Pintura Emulsionada: Modificación y Estudio de Sistemas Intermedios

Revista INGENIERÍA UC
ISSN: 1316-6832
[email protected]
Universidad de Carabobo
Venezuela
Geant, Carmen; Vásquez, Sol; Parra, Hugo; Mujica, Viky
Propuestas de modificación para elaboración de pintura emulsionada arquitectónica basada en
estudio de sistemas intermedios obtenidos durante su fabricación
Revista INGENIERÍA UC, vol. 18, núm. 1, enero-abril, 2011, pp. 49-58
Universidad de Carabobo
Valencia, Venezuela
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R Iı́ UC, V. 18, N. 1, A 2011 49 - 58
Propuestas de modificación para elaboración de pintura emulsionada
arquitectónica basada en estudio de sistemas intermedios obtenidos
durante su fabricación
Geant, Carmen∗,a , Vásquez, Sola , Parra, Hugob , Mujica, Vikya
a
Escuela de Quı́mica, Facultad de Ingenierı́a, Universidad de Carabobo, Valencia, Venezuela
b
C.A. Venezolana de Pinturas, Valencia, Venezuela
Resumen.Esta investigación consistió en realizar propuestas de modificación para la formulación de una pintura emulsionada
arquitectónica, basada en la interpretación de los cambios de potencial de hidrógeno en función de los sistemas
intermedios que se obtienen durante su fabricación. Los cambios consisten en realizar sustitución, eliminación o
cambio en el orden de adición de un componente, con el fin de observar los cambios que originan dichas acciones
y si es posible la implantación de ellos. La selección de la propuesta de modificación a implantar está directamente
ligada con la disminución del rango de pH durante la fabricación de la pintura. Al estudiar las propuestas de
modificación se observó que con cambiar el orden de adición de los componentes disminuye el rango de pH de la
pintura durante su elaboración, sin embargo, no se modifica el pH de la pintura final.
Palabras clave: pintura emulsionada, potencial de hidrógeno, sistema intermedio, viscosidad.
Proposed amendments to development of a painting architectural
emulsion based in study of intermediate systems obtained during its
manufacture
Abstract.This research consisted to do proposed amendments to the formulation of a painting architectural emulsion, based
on the interpretation of changes in potential of hydrogen as a function of the intermediate systems that are obtained
during its manufacturing. The changes are to do substitution, deletion or change in the order of addition of a
component, in order to observe changes resulting from such actions and if possible the implementation of them.
The selection of the proposed amendment to be implemented is directly related to the decreased range of pH
during the manufacture of paint. In considering the proposed amendments was observed that by changing the order
of addition of components decreases the pH range of painting during processing, however, does not change the
potential of hydrogen in the final painting.
Keywords: emulsion paint, intermediate system, potential hydrogen, viscosity
Recibido: diciembre 2010
Aceptado: febrero 2011
∗
Autor para correspondencia
Correo-e: [email protected] (Geant,
Carmen)
1. INTRODUCCIÓN
En la fabricación de un producto es importante
conocer las modificaciones que ocurren durante
su proceso de elaboración, para comprender lo
existente y lograr explicar cambios en el producto
final.
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C. Geant et al / Revista Ingenierı́a UC, Vol. 18, No. 1, Abril 2011, 49-58
Una pintura emulsionada es una dispersión de
pigmentos en un vehı́culo no volátil (látex) y
volátil (disolvente), la cual forma una pelı́cula
continua y adherente cuando se seca. Básicamente
está constituida por aditivos, vehı́culo y pigmentos [1]. Los aditivos son compuestos adicionados
en pequeña proporción que imparten propiedades
a nivel de proceso y de pelı́cula. El vehı́culo
se divide en no volátil y volátil; el vehı́culo
no volátil es el substrato donde se fijarán los
pigmentos cuando forma pelı́cula y el vehı́culo
volátil o disolvente es la materia prima que se
incorpora para dar fluidez y aplicabilidad a la
pintura, y que luego emigra al ambiente en la fase
de secado. Los pigmentos son sólidos pulverizados
que proporcionan color y cubrimiento [2].
En una investigación anterior [3], se estudio
la variación del potencial de hidrógeno [4] y
el comportamiento reológico a lo largo de la
fabricación del producto. De la interpretación
de los resultados se realizaron propuestas de
modificación a la formulación original, basadas
principalmente en la interpretación de los cambios
de pH, y dirigida a disminuir el rango de pH en el
que se trabaja el producto durante su proceso de
fabricación.
2.
Figura 1: Esquema para la obtención de los sistemas
intermedios Fuente: Vásquez et al. [3]
Cuadro 1: Sistemas intermedios obtenidos durante la
elaboración de la pintura en estudio [3]
Sistema
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
METODOLOGÍA
La pintura satinada emulsionada utilizada para
el desarrollo de la investigación está constituida
por agua, humectante, antiespumante n◦ 1, antiespumante n◦ 2, dispersante, suavizador de agua,
regulador de pH, biocida n◦ 1, biocida n◦ 2, dióxido
de titanio n◦ 1, dióxido de titanio n◦ 2, carga,
modificador reológico n◦ 1, modificador reológico
n◦ 2, co–solvente, látex y coalescente [3].
Para la fabricación del producto se parte inicialmente con cierta cantidad de agua, luego
se va añadiendo progresivamente determinados
componentes, según el orden de formulación y
la cantidad establecida en fórmula. Al incorporar
cada componente se van formando sistemas intermedios antes de llegar al producto final. En la
Figura 1 se muestra un esquema que ejemplifica
como se va constituyendo cada sistema [3].
13
14
15
16
17
18
19
Componentes
Agua (1)
Sistema 0 + Humectante
Sistema 1 + Antiespumante n◦ 1
Sistema 2 + Dispersante
Sistema 3 + Suavizador de agua
Sistema 4 + Regulador de pH
Sistema 5 + Biocida n◦ 1
Sistema 6 + Biocida n◦ 2
Sistema 7 + Dióxido de titanio n◦ 1
Sistema 8 + Dióxido de titanio n◦ 2
Sistema 9 + Carga
Sistema 10 + Modificador reológico n◦ 1
Sistema 11 + Mezcla modificadora
reológica*
Sistema 12 + Agua (2)
Sistema 13 + Látex
Sistema 14 + Antiespumante n◦ 2
Sistema 15 + Agua (3)
Sistema 16 + Coalescente
Sistema 17 + Agua (4)
Sistema 18 + Regulador de pH (2)
*La mezcla modificadora reológica está compuesto por: agua, co–solvente y modificador reológico
n◦ 2.
En la Tabla 1 se especifica los componentes por
los cuales está integrado cada sistema [3].
Principalmente para plantear las propuestas de
modificación el criterio consiste en tratar de
disminuir el rango de pH durante la elaboración
de la pintura, pero adicionalmente se realizaron
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cambios para observar las consecuencias en la
formulación al sustituir, eliminar ó cambiar el
orden de adición de un componente.
Se plantearon 8 propuestas de modificación y
para cada propuesta se elaboró la pintura a escala
de laboratorio. A continuación se describe el cambio realizado en cada propuesta de formulación.
Propuesta de modificación 1: Sustitución
del agua cruda por agua desionizada en la
elaboración de la pintura.
Propuesta de modificación 2: Eliminación del
uso del suavizador de agua en la elaboración
de la pintura.
51
3. ANÁLISIS Y DISCUSIÓN DE LOS RESULTADOS
Con el fin de realizar la comparación entre la
formulación original y la propuesta de modificación, se presentan ambas curvas de variación de
potencial de hidrógeno en función de cada sistema,
en el mismo gráfico.
Propuesta de modificación 1:
Consiste en sustituir el agua cruda por el agua
desionizada, para estudiar la influencia de éste
cambio en los sistemas intermedios obtenidos
durante la elaboración de la pintura, y en la pintura
terminada.
Propuesta de modificación 3: Cambio del
orden de adición del regulador de pH en la
elaboración de la pintura.
Propuesta de modificación 4: Cambio del
orden de adición del regulador de pH, biocida
n◦ 1 y biocida n◦ 2 en la elaboración de la
pintura.
Propuesta de modificación 5: Cambio del
orden de adición del regulador de pH y
biocida n◦ 1 en la elaboración de la pintura.
Propuesta de modificación 6: Cambio del orden de adición del biocida n◦ 1 y eliminación
parcial del regulador de pH en la elaboración
de la pintura.
Propuesta de modificación 7: Cambio del orden de adición del biocida n◦ 1 y eliminación
total del regulador de pH en la elaboración de
la pintura.
Propuesta de modificación 8: Elaboración
de la pintura según formulación original
eliminando totalmente del regulador de pH de
la fórmula.
Para la investigación no se realizó el estudio
reológico a cada pintura obtenido con las propuestas de formulación, puesto que el modificador
reológico n◦ 2, responsable de la reologı́a del
producto final, desarrolla su poder espesante por
asociación con los pigmentos y el látex, sin
importar el pH del medio [3].
Figura 2: Variación del potencial de hidrógeno durante la
elaboración de la pintura en estudio empleando la propuesta
de modificación 1
En la Figura 2 se presentan la curva de la
variación del potencial de hidrógeno en función
de cada sistema, obtenida al elaborar la pintura
empleando la formulación original y la propuesta
de modificación 1. Se observa que al elaborar la
pintura empleando agua desionizada no hay influencia en la tendencia del pH al incorporar cada
componente para formar los sistemas intermedios.
Por tanto desde el punto de vista de esta variable,
no existe diferencia al elaborar la pintura con agua
desionizada.
Propuesta de modificación 2:
Consiste en elaborar la pintura eliminando el
suavizador de agua, para observar la influencia de
fabricar el producto con un agua no suavizada.
En la Figura 3 se presenta la curva de la
variación de potencial de hidrógeno en función
de cada sistema, para la formulación original y la
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Figura 3: Variación del potencial de hidrógeno durante la
elaboración de la pintura en estudio empleando la propuesta
de modificación 2
Figura 4: Variación del potencial de hidrógeno durante la
elaboración de la pintura en estudio empleando la propuesta
de modificación 3
propuesta de modificación 2. En la formulación
original el suavizador de agua se incorporan al
sistema 3, para formar el sistema 4. En la curva
sin suavizador de agua el valor del sistema 3 es
el mismo que el del sistema 4, para indicar que
no hubo variación de pH, puesto que no existe
la adición del componente. La curva mantuvo
la misma tendencia durante todos los sistemas
intermedios. Los valores de pH de la formulación
original son superiores a los de la propuesta de
modificación 2, ya que el extremo negativo de la
molécula del suavizador de agua atrae débilmente
al ión hidrógeno disociado, lo que ocasiona un
aumento en el pH [5]. Sin embargo, tal situación
no afecta a la variable pH en el producto final, ya
que la formulación original tiene un pH de (8, 99 ±
0, 01) adim y la propuesta de modificación 2 de
(8,92 ± 0,01) adim.
Propuesta de modificación 3:
Consiste en realizar cambios en el orden de adición
del regulador de pH que forma el sistema 5
en la elaboración de la pintura. Puesto que
en la formulación original, en la transición del
sistema 4 al 5, se observa una gran variación
de pH que va desde (6 − 79 ± 0,01) adim
hasta (10,91 ± 0, 01) adim, es decir una desde
un medio ligeramente ácido a un medio básico.
Por tal motivo se considera la colocación del
regulador de pH al final de la elaboración del
producto, adicionándolo luego de la cantidad
establecida de éste componente para formar el
sistema 19. En la Figura 4 se presenta la curva de
potencial de hidrógeno en función de cada sistema,
para la formulación original y la propuesta de
modificación 3.
En la curva de la propuesta de modificación 3 el
valor de pH reportado en el sistema 5, es igual a
valor obtenido para el sistema 4, para indicar que
no ocurrió ningún cambio ya que no se adicionó el
regulador de pH en esa etapa, y con el fin de
mantener la correspondencia entre los sistemas
para la realización de comparaciones.
La curva correspondiente a la propuesta de
modificación 3, presenta valores de pH inferiores
a los de la formulación original a partir del
sistema 4. Con el cambio realizado, disminuye la
variación del pH que existı́a entre el sistema 4 y 5,
ahora el cambio ocurre desde (7,01 ± 0,01) adim
hasta (9,58 ±0,01) adim, con la adición del biocida
n◦ 1. Tal cambio es positivo, ya que se desea lograr
mantener el pH a lo largo de la elaboración de la
pintura en un rango más estrecho que el que existe
en la formulación original, y a su vez disminuir
cambios violentos de pH.
Con la realización del cambio se logra disminuir
la amplitud del margen en el cual se mueve el
potencial de hidrógeno de los sistemas obtenidos
a lo largo de la elaboración del producto. En la
formulación original el rango de pH es de (6,29 ±
0,01) adim hasta (10,94 ± 0,01) adim, mientras
que en la propuesta de modificación 3, va desde
(6,29 ± 0,01) adim hasta (9,61 ± 0,01) adim.
La adición del regulador de pH al final es
necesaria para lograr el pH de la pintura, ya que
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con la formulación original el pH final es de (8,99±
0,01) adim, y con la propuesta de modificación 3
es de (9,04 ± 0,01) adim.
Propuesta de modificación 4:
Consiste en cambiar el orden de adición del
regulador de pH que forma el sistema 5, biocida
n◦ 1 y biocida n◦ 2, en la elaboración de la pintura
en estudio. El regulador de pH se adiciona luego
del sistema 19, para formar el sistema 19*, el
biocida n◦ 1 y biocida n◦ 2 se incorporan antes
del látex, para formar los sistemas 13* y 13**,
respectivamente. El cambio se debe a que en la
propuesta de modificación 3 aún existe una gran
variación de pH con la adición del biocida n◦ 1,
desde (7,01 ± 0,01) adim hasta (9, 58 ± 0,01) adim.
Figura 5: Variación del potencial de hidrógeno durante la
elaboración de la pintura en estudio empleando la propuesta
de modificación 4
En la Figura 5 se muestra la nueva curva de
variación de potencial de hidrógeno en función de
cada sistema durante la elaboración de la pintura.
Se observa que del sistema 1 al 4 no hay diferencia
de pH entre la formulación original y la propuesta
de modificación 4. A partir del sistema 5, se
observa un cambio entre ambas curvas, originado
por los cambios de adición planteados en esta
propuesta.
Al situarse en el sistema 7 de la formulación
original, se tiene un pH (10,93 ± 0,01) adim, al
incorporar los pigmentos y cargas el pH empieza
a descender, mientras que en la propuesta de
modificación 4, el sistema 7 presenta un pH de
(6, 89 ± 0,01) adim, valor que empieza a aumentar
al adicionar los pigmentos y carga, tal diferencia
53
en la tendencia de las curvas se debe a que
el pH de los pigmentos y carga, de acuerdo a
especificaciones técnicas va desde (7,00±0,01)
adim hasta (9,00±0,01) adim [6], ocasionando en
la formulación original un descenso del pH y en la
propuesta de modificación 4 la situación opuesta.
El sistema 13 presenta un pH de (7 − 93±0,01)
adim, al adicionar el biocida n◦ 1 el pH asciende
a (9,17±0,01) adim, ocasionado porque el pH
del biocida n◦ 1 es de (12,33±0,01) adim. Al
incorporar el biocida n◦ 2 se obtiene un valor de pH
de (9,14±0,01) adim, éste compuesto tiene pH de
(4,19±0,01) adim, en la cantidad que es añadido
no origina un cambio en el pH en el sistema.
Seguidamente al incorporar el látex, obteniéndose
un pH de (7,42±0,01) adim, puesto que el látex
adicionado es un compuesto ácido con un pH de
(4,54±0,01) adim.
Con la adición del regulador de pH para formar
el sistema 19*, se culmina la elaboración de la
pintura. Con la formulación original la pintura
presenta un pH de (8,99 ± 0,01) adim y con la
propuesta de modificación 4 un pH de (9,06±0,01)
adim, lo que indica que el orden de adición de los
componentes no afecta el pH del producto final. El
rango de pH durante la elaboración de la pintura
empleando la formulación original es de (6,29 ±
0,01) adim hasta (10,94 ± 0,01) adim, mientras que
con la propuesta de modificación 4 el rango de pH
es de (6, 28 ± 0,01) adim a (9, 17 ± 0,01) adim.
Propuesta de modificación 5:
Consiste en cambiar del orden de adición del
regulador de pH que se adiciona para formar el
sistema 5 y biocida n◦ 1 en la elaboración de la
pintura. Esta propuesta deriva de la interpretación
realizada a la formulación original, propuesta de
modificación 3 y propuesta de modificación 4, de
las cuales se infiere que la cantidad adicionada
del biocida n◦ 2, origina cambios muy pequeños de
pH cuando es incorporado. Por la composición del
biocida n◦ 2, no existe riesgo de su volatilización
durante la etapa de dispersión.
En la propuesta de modificación 5 se añade
el biocida n◦ 1 antes del látex para formar el
sistema 13*, y la cantidad de regulador de pH del
sistema 5 luego del sistema 19, para formar el
sistema 19*.
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Figura 6: Variación del potencial de hidrógeno durante la
elaboración de la pintura en estudio empleando la propuesta
de modificación 5
En la Figura 6 se muestra la variación de
potencial de hidrógeno en función de cada sistema,
al elaborar la pintura empleando la propuesta de
modificación 5. Se observa que del sistema 1
al 4 no hay diferencia de pH entre la formulación
original y la propuesta de modificación 5. A partir
del sistema 5, se observa un cambio entre ambas
curvas, originado por los cambios de adición
planteados en esta propuesta. Al adicionar el
biocida n◦ 2, ocurre un cambio de pH desde (7,01 ±
0,01) adim hasta (7,04 ± 0,01) adim, con lo cual
que se corrobora que la cantidad adicionada del
biocida n◦ 2 ocasiona variaciones mı́nimas en el pH
del sistema.
Al situarse en el sistema 7 de la formulación
original, se tiene un pH (10,93 ± 0,01) adim, al
incorporar los pigmentos y carga el pH empieza
a descender, mientras que en la propuesta de
modificación 5, el sistema 7 presenta un pH de
(7,04 ± 0, 01) adim, valor que empieza a aumentar
al adicionar los pigmentos y carga, esta diferencia
de la tendencia de las curvas se debe a que
el pH de los pigmentos y carga, de acuerdo a
especificaciones técnicas va desde (7,00 ± 0,01)
adim hásta (9,00 ± 0,01) adim, ocasionando en la
formulación original un descenso del pH y en la
propuesta de modificación 5 un ascenso del pH.
El sistema 13 presenta un pH de (8,07 ±
0,01) adim, al adicionar el biocida n◦ 1 el pH
asciende a (9,18 ± 0,01) adim, ocasionado porque
el pH del biocida n◦ 1 es de (12,33 ± 0,01)
adim. Seguidamente al adicionar el látex, el pH
desciende hasta (7,09 ± 0,01) adim, ya que el látex
incorporado es un compuesto ácido con un pH de
(4,54 ± 0,01) adim.
Con la adición del regulador de pH para
formar el sistema 19*, concluye el proceso de
elaboración de la pintura empleando la propuesta
de modificación 5. Con la formulación original
la pintura presenta un pH de (8,99 ± 0,01) adim
y con la propuesta de modificación 5 un pH de
(9,16 ± 0,01) adim, ambos valores dentro del rango
de especificación de la pintura que va desde (8,50±
0,01) adim a (9,50±0,01) adim. El rango de pH
durante la elaboración de la pintura empleando
la formulación original es de (6,29±0,01) adim
hasta (10,94±0,01) adim, mientras que con la
propuesta de modificación 4 el rango de pH es de
(6,28±0,01) adim a (9,18±0,01) adim.
Propuesta de modificación 6:
Consiste en adicionar el biocida n◦ 1 antes del
látex, y eliminar la cantidad de regulador de
pH del sistema 5. La propuesta permite observar
el comportamiento de la pintura, con la adición
parcial del regulador de pH.
Figura 7: Variación del potencial de hidrógeno durante la
elaboración de la pintura en estudio empleando la propuesta
de modificación 6
En la Figura 7 se muestra la variación de
potencial de hidrógeno en función de cada sistema,
al elaborar la pintura empleando la propuesta de
modificación 6.
Del sistema 1 al 4 no hay variación de pH
entre la formulación original y la propuesta de
modificación 5. Del sistema 5 al 19, se presenta la
tendencia de las curvas explicadas en la propuesta
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de modificación 5. La diferencia de esta propuesta
respecto a la propuesta de modificación 5, es
que no se añade la cantidad de regulador de pH
que se incorporaba para formar el sistema 19*,
por lo tanto el pH del producto final ahora es
de (8,16±0,01) adim menos básico que el de la
formulación original, cuyo valor es de (8,99±0,01)
adim. Con esta propuesta el rango de pH en la
elaboración del producto va desde (6,27±0,01)
adim hasta (9,04±0,01) adim.
El valor de pH de la pintura con la propuesta
de modificación 6, es ligeramente inferior al rango
de especificación de la pintura, que va desde
(8,50±0,01) adim hasta (9,50±0,01) adim. Por lo
tanto, se realizó la evaluación microbiológica [7]
al producto final, arrojando como resultado una
pintura con buena calidad microbiológica, sin
embargo es recomendable realizar más investigaciones relacionadas con esta propuesta, ya que
el biocida n◦ 1 trabaja en un rango de pH de
(4,00±0,01) adim hasta (14,00±0,01) adim. Es
aconsejable investigar si a pesar de estar en
presencia de una pintura con un pH fuera de rango
el biocida puede inhibir el crecimiento bacteriano.
Propuesta de modificación 7:
Consiste en adicionar el biocida n◦ 1 antes del
Figura 8: Variación del potencial de hidrógeno durante la
elaboración de la pintura en estudio empleando la propuesta
de modificación 7
látex, y eliminar totalmente de regulador de
pH. En la Figura 8 se muestra la variación de
potencial de hidrógeno en función de cada sistema,
al elaborar la pintura empleando la propuesta
de modificación 7. Del sistema 1 al 4 no hay
55
variación de pH entre la formulación original y la
propuesta de modificación 5. Del sistema 5 al 18,
se presenta la tendencia de las curvas explicadas
en la propuesta de modificación 5.
El pH reportado en el sistema 19, es el mismo
del sistema 18, para indicar que no se existe
variación ya que no se adiciona el regulador de
pH. Con la propuesta de modificación 7 el pH de la
pintura tiene un valor de (7,38±0,01) adim, menos
básico que el de la formulación original, cuyo
valor es de (8,99±0,01) adim. Con ésta propuesta
el rango de pH en la elaboración del producto va
desde (6,28±0,01) adim hasta (9,54±0,01) adim.
El valor de pH obtenido con la propuesta de
modificación 7, es muy bajo respecto al mı́nimo
permitido, ya que el parámetro de especificación
de la pintura va desde (8,50±0,01) adim hasta
(9,50±0,01) adim. Por lo tanto se realizó evaluación microbiológica [7] al producto final, arrojando como resultado una pintura con buena calidad
microbiológica, sin embargo es recomendable
realizar más investigaciones relacionadas con la
propuesta de modificación 7, ya que el biocida
n◦ 1 trabaja en un rango de pH de (4,00±0,01)
adim hasta (14,00±0,01) adim. Es aconsejable
investigar si a pesar de estar en presencia de una
pintura con un pH fuera de parámetros el biocida
puede inhibir el crecimiento bacteriano.
Propuesta de modificación 8:
Consiste en eliminar totalmente el regulador de
pH de la formulación original para conocer la
influencia de este cambio, debido a que en la
propuesta de modificación 7, la pintura obtenida
proporcionó buenos resultados microbiológicos
con el pH final obtenido.
En la Figura 9 se muestra la variación de
potencial de hidrógeno en función de cada sistema,
al elaborar la pintura empleando la propuesta de
modificación 8.
Para esta propuesta, el rango de pH en la
elaboración de la pintura, va desde (6,30±0,01)
adim hasta (9,59±0,01) adim. Del sistema 1 al
sistema 4 no existe variación entre la curva
de la formulación original y la propuesta de
modificación 8. Con la incorporación del biocida
n◦ 1 el pH asciende desde (6,94±0,01) adim hasta
(9,50±0,01) adim. Al adicionar el biocida n◦ 2, el
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Figura 9: Variación del potencial de hidrógeno durante la
elaboración de la pintura en estudio empleando la propuesta
de modificación 8
pH cambia (9,50±0,01) adim hasta (9,59±0,01)
adim. Seguidamente con la incorporación de los
pigmentos y carga, el pH empieza a descender
hasta un valor de (8,93±0,01) adim. Al incorporar
el látex, el pH desciende desde (9,05±0,01) adim
hasta (7,36±0,01) adim, ya que el látex es un
compuesto ácido de pH (4,54±0,01) adim.
Con la propuesta de modificación 8, se obtienen
un pH de (7,57±0,01) adim, menos básico que
la formulación original, que presenta un pH de
(8,99±0,01). Por tal motivo se realizó la evaluación microbiológica [7], arrojando una pintura con
buena calidad microbiológica en la pintura. Sin
embargo, es conveniente realizar mayor cantidad
de estudios que comprueben que a pesar de un pH
fuera de rango, el biocida n◦ 1 inhibe el crecimiento
bacteriano, puesto que su rango de trabajo es de
(4,00±0,01) adim hasta (14,00±0,01) adim.
Con la propuesta de modificación 8, se obtienen
un pH de (7,57±0,01) adim, menos básico que
la formulación original, que presenta un pH de
(8,99±0,01). Por tal motivo se realizó la evaluación microbiológica [7], arrojando una pintura con
buena calidad microbiológica en la pintura. Sin
embargo, es conveniente realizar mayor cantidad
de estudios que comprueben que a pesar de un pH
fuera de rango, el biocida n◦ 1 inhibe el crecimiento
bacteriano, puesto que su rango de trabajo es de
(4,00±0,01) adim hasta (14,00±0,01) adim.
Propuesta de modificación recomendada a
implantar
Después de plantear 8 propuestas de modificación,
se realiza la selección de la propuesta a recomendar. Un criterio importante para seleccionar
la propuesta a implantar es el rango de pH en el
cual en el cual elabora la pintura. El diferencial de
rango de pH de la elaboración de la pintura es la
diferencia entre el mayor y menor pH registrado
durante la fabricación de la pintura, empleando la
formulación original es de (4,65±0,02) adim.
Para las propuestas de modificación, del 1
al 8, los valores de rango de diferencial de
pH son (4,64±0,02) adim, (4,57±0,02) adim,
(3,32±0,02) adim, (2,89±0,02) adim, (2,90±0,02)
adim, (2,77±0,02) adim, (2,77±0,02) adim y
(3,29±0,02) adim, respectivamente.
Después de realizar la comparación en el rango
de pH durante la elaboración del producto, se
observa que la propuesta de modificación 4, 5,
6 y 7 son las que presentan menor diferencial
en el rango de pH. Para implantar la propuesta
de modificación 6 y 7 se deben realizar mayor
cantidad de estudios relacionados con el riesgo de
crecimiento bacteriano en una pintura con un pH
final fuera de los parámetros de especificación.
Las propuestas de modificación 4 y 5, presentan
aproximadamente el mismo rango de pH, pero en
la propuesta de modificación 5 se realizan menor
cantidad de cambios a la formulación original para
la obtención de este rango de pH.
Para comparar la propuesta de modificación 5
respecto a la formulación original, se fabricaron
ambas pinturas bajo las mismas condiciones de pH
inicial, seguidamente se realizó las evaluaciones
de los parámetros de calidad especificados para
la pintura satinada. En la Tabla 2 se presentan
los resultados de las evaluaciones realizadas a
cada pintura. Se observa que para ambas pinturas
los valores obtenidos se encuentran dentro de los
parámetros de calidad de la pintura.
Para corroborar que los cambios de pH no
afectan desde el punto de vista reológico a la
pintura, debido que el modificador reológico n◦ 2
otorga su efecto espesante independedientemente
del pH del medio [6], en la Figura 10 y 11, se
muestra la curva de variación del esfuerzo de corte
y la viscosidad, en función de la velocidad de
corte, para la formulación original y la propuesta
de modificación 5.
Revista Ingenierı́a UC
C. Geant et al / Revista Ingenierı́a UC, Vol. 18, No. 1, Abril 2011, 49-58
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Cuadro 2: Comparación de los parámetros de calidad de la pintura obtenida con la formulación original y la propuesta de
modificación 5
Variables
Densidad [8] (ρ±0,01) kg/gal
Viscosidad Stormer [9] (ηs ± 1) KU
Relación contraste [10] (RC ± 0,01) %
Potencial de hidrógeno [4] (pH ± 0,01)
adim
Brillo especular [11] (∢ 60◦ )
Contenido de sólidos ( % S ± 0,1) %
Rango
4,55 – 4,95
95,0 – 105,0
97,00 – 100,00
8,50 – 9,50
Formulación original
4,81
100,8
97,74
8,76
Propuesta de modificación 5
4,85
100,5
97,53
8,88
15,0 – 30,0
40,0 – 60,0
30,5
48,9
30,8
48,8
Al visualizar ambas gráficas, se observa que
no ocurre diferencia entre ambas, por cual indica
que a pesar que se modifican las condiciones de
proceso a nivel de potencial de hidrógeno y orden
de formulación, tal situación no altera la reologı́a
del producto final [13]. Observandose que ambas
pinturas presentan el comportamiento de un fluido
reofluidizante [14].
4. CONCLUSIONES
Figura 10: Variación del esfuerzo de corte en función de la
velocidad de corte, durante la elaboración de la pintura en
estudio empleando la formulación original y la propuesta de
modificación 5
Al cambiar el orden de adición de los componentes, disminuye el rango de potencial de
hidrógeno durante la fabricación de la pintura.
También se observa que al suprimir el suavizador
de agua de la formulación original y cambiar
el orden de adición de los componentes no
ocurren modificaciones desde el punto de vista
de potencial de hidrógeno en la pintura final.
Finalmente para la pintura en estudio al modificar
las condiciones de proceso a nivel de potencial de
hidrógeno y orden de formulación, no se altera la
reologı́a del producto final.
Referencias
Figura 11: Variación de la viscosidad en función de la
velocidad de corte, durante la elaboración de la pintura en
estudio empleando la formulación original y la propuesta de
modificación 5
[1] Molera, P. (1999). Máster a distancia en tecnologı́a
de pinturas. Universidad de Barcelona. Barcelona.
España.
[2] Dorr, H., Holzinger, F. (1991). “Bióxido de titanio
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cambios fisicoquı́micos presentes durante la fabricación de pinturas emulsionadas arquitectónicas”. En
Revista Ingenierı́a UC
58
C. Geant et al / Revista Ingenierı́a UC, Vol. 18, No. 1, Abril 2011, 49-58
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consultado en Agosto de 2010. Disponible en:
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[6] Schweigger, E. (2005). “Manual de pinturas y recubrimientos plásticos”. Editorial Dı́az de Santos. España.
[7] Norma COVENIN 683. (1993). “Pinturas y emulsionadas y afines. Determinación de la resistencia
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[8] Norma COVENIN 737. (1999). “Pinturas, barnices,
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densidad”. 2da revisión. Caracas. Venezuela.
[9] Norma FONDONORMA 684. (2007). “Norma venezolana de pinturas. Determinación de la viscosidad mediante el viscosı́metro Stormer”. Caracas. Venezuela
[10] Norma COVENIN 3258. (1996). “Pinturas y productos
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Caracas. Venezuela.
[11] Norma FONDONORMA 1142. (2009). “Pinturas y
productos afines. Determinación del brillo especular”.
Caracas. Venezuela.
[12] Norma COVENIN 680. (1996). “Pinturas y productos
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volátil”. 2da revisión. Caracas. Venezuela.
[13] Maestro, A. (2002). “Reologı́a de espesantes celulósicos para pinturas al agua: modelización y mecanismo
de espesamiento asociativo”. Tesis doctoral. Barcelona.
España.
[14] Briceño, M. (1999).Properties and processing of
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Génie des procédés,vol.13,Nr 64,pag.303–309
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