INTRODUCCION . Los secantes son productos químicos que abrevian considerablemente la duración del secado de los aceites secantes en las pinturas, barnices y tintas. El secado de los aceites se verifica por absorción de oxígeno.

La acción de las sustancias secantes se funda en una transmisión de oxígeno, por lo cual se les da también el nombre de catalizadores. Por esta razón merecenconsideración ante todo las combinaciones de aquellos metales que pueden formar mayor numero de grados de oxidación.

Los secantes pueden clasificarse en cuanto a su efecto secante en el siguiente orden: Co, Mn, Pb, Fe, Cu, Ca, Zr, Al, Zn serie de la cual corresponde al cobalto la reacción más enérgica y al zinc la más débil.

Un buen secante debe satisfacer las siguientes condiciones:

Los secantes derivados de los ácidos naturales se enturbían con frecuencia al cabo de algún tiempo en reposo, por lo cual es preciso ejarlos sedimentar en recipientes abiertos con el fin de clarificarles. A diferencia de los secantes hechos a base de ácidos orgánicos sintéticos no presentan estas características.

Los secantes son adicionados a los recubrimientos (barnices, pinturas, tintas) para dar el cambio físico de líquido a estado sólido en un tiempo razonable. Este cambio es realizado por un mecanismo de reticulación oxidativo, el cual es acelerado por la presencio de un ión metálico presente en los secantes.

Existen dos categorías de secantes: activos o primarios y los secantes auxiliares, los cuales son empleados conjuntamente con los secantes activos para dar las características finales al recubrimiento.

Secantes primarios: Cobalto, Manganeso, Plomo

Secantes auxiliares:Calcio, Zirconio, Zinc, Fierro y Cobre

Los secantes son conocidos también como jabones metálicos o carboxilatos de metal.

 

DESCRIPCION DEL PRODUCTO

Los secantes fabricados por PRODUCTOS QUÍMICOS JELA, son formulaciones diseñadas a partir de ácidos sintéticos tales como 2 Etil Hexoico, Isononanoico y Neodecanoico y metales de Cobalto, Manganeso, Calcio, Plomo, Zirconio, Zinc, etc.

Son productos disueltos en mineral spirits y se presentan en diversas concentraciones (en base al contenido metálico). Al ser derivado de ácido orgánico sintético, su calidad no cambia. Otras ventajas respecto a los Talatos, Naftenatos, Oleatos, etc, es que es un ácido saturado y por tanto más estable con mejor olor, menor color y mayor eficiencia de secado.Lo mismo sucede con los Isononanoatos y los Neodecanoatos . Otras ventajas que tienen estos ácidos sintéticos sobre los aceites secantes hechos a base de ácidos grasos son las siguientes:

•  No forman sedimentos ni se enturbian

•  No cambian e color aun dejándolos en reposo por largo tiempo

•  Tienen mayor poder secante

En términos generales existen varios métodos o mecanismos físicos químicos, por medio de los cuales una sustancia es capaza de formar una película, pasa del estado líquido al estado sólido. Podemos mencionar los siguientes:

•  Por evaporación del disolvente. Tal es el caso de las lacas nitrocelulósicas y los barnices a base de goma laca y alcohol.

•  Por absorción sobre una superficie porosa. Ejemplo claro son las tintas en general, usadas para imprimir periódicos, tintas mimeográficas, tintas para escribir, tintas para imprenta, tintas de estencil,etc.

•  Por abatimiento de la temperatura del material líquido. Por ejemplo el uso de los recubimientos en caliente de acetato butirato de celulosa que solidifican y forman película al enfriar.

•  Por Oxidación – Polimerización. Ejemplificado por la formación de película de resinas alquidales.

•  Por Polimerización únicamente, ilustrado por el uso de tipos adecuados de resinas epoxicatalizadas.

FUNCIONAMIENTO Y USO DE LOS DIFERENTES SECANTES METALICOS

 

COBALTO: Los secantes de Cobalto son sin duda los más importantes usados en pinturas y recubrimientos. El Cobalto es primeramente un catalizador de oxidación y por tanto actua como un secante de superficie. Empleado sin combinarse con otros secantes puede tener tendencia a causar superficies rugosas, por tal motivo para obtener un secado uniforme es empleado conjuntamente con otros secantes tales como manganeso,zinc,calcio,plomo y combinaciones de los mismos.

El Cobalto no decolora pinturas blancas. Se conoce también que el color azul violeta del cobalto contrarresta el amarillo de los aceites y resinas, dando como resultado que se realza la blancura de las pinturas. Por lo cual es usado siempre como secante en recubrimientos blancos.

Los secantes de cobalto son muy útiles en tintas de impresión, donde el rápido apilamiento de impresos hace necesario un secado sumamente eficaz y rápido.

Los secantes de cobalto debido a su gran actividad deben de preferencia ser adicionados al final de proceso de fabricación.

MANGANESO: Los secantes de manganeso tienen una actividad intermedia, son al mismo tiempo oxidantes y promotores de polimerización, es decir tienen las dos propiedades de secado. Cuando se emplean únicamente secantes de manganeso, se obtienen películas que son duras y muy brillantes. Empleado conjuntamente con secantes de plomo se producen películas duras, durables y fuertes. La combinación de secantes manganeso y plomo se emplea en esmaltes, pinturas para exteriores, acabados interiores y esteriores.

Los secantes de manganeso son útiles en revestimientos incoloros tales como pinturas contra humos, debido al hecho de que los sulfuros generados en atmósferas industriales son de colores claros en comparación con los sulfuros obscuros de cobalto y plomo que mancharían la pintura.

Una desventaja del uso de secantes de manganeso es su relativo color obscuro, lo cual tiene una tendencia de teñir o decolorar acabados blancos o brillantes.

PLOMO: Los secantes de plomo funcionan como promotores de polimerización. En contraste con el cobalto, el plomo da un secado total en todo el grosos de la película y poe ello se conoce como secante completo. El plomo provee una película de flexibilidad, dureza y durabilidad. Además proporciona resistencia a la humedad y a la brisa salina, siendo deseable su presencia en recubrimientos para prevenir la corrosión.

Se recomienda su uso en combinación con otros secantes. Los secantes de plomo tienen restricciones ecológicas, debido a la toxicidad del metal.

CALCIO: Los secantes de calcio tienen una débil acción secante por si mismos, pero son muy empleados en combinación con secantes activos por tal motivo se conoce como secante auxiliar.

En vehículos que muestran pobre tolerancia al plomo, es posible reemplazar una parte del plomo, manteniendo la eficiencia del secado (el calcio forma un complejo con el plomo y reduce notablemente o evita la formación de sales insolubles de plomo)

En algunos tipos de estas pinturas la adición de calcio a la combinación Cobalto– Manganeso-Plomo puede reducir el tiempo total del secado de tres días a 16 horas. Los secantes de calcio también son empleados como despersante y agente humectante, debido a esa propiedad conviene ser agregados al sistema durante la molienda.

ZINC: Los secantes de zinc pertenecen al grupo de secantes auxiliares, al catalizar la actividad de secantes primarios, su función es permitir la difusón de oxígeno, es decir dan apertura a la película, retardando el secado superficial y de este modo permitir un secado completo evitando el arrugamiento de la superficie, especialmente es películas conteniendo cobalto y en esmaltes de hormeo. Por ser de un color extremadamente ligero, es adicionado sen decoloración del recubrimiento.

Al igual que el calcio en zinc es un poderoso agente dispersante y humectante. Cuando es incorporado en el inicio de la formulación reduce considerablemente el tiempo de molienda.

ZIRCONIO: Los secantes de zirconio han sido utilizados de un tiempo a la fecha en países donde el uso de secantes de plomo es restingido. Es un secante empleado generalmente en combinación con secantes de cobalto, manganeso y7o calcio. La cantidad necesaria de zirconio para obtener el mismo efecto que el plomo es 2 a 10 veces menor que el contenido de plomo normalmente utilizado. El secante de zirconio hace posible reducir la cantidad de cobalto empleado normalmente sin afectar las propiedades de secado.

A diferencia del plomo, el zirconio en un pobre agente dispersante y humectante, por ello se recomienda emplearse en combinación con calcio o zinc.

 

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SECRETARIA DE COMERCIO Y FOMENTO INDUSTRIAL

NORMA MEXICANA

NMX-U-019-1974

DETERMINACION DE LA DENSIDAD DE PINTURAS, BARNICES Y LACAS Y PRODUCTOS RELACIONADOS

METHOD FOR DETERMINATION OF DENSITY ON PAINTS,

VARNISHES, LACQUERS AND RELATED PRODUCTS

 

DIRECCION GENERAL DE NORMAS

DETERMINACION DE LA DENSIDAD DE PINTURAS, BARNICES Y LACAS Y PRODUCTOS RELACIONADOS

METHOD FOR DETERMINATION OF DENSITY ON PAINTS,

VARNISHES, LACQUERS AND RELATED PRODUCTS

1 ALCANCE

Esta Norma establece el procedimiento para la medición de la densidad de pinturas, barnices, lacas y componentes similares en forma de fluido, sin incluir pigmentos.

Especialmente aplicable para fluidos de alta viscosidad o cuando el componente es demasiado volátil, para una determinación de densidad por el método de la balanza (ver inciso 8.1.1).

2 DEFINICIONES

Densidad es la masa (peso en vacío) de la unidad de volumen del líquido a una temperatura dada. En ausencia de especificación de temperatura, se considera 25°C.

3 RESUMEN

La densidad absoluta del agua destilada conocida exactamente a varias temperaturas y disponible en tablas publicadas, se usa para calibrar el volumen de un recipiente.

El peso de los contenidos líquidos de la pintura del mismo recipiente a una temperatura patrón (25°C) o a una temperatura convenida de ante mano, se determina luego, y la densidad de los contenidos se calcula en términos de gramos por c.c. a la temperatura especificada.

4 APARATOS Y EQUIPO

4.1 Picnómetro de cualquier tipo, con una capacidad de 20 a100 c.c., siempre que pueda llenarse rápidamente con un líquido viscoso, ajustando a un volumen exacto, y cubierto para evitar pérdida de la materia volátil.

4.1.1 Calibración del picnómetro

Se determina el volumen del recipiente a la temperatura especificada de acuerdo a los siguientes pasos:

•  Se limpia y seca el recipiente y se lleva a peso constante.

Se permite el empleo de ácido crómico y de solventes que no dejan residuo cuando se usan con recipientes de vidrio y solamente con solventes para recipientes metálicos. Para máxima exactitud, el enjuagado, secado y pesado deben continuarse hasta que la diferencia entre 2 pesadas no exceda de .001 por ciento del peso del recipiente. Las huellas que dejan los dedos en el recipiente hacen variar su peso, y por lo tanto deben evitarse. Se registra el peso Pv en gramos.

4.1.1.2 Se llena el recipiente con agua destilada recientemente hervida a una temperatura algo menor que la especificada. Se tapa el recipiente, dejando que el orificio abierto derrame. Inmediatamente se quita el exceso de agua y derramada y aquella estancada en de presiones por lavado con acetona o alcohol y se limpia secando con un material absorbente.

Se deben evitar las burbujas de aire ocluído dentro del recipiente.

4.1.1. Se lleva el recipiente y sus contenidos a la temperatura especificada. Se usa el baño a temperatura constante del cuarto si es necesario. Esto puede ocasionar un leve flujo de agua del orificio de derrame debido a la expansión del agua con el aumento de temperatura.

TABLA 1

DENSIDAD ABSOLUTA DEL AGUA g/cm 3

° C	Densidad
15	0.999099
16	0.998943
17	0.998744
18	0.998595
19	0.998405
20	0.998203
21	0.997992
22	0.997770
23	0.997538
24	0.997296
25	0.997044
26	0.996783
27	0.996512
28	0.996232
29	0.995944
30	0.995656

 

4.1.1.4 Se debe quitar el exceso de flujo por frotamiento cuidadoso con un material absorbente e inmediatamente se tapa el tubo de flujo. Se seca el recipiente exteriormente, si es necesario por frotamiento con un material absorbente, no se debe quitar el exceso de flujo que tenga lugar después del primer limpiado, y después de que se consiguió la temperatura deseada, (ver inciso 8.1.2) inmediatamente se pesa el recipiente lleno con aproximación de .001 % de su peso, (ver inciso 8.1.3) se anota este peso N en gramos.

•  El volumen del recipiente se calcula como sigue:

(N -Pv) / Q

Donde:

v = volumen del recipiente en c.c.

N = peso del recipiente con agua en g.

Pv = peso del recipiente seco y vacío en g.

Q = densidad absoluta del agua en g/c.c. a la temperatura especificada (Tabla I).

4.1.1.6 Se debe obtener el promedio de cuando menos 3 determinaciones de v para determinar el valor requerido en el inciso (6.1).

4.2 Termómetros graduados en 0.1°C, tal como se suministran con los picnómetro de vidrio.

4.3 Baño de temperatura constante, a 25 ± 0.1°C.

4.4 Balanza analÍtica de laboratorio, (ver inciso 8.1.4)

4.5 Desecador y balanza desecadora, o un cuarto de temperatura y humedad razonablemente constantes.

5 PROCEDIMIENTO

Se repiten los pasos del inciso (4.1.1). substituyendo la muestra por el agua destilada y un solvente adecuado que no deje residuo como la acetona o el alcohol (ver incisos 4.1.1.2 y 8.1.5), se anota el peso del recipiente lleno P, y el peso del recipiente vacio Pv, en gramos.

6 CALCULOS E INTERPRETACION DE RESULTADOS

6.1 Se calcula la densidad en g/c.c. como sigue:

D = (P - Pv) K

Donde:

D = densidad, en g/c.c.

K = 1/V constante del recipiente a la temperatura de calibración.

v = volumen del recipiente en c.c. (ver inciso 4.1.1.6).

P = peso del recipiente con la muestra en g.

Pv = peso del recipiente seco y vacío en g.

6.2 Al informar la densidad, debe establecerse la temperatura de prueba con aproximación de 0.1°C, las unidades y el valor calculado hasta el sexto lugar a la derecha del punto decimal por ejemplo:

D = x.xxxxxx g/c.c,a 25°C, se debe dar el promedio, el rango y el número de determinaciones repetidas.

7 PRECISION

Usando el procedimiento para máxima exactitud, una determinación simple por una persona en un laboratorio no debe diferir de la media de las determinaciones por una persona de ± .00095 g/cm 3 (límites a 3 sigma) y no debe diferir de la media de todas las determinaciones por diferentes personas en el mismo y en diferentes laboratorio en más de ± .0018 g/c.c. (límites a 3 sigma).

8 APENDICE

8.1 OBSERVACIONES

8.1.1 Este método proporciona la máxima exactitud que se requiere para las determinaciones poco exactas. Asimismo se usa parte trabajos en los cuales se requiere menor exactitud ignorando las directrices de recalibración, y de consideración de las diferenciales de temperatura, usando el picnómetro.

8.1.2 Si se maneja el recipiente con las manos descubiertas aumenta la temperatura y causa más flujo por el orificio, y también deja huellas dactilares, de aquí que se recomienda el manejo con tenazas o con las manos protegidas por materiales secos, limpios y absorbentes.

8.1.3 Se recomienda se pese inmediata y rápidamente el recipiente lleno a fin de hacer mínima la pérdida de peso debida a la evaporación del agua a través de los orificios y por exceso de flujo subsecuente a la primera limpieza después de que se consigue la temperatura en los casos en que no se retiene el sobre flujo dentro de un espacio cerrado. Se deben humedecer las juntas de vidrio despulido antes de su puesta en contacto.

8.1.4 Los picnómetros especializados llenos pueden tener pesos que excedan de la capacidad usual de las balanzas analíticas de laboratorio.

En tales casos el uso de una charola colgada de triple con escala s graduadas a 0.01 g se ha encontrado que proporciona resultados satisfactorios, la medida de los cuales debe ser consistente con toda la precisión y exactitud total del método.

8.1.5 La pintura líquida atrapada en el vidrio o en las juntas metálicas, puede dar como resultados un valor alto de densidad, el cual parece aumentar con la viscosidad y la densidad del material, tales errores deben hacerse mínimos asentando bien las juntas.

8.2 NORMAS A CONSULTAR

NMX-K-217-1974 Norma Mexicana. "Resinas Epóxicas"

NMX-R-050-1974 Norma Mexicana. "Estructuración de Normas"

8.3 BIBLIOGRAFIA

D-1475-60 ASTM Density of Paint Varnish, Lacquer and Related Products.

8.4 PARTICIPANTES

DUPONT, S.A de C.V.

Pinturas PITTSBURCG de México, S. A.

Fecha de Aprobación y Publicación: Julio 22, 1974

SECRETARIA DE COMERCIO Y FOMENTO INDUSTRIAL NORMA MEXICANA NMX-K-091-1981 “SOLVENTES INDUSTRIALES-MATERIA NO VOLATIL EN SOLVENTES ORGANICOS USADOS EN PINTURAS, BARNICES, LACAS Y PRODUCTOS AFINES-DETERMINACION” “INDUSTRIALS SOLVENTS - NON VOLATIL MATTER IN VOLATIL SOLVENTS FOR USE IN PAINT, VARNISH, LACQUER, AND RELATED PRODUCTS” DIRECCION GENERAL DE NORMAS PREFACIO En la elaboración de la presente norma participaron las siguientes empresas e instituciones. - QUIMIVAN. - DISOLVIND, S.A. - PETROCEL, S.A. - CELANESE MEXICANA, S.A. - CELCO, S.A. - CAMARA NACIONAL DE LA INDUSTRIA DE TRANSFORMACION. - PETROLEOS MEXICANOS. “SOLVENTES INDUSTRIALES-MATERIA NO VOLATIL EN SOLVENTES ORGANICOS USADOS EN PINTURAS,BARNICES,LACAS Y PRODUCTOS AFINES-DETERMINACION” “INDUSTRIAL SOLVENTS-NON VOLATIL MATTER IN VOLATIL SOLVENTS FOR USE IN PAINT,VARNISH,LACQUER,AND RELATED PRODUCTS” 1 OBJETIVO Y CAMPO DE APLICACION Esta Norma Mexicana establece el método para la determinación de materia no volátil en solventes orgánicos usados en pinturas, barnices, lacas y productos afines. 2 APARATOS Y EQUIPO Cápsula para evaporación de 150 cm3 de capacidad. Baño de vapor. Desecador que contenga cloruro de calcio como des hidratante. Estufa eléctrica, capaz de mantener la temperatura de prueba. Balanza analítica con precisión al 0.1 mg. 3 PREPARACION DE LA MUESTRA La muestra se extrae como se indica en la Norma NMX-K-279 en vigor. La cantidad de muestra necesaria para la determinación es de 100 cm3. 4 PROCEDIMIENTO 4.1 La cápsula de evaporación se seca hasta peso constante en la estufa a 105 ±5ºC durante una hora. Se deja enfriar en el desecador. 4.2 Se miden 100 cm3 del producto orgánico por analizar y se colocan dentro de la cápsula. La cápsula y su contenido se colocan en el baño de vapor, y se deja evaporar cuidadosamente hasta sequedad. 4.3 Después de que el líquido se haya evaporado totalmente, la cápsula se pasa a la estufa a 105 ± 5º C durante 1 horas, se deja enfriar dentro del desecador y se pesa. Esta operación se repite tantas veces como sea necesario hasta obtener peso constante. 5 CALCULOS Y RESULTADOS El contenido de materia no volátil en tanto por ciento, se calcula con la siguiente fórmula: G2 - G1 M % = ¾¾¾¾¾¾¾ 100 V x d Donde: M = Material no volátil. G2 = Peso de la cápsula con residuo en gramos. G1 = Peso de la Cápsula vacía, en gramos. V = Volumen de muestra empleado, en cm3 d = Densidad relativa del producto orgánico. 6 BIBLIOGRAFIA Anual Book of ASTM Standars 1978 part. 29. ANSI/ASTM D 1353-74. Standard Test Method for Non Volatil Matter in Volatil Solvents for use in paint, varnish, lacquer, and related products. 7 CONCORDANCIA CON NORMAS INTERNACIONALES Estas norma no concuerda con ninguna norma internacional por no existir sobre el tema. México, D.F., Octubre 22, 1981 EL DIRECTOR GENERAL DE NORMAS COMERCIALES DE LA SECRETARIA DE COMERCIO. LIC. HECTOR VICENTE BAYARDO MORENO. EL DIRECTOR GENERAL DE NORMAS DR. ROMAN SERRA CASTAÑOS. Fecha de aprobación y publicación: Enero 22, 1982 Esta Norma Cancela a la: NMX-K-91-1969