como causantes de cáncer en humanos
https://www.epa.gov/indoor-air-quality-iaq/volatile-organic-compounds-impact-indoor-air-quality
• Irritación en ojos y vías respiratorias
• Dolor de cabeza, náuseas, pérdida de coordinación
• Daños al hígado, pulmón y sistema nervioso central
¿Cómo se miden?
USA
ASTM D3960
ASTM D6886
Unión Europea
ISO 11890-1
ISO 11890-2
¿Cómo se miden?
• Paints and varnishes -- Determination of volatile organic compound (VOC) content -- Part 1: Difference method
• Método por diferencia de peso. Recomendado solo para contenidos de VOC superiores al 15%
• Se sugiere su uso solo para recubrimientos base solvente.
ISO 11890-1
¿Cómo se miden?
• Paints and varnishes -- Determination of volatile
organic compound (VOC) content -- Part 2: Gas-chromatography method
• Recomendado solo para contenidos de VOC inferiores al 15%. Sugerido para recubrimientos base agua.
• Utiliza un “marker” cuya temperatura de ebullición está en límite superior de determinación. Son VOCs todos aquellos cuya tiempo de retención sea inferior a éstos. Se emplean sustancias tales como dietil adipato y tetradecano.
ISO 11890-2
¿Cómo se miden?
• “Standard Practice for Determining VOC Content of Paints and Related Coatings”
• Es una guía para la selección del método ASTM adecuado para la determinación de VOCs.
• Especifica ASTM D2369 como el método adecuado para determinación por pérdida de peso.
• Determina como medir el contenido de agua, la densidad y los compuestos exentos
• Contiene las ecuaciones para el cálculo de VOCs de cada tipo de recubrimiento.
ASTM D3960-05
Cómo se miden?
¿Cómo se miden?
• Método para determinación directa de contenidos de VOCs para recubrimientos base agua por cromatografía de gases
• Recomendado para contenidos de VOC en peso por debajo de 5%.
• No se restringe a niveles mayores de contenido de VOC, pero pierde precisión.
• Identifica de manera directa el tipo y cantidad tanto de VOC y exentos.
ASTM D6886-14
Legislación existente
UNIÓN EUROPEA “DIRECTIVE 2004/42/CE OF THE EUROPEAN PARLIAMENT AND OF THE COUNCIL of 21 April 2004: on the limitation of emissions of volatile organic compounds due to the use of organic solvents in certain paints and varnishes and vehicle refinishing products”
Legislación existente
http://www.pcimag.com/articles/100037-puzzled-by-global-voc-and-emission-standards-in-architectural-paints
Legislación existente
USA
“40 CFR (Code of Federal Regulations) Part 59: National Volatile Organic Compound Emission Standards for Architectural Coatings”
http://www.pcimag.com/articles/100037-puzzled-by-global-voc-and-emission-standards-in-architectural-paints http://tbfenvironmental.com/architectural-industrial-maintenance-aim-coatings/
Legislación existente
Legislación existente
• Lista de exentos de la EPA: 40 CFR 51.100 (s) • Ejemplos: Cloruro de metileno Metil cloroformo Siloxanos metilados Acetona Tetracloroetileno Metil acetato t-butil acetato
“NTC 6018. SELLO AMBIENTAL COLOMBIANO. CRITERIOS AMBIENTALES PARA PINTURAS Y MATERIALES DE RECUBRIMIENTO.” “La concentración de VOC del producto no debe exceder los límites establecidos en la Tabla 1, determinados de acuerdo a la norma ASTM D6886”.
Legislación existente
Legislación existente
“Harmony Interior Acrylic Latex paint is a zero VOC formula that helps reduce common indoor odors. This acrylic paint is GreenGuard® Indoor Air Quality Certified and GreenGuard® Certified for Children and Schools.”
Casos de mercado
https://www.sherwin-williams.com/
¿Cómo formular con bajo VOC?
VOC pintura
Coalescente
Disolventes o trazas en materias primas
Monómero libre
Cosolventes
¿Cómo formular con bajo VOC?
• Se requieren emulsiones con Tg y MFFT lo suficientemente bajas para que la demanda de coalescente sea inferior
• Es un reto tecnológico para el fabricante de polímeros obtener una emulsión de bajo Tg que desarrolle las propiedades mecánicas esperadas en el recubrimiento
• Emuvinil 3511 es una emulsión que permite disminuir significativamente el contenido de coalescente cumpliendo el desempeño para pinturas Tipo 1
Capacidades tecnológicas Andercol
• Se encuentra implementada ASTM D6886-14 para recubrimientos base agua
• Se encuentra implementada ASTM D3960 para recubrimientos base solvente
Capacidades tecnológicas Andercol
Muestra VOCs Teóricos (g/L) VOCs Experimentales (g/L)
1 31,96 37,06
2 127,85 117,65
3 0 6,65
4 63,96 63,88
6 0 5,83
7 127,85 122,97
8 31,96 39,79
Conclusiones
• El concepto de VOC es cada vez más relevante y valorado en el mercado de recubrimientos arquitectónicos, convirtiéndose en una atributo clave de mercado que debe conocerse y desarrollarse.
• Andercol cuenta con las capacidades tecnológicas para la medición de VOCs y con portafolio apto para la formulación de pinturas arquitectónicas que cumplan requerimientos normativos de Colombia, USA o Europa.
