Post on 15-Jul-2022
UNIVERSIDAD DE GUAYAQUIL
FACULTAD DE INGENIERÍA QUÍMICA
CARRERA DE INGENIERÍA QUÍMICA
TRABAJO DE TITULACIÓN
PREVIA A LA OBTENCIÓN DEL TÍTULO DE
INGENIERO QUÍMICO
TEMA:
“ELABORACIÓN DE PINTURAS DE LÁTEX APLICANDO
SILICATO DE MAGNESIO, CARBONATO DE CALCIO Y SILICATO
DE ALUMINIO COMO SUSTITUYENTES PARCIALES DEL DIÓXIDO
DE TITANIO (TIO2)”
AUTOR:
FRANCISCO ANDRES MEZA QUINTANA
TUTOR:
ING. QUÍM. CARLOS RAFAEL CALLE JARA MSC.
GUAYAQUIL – ECUADOR
2019
II
UNIVERSIDAD DE GUAYAQUIL
Facultad de Ingeniería Química
Carrera de Ingeniería Química
ACTA DE APROBACIÓN
Trabajo de Titulación
TEMA:
“ELABORACIÓN DE PINTURAS DE LÁTEX UTILIZANDO SILICATO DE
MAGNESIO, CARBONATO DE CALCIO Y SILICATO DE ALUMINIO COMO
SUSTITUYENTES PARCIALES DEL DIÓXIDO DE TITANIO (TIO2)”
AUTOR:
FRANCISCO ANDRÉS MEZA QUINTANA
Aprobado en su estilo y contenido por el Tribunal de Sustentación:
………………………………………………………………
TUTOR:
Ing. Quím. Carlos Calle Jara
Director del Proyecto
Presidente del Tribunal Profesor del Tribunal o Miembro
_____________________ ______________________
Fecha de finalización Proyecto de Investigación: Marzo 2019
III
REPOSITORIO NACIONAL EN CIENCIA Y TECNOLOGÍA
FICHA DE REGISTRO DE TESIS/TRABAJO DE GRADUACIÓN
TÍTULO Y SUBTÍTULO: ELABORACIÓN DE PINTURAS DE LÁTEX UTILIZANDO SILICATO DE
MAGNESIO, CARBONATO DE CALCIO Y SILICATO DE ALUMINIO COMO
SUSTITUYENTES PARCIALES DEL DIÓXIDO DE TITANIO (TIO2)
AUTOR(ES)
(apellidos/nombres):
Meza Quintana Francisco Andres
REVISOR(ES)/TUTOR(ES)
(apellidos/nombres):
Tutor: Ing, Carlos Rafael Calle Jara Msc.
Revisor: Ing,
INSTITUCIÓN: Universidad de Guayaquil
UNIDAD/FACULTAD: Ingeniería química
MAESTRÍA/ESPECIALIDAD:
GRADO OBTENIDO: Ingeniero Químico
FECHA DE PUBLICACIÓN: No. DE PÁGINAS: 205
ÁREAS TEMÁTICAS:
PALABRAS CLAVES/
KEYWORDS:
Pintura látex, Silicato de Magnesio, Carbonato de Calcio, Silicato de Aluminio,
Dioxido de Titanio, poder cubritivo, extendedores.
RESUMEN/ABSTRACT
En el presente proyecto se consideró al Silicato de Aluminio, Carbonato de Calcio y Silicato de Magnesio(extendedores),
como sustituyentes parciales del Dióxido de Titanio en la elaboración de pinturas de látex. Las Instalaciones para realizar las
pruebas de esta Tesis y la materia prima utilizada fueron facilitadas por la empresa “Industrial Latinas S.A.”, la cual se
encuentra ubicada en la ciudad de Guayaquil en el kilómetro 40 vía la costa. La selección de esta propuesta está directamente
ligada con el poder cubritivo, en función de los sistemas intermedios que se obtienen durante la fabricación de la pintura. Para
conseguir el objetivo planteado se Utilizó una muestra patrón (prueba P1), de la cual se redujo paulatina y consecuentemente la
cantidad de dióxido de titanio compensando el PVC con los extendedores ya antes descritos hasta lograr obtener el mismo
poder cubritivo. La muestra patrón (prueba P1) contiene en peso 14.52% de dióxido de titanio y un total de 44.21% de (talco
chino y carbonato de calcio). La metodología a utilizar se dividió en tres etapas: En la primera etapa, se realizaron dos pruebas
(P2 y P3) las mismas que consistieron en mantener constante la cantidad de dióxido de titanio y reemplazar el talco chino por
caolín calcinado y talco peruano respectivamente. En la segunda etapa se elaboraron 3 pruebas (P4, P5 y P6), Siendo ésta
última formulación la óptima, los valores de dióxido de titanio se redujeron al 8.13% mientras los extendedores aumentaron a
un 49.55% en peso. La tercera etapa consistió en elaborar una prueba(P7) reemplazando únicamente la cantidad de caolín
calcinado por talco peruano, consiguiendo abaratar el costo de producción, obteniendo en Síntesis una pintura(P7) con un
cubrimiento igual al patrón(P1) con una reducción del 56% en el uso de dióxido de titanio. En cada etapa se midieron los
parámetros pertinentes fundamentando así el poder cubritivo de las muestras.
ADJUNTO PDF: SI [ x ] NO [ ]
CONTACTO CON
AUTOR/ES:
Teléfono:
F. Meza: 0916567852
E-mail:
razxter28@hotmail.com
CONTACTO CON LA
INSTITUCIÓN:
Nombre: Universidad de Guayaquil
Teléfono: (04) 04-2390961, 2287258
E-mail:
IV
FACULTAD DE INGENIERÍA QUÍMICA
CARRERA DE INGENIERÍA QUÍMICA
CERTIFICADO DEL TUTOR REVISOR
Habiendo sido nombrado______________________________________, tutor del trabajo de
titulación “ELABORACIÓN DE PINTURAS DE LÁTEX UTILIZANDO SILICATO DE
MAGNESIO, CARBONATO DE CALCIO Y SILICATO DE ALUMINIO COMO
SUSTITUYENTES PARCIALES DEL DIÓXIDO DE TITANIO (TIO2)” certifico que el
presente trabajo de titulación, elaborado por FRANCISCO ANDRES MEZA QUINTANA,
con C.I. No. 0916567852, con mi respectiva supervisión como requerimiento parcial para la
obtención del título de INGENIERO QUIMICO, en la Carrera/Facultad, ha sido REVISADO
Y APROBADO en todas sus partes, encontrándose apto para su sustentación
_______________________________
DOCENTE TUTOR REVISOR
C.I. No. ______________
V
FACULTAD DE INGENIERÍA QUÍMICA
CARRERA DE INGENIERÍA QUÍMICA
RENUNCIA DE DERECHOS DE AUTORIA
Yo, Francisco Andres Meza Quintana, declaro bajo juramento que el trabajo aquí descrito, es
de mi autoría, ya que no ha sido presentado para ningún grado o calificación profesional y que
las referencias bibliográficas han sido consultadas.
A través de la presente declaración cedo los derechos de propiedad intelectual a la
Universidad de Guayaquil Facultad de Ingeniería Química, según lo establecido por la Ley de
Propiedad Intelectual y su reglamento.
_______________________________________________
FRANCISCO ANDRÉS MEZA QUINTANA
C.I. 0916567852
VI
FACULTAD DE INGENIERÍA QUÍMICA
CARRERA DE INGENIERÍA QUÍMICA
CERTIFICACIÓN DEL TUTOR
Yo, ING. QUÍM. CARLOS RAFAEL CALLE JARA, certifico haber tutelado el trabajo de
titulación „„ELABORACIÓN DE PINTURAS DE LÁTEX UTILIZANDO SILICATO DE
MAGNESIO, CARBONATO DE CALCIO Y SILICATO DE ALUMINIO COMO
SUSTITUYENTES PARCIALES DEL DIÓXIDO DE TITANIO (TIO2)”, que ha sido
desarrollada por, FRANCISCO ANDRÉS MEZA QUINTANA, previa la obtención del título
de INGENIERO QUÍMICO, de acuerdo al Reglamento para la elaboración de tesis de grado de
tercer nivel de la Universidad de Guayaquil, Facultad de Ingeniería Química.
_______________________________________________
ING. CARLOS RAFAEL CALLE JARA MSC.
CI: 0907201313
VII
FACULTAD DE INGENIERÍA QUÍMICA
CARRERA DE INGENIERÍA QUÍMICA
CERTIFICADO PORCENTAJE DE SIMILITUD
Habiendo sido nombrado: ING, CARLOS RAFAEL CALLE JARA MSC, tutor del trabajo
de titulación certifico que el presente trabajo de titulación ha sido elaborado por FRANCISCO
ANDRÉS MEZA QUINTANA, con C.C. 0916567852, con mi respectiva supervisión como
requerimiento parcial para la obtención del título de INGENIERO QUÍMICO.
Se informa que el trabajo de titulación: “ELABORACIÓN DE PINTURAS DE LÁTEX
UTILIZANDO SILICATO DE MAGNESIO, CARBONATO DE CALCIO Y SILICATO DE
ALUMINIO COMO SUSTITUYENTES PARCIALES DEL DIÓXIDO DE TITANIO (TIO2)”,
ha sido orientado durante todo el periodo de ejecución en el programa antiplagio URKUND
quedando el 2% de coincidencia.
https://secure.urkund.com/view/47644292-229410-500836
VIII
AGRADECIMIENTO
Es un tanto inusual comenzar éste texto sin la palabra “Agradezco”. La gratitud más allá de un
reconocimiento hacia una o más personas es sin duda alguna, un sentimiento de estima hacia
todos aquellos que hicieron posible la consecución de un objetivo. Hoy se termina una etapa en
mi vida siendo muy difícil enumerar los escenarios y los seres que formaron parte de este logro.
La diferencia radica en los más duros momentos, en donde quizás pude haber perdido la
convicción por mi talento o mis virtudes y he allí en donde Dios actuó en mi por intercesión de
personas que en mi vida generaron un cambio trascendental.
La satisfacción de tener a mi madre Giomar Quintana con vida, el placer de tener a mi
hermana Génesis y a mi sobrino Emiliano al alcance de una llamada a pesar de la distancia, el
orgullo de contar con Rosa una persona incondicional que convive con la peor faceta de mí y a
pesar de eso me acepta tal cual y finalmente la gracia de tener más que a un tutor a amigo Carlos
Calle con el cual he vivido muchos momentos de alegrías y amargura.
Por esto y tantos escenarios de júbilo en mi vida, doy gracias a Dios con el mundo en el que
me veo inmerso y las personas que forman parte de él.
.
Francisco Andrés Meza Quintana
IX
DEDICATORIA
Dedico este trabajo a mi madre, quien ha sido el pilar fundamental de la consecución de este
logro, a mi familia quienes contribuyeron directa o indirectamente con ideas, a tizziano quien
aportó con consejos propicios en el tiempo propicio, a Rosita, por ser más que una compañera de
vida, la persona más importante al momento de realizar cada página expuesta en esta tesis.
Dedico este trabajo a todos aquellos quienes con el pasar de los años tomen de referencia este
documento para la realización de sus tesis.
Dedico cada página a todas las personas que viajaron desde otros países tan solo por verme
sustentar y felicitarme por el objetivo alcanzado.
Francisco Andrés Meza Quintana
X
INDICE GENERAL
ACTA DE APROBACIÓN ..................................................................................................................................... II
CERTIFICADO DEL TUTOR REVISOR .................................................................................................................. IV
RENUNCIA DE DERECHOS DE AUTORIA ............................................................................................................. V
CERTIFICACIÓN DEL TUTOR ............................................................................................................................. VI
CERTIFICADO PORCENTAJE DE SIMILITUD ...................................................................................................... VII
AGRADECIMIENTO ........................................................................................................................................ VIII
DEDICATORIA .................................................................................................................................................. IX
INDICE DE TABLAS .......................................................................................................................................... XII
INDICE DE FIGURAS ....................................................................................................................................... XIV
INDICE DE ANEXOS ......................................................................................................................................... XV
RESUMEN ...................................................................................................................................................... XVI
ABSTRACT ....................................................................................................................................................XVII
INTRODUCCIÓN ................................................................................................................................................ 1
CAPITULO I ....................................................................................................................................................... 2
1. GENERALIDADES ...................................................................................................................................... 2
1.1. EL PROBLEMA ............................................................................................................................................ 2
1.1.3. Enunciado del problema ............................................................................................................... 2
1.1.2. Antecedentes del problema .......................................................................................................... 2
1.1.3. Planteamiento del Problema ........................................................................................................ 2
1.1.4. Formulación del problema............................................................................................................ 3
1.1.5. Justificación del problema ............................................................................................................ 3
1.2. DELIMITACIÓN DEL ESTUDIO ......................................................................................................................... 4
1.3. OBJETIVOS................................................................................................................................................. 5
1.3.1. Objetivo General ........................................................................................................................... 5
1.3.2. Objetivo Específicos ...................................................................................................................... 5
1.4. HIPÓTESIS ................................................................................................................................................. 6
1.5. VARIABLES ................................................................................................................................................. 6
1.5.1. VARIABLE INDEPENDIENTE ........................................................................................................................ 6
1.5.2. Variable dependientes .................................................................................................................. 6
XI
1.6. OPERACIONALIZACIÓN DE LAS VARIABLE .......................................................................................................... 7
CAPITULOS II .................................................................................................................................................... 9
2. MARCO TEÓRICO ..................................................................................................................................... 9
2.1. LA PINTURA ............................................................................................................................................... 9
2.1.1. Historia de las pinturas en el mundo ............................................................................................ 9
2.1.2. Mercado Mundial de pinturas ...................................................................................................... 9
2.1.3. Variedades de pinturas ............................................................................................................... 10
2.1.4. Pinturas de látex ......................................................................................................................... 12
2.2. DESCRIPCIÓN DE LAS MATERIAS PRIMAS ......................................................................................................... 12
2.2.1. Composición de las pinturas ....................................................................................................... 12
2.3. EQUIPO EMPLEADO Y MEDICIONES DE PARÁMETROS ........................................................................................ 16
2.3.1. Dispersor Cowles ........................................................................................................................ 16
2.3.2. Método de prueba estándar para determinar la densidad ........................................................ 17
2.3.3. Método para determinar la viscosidad ...................................................................................... 18
2.3.4. Método para determinación del grado de molienda (Finura) .................................................... 19
2.3.5. Método para determinar el Poder cubritivo ............................................................................... 20
2.3.6. Método para determinar el grosor de película húmeda ............................................................ 20
2.3.7. Método para determinar el tiempo de secado ........................................................................... 21
2.3.8. Método para determinar el pH y Temperatura .......................................................................... 22
2.4. PROPIEDADES DE LA PINTURA ...................................................................................................................... 22
2.4.1. Propiedades especificas esenciales ............................................................................................ 23
CAPITULO III ................................................................................................................................................... 25
3. PARTE EXPERIMENTAL ........................................................................................................................... 25
3.1. DISEÑO METODOLÓGICO ........................................................................................................................... 25
3.1.1. Obtención y preparación de las materias primas ....................................................................... 25
3.1.2. Adición de carga y aditivos (dispersión inicial) ........................................................................... 25
3.1.3. Adición de espesante y agua remanente (dispersión intermedia) ............................................. 26
3.1.4. Adición de la resina y aditivos (dispersión final). ........................................................................ 27
3.1.5. Diagrama del proceso ................................................................................................................ 27
3.1.6. Procedimiento general ............................................................................................................... 28
3.1.7 . Materiales ..................................................................................................................................... 33
3.1.8. Materia prima ............................................................................................................................ 34
3.1.9. Mediciones de parámetros de las pruebas ................................................................................. 35
XII
3.1.10. Cálculos ...................................................................................................................................... 38
CAPITULO IV ................................................................................................................................................... 75
4. RESULTADOS Y ANÁLISIS ........................................................................................................................ 75
4.1. RESULTADOS ............................................................................................................................................ 75
4.2. ANÁLISIS DE RESULTADOS ........................................................................................................................... 77
4.2.1. Análisis para la categorización de la muestra patrón ................................................................ 82
4.2.2. Análisis para la búsqueda de la mejor carga sustituyente ......................................................... 85
4.2.3. Análisis para Búsqueda de la mejor fórmula sustituyente ......................................................... 90
CAPITULO V .................................................................................................................................................. 101
5. CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES ................................................................................................ 101
5.1. CONCLUSIONES ...................................................................................................................................... 101
5.2. RECOMENDACIONES ................................................................................................................................ 101
BIBIOGRAFIÁ ................................................................................................................................................ 103
ANEXOS ........................................................................................................................................................ 106
INDICE DE TABLAS
Tabla 1 Tipos de pinturas ............................................................................................................. 11
Tabla 2 Pigmentos usados en la industria de las pinturas ............................................................ 14
Tabla 3 Propiedades que proporciona cada componente ............................................................. 16
Tabla 4 Cantidad de Agua en la Dispersión Inicial ...................................................................... 28
Tabla 5 Pesos en gramos de las cargas ......................................................................................... 29
Tabla 6 Cantidad de agua en la dispersión intermedia ................................................................. 31
Tabla 7 Capacidad de los vasos de precipitación.......................................................................... 33
Tabla 8 Capacidad de los goteros de vidrio .................................................................................. 33
Tabla 9 Medición de los tiempos de flujo en la copa Ford VF2033 ............................................. 35
Tabla 10 Medición de Finura en Hegman..................................................................................... 36
Tabla 11 Lectura del pH ............................................................................................................... 36
Tabla 12 Lectura de las temperaturas de Dispersión .................................................................... 36
Tabla 13 Lectura de las temperaturas de activado ........................................................................ 37
XIII
Tabla 14 Lectura de los espesores de película húmeda ................................................................ 37
Tabla 15 Lecturas de los tiempos de secado ................................................................................. 37
Tabla 16 Nomenclaturas para el cálculo de densidades................................................................ 38
Tabla 17 Temperatura para medición de densidades .................................................................... 38
Tabla 18 Volúmenes del picnómetro y agua ................................................................................. 38
Tabla 19 Lectura prueba 1 (P1) ................................................................................................... 39
Tabla 20 Lectura prueba 2 (P2) .................................................................................................... 40
Tabla 21 Lectura prueba 3 (P3) .................................................................................................... 40
Tabla 22 Lectura prueba 4 (P4) .................................................................................................... 41
Tabla 23 Lectura prueba 5 (P5) .................................................................................................... 42
Tabla 24 Lectura prueba 6 (P6) .................................................................................................... 42
Tabla 25 Lectura prueba 7 (P7) .................................................................................................... 43
Tabla 26 Nomenclatura para el cálculo de los pesos específicos ................................................ 43
Tabla 27 Nomenclatura para el cálculo de las Gravedades especificas ........................................ 46
Tabla 28 Mínimo y máximo de viscosidad vs tiempo .................................................................. 47
Tabla 29 Nomenclatura para el cálculo de finura ......................................................................... 64
Tabla 30 Correlación finura en Hegman vs micras ...................................................................... 64
Tabla 31 Masa en gramos de sólidos y disolventes ..................................................................... 66
Tabla 32 Volumen en mililitros de sólidos y disolventes ............................................................. 68
Tabla 33 Nomenclatura para el cálculo de los espesores de película ........................................... 69
Tabla 34 Nomenclatura para el cálculo de los rendimientos teóricos .......................................... 70
Tabla 35 Nomenclatura para el cálculo de los rendimientos prácticos ......................................... 72
Tabla 36 Parámetros de las pruebas .............................................................................................. 75
Tabla 37 Formulación en gramos de las diferentes pruebas ......................................................... 77
Tabla 38 Formulación en mililitros de las diferentes pruebas ...................................................... 79
Tabla 39 Cargas y pigmentos P1 vs P2 ......................................................................................... 87
Tabla 40 Cargas y pigmentos P1 vs P3 ......................................................................................... 89
Tabla 41 Cargas y pigmentos P1 vs P4 ......................................................................................... 92
Tabla 42 cargas y pigmentos P1 vs P5.......................................................................................... 94
Tabla 43 Cargas y pigmentos P1 vs P6 ......................................................................................... 96
Tabla 44 Cargas y pigmentos P1 vs P7 ......................................................................................... 99
XIV
INDICE DE FIGURAS
Figura 1 Ubicación de la Universidad de Guayaquil ..................................................................... 4
Figura 2 Ubicación de la Empresa Industrial Latinas S.A. ........................................................... 5
Figura 3. Efecto de un extendedor sobre el pigmento ................................................................. 13
Figura 4 Evaporación de disolventes y reacción con el oxígeno del aire .................................... 15
Figura 5 Conversión Centistokes vs Centipoises (P1) ................................................................. 50
Figura 6 Cconversión krebs units vs centipoises (P1) ................................................................. 51
Figura 7 Conversión centistokes vs centipoises (P2)................................................................... 52
Figura 8 Conversión krebs units vs centipoises (P2) ................................................................... 53
Figura 9 Conversión centistokes vs centipoises (P3)................................................................... 54
Figura 10 Conversión krebs units vs centipoises (P3) ................................................................. 55
Figura 11 Conversión centistokes vs centipoises (P4)................................................................. 56
Figura 12 Conversión krebs units vs centipoises (P4) ................................................................. 57
Figura 13 conversión centistokes vs centipoises (P5) ................................................................. 58
Figura 14 Conversión krebs units vs centipoises (P5) ................................................................. 59
Figura 15 Conversión centistokes vs centipoises (P6)................................................................. 60
Figura 16 Conversión krebs units vs centipoises (P6) ................................................................. 61
Figura 17 Conversión centistokes vs centipoises (P7)................................................................. 62
Figura 18 Conversión krebs units vs centipoises (P7) ................................................................. 63
Figura 19 Poder cubritivo P1 vs Látex Económico ..................................................................... 83
Figura 20 Poder cubritivo P1 vs Látex Forte ............................................................................... 84
Figura 21 Poder cubritivo P2 vs P1 ............................................................................................. 86
Figura 22 Poder cubritivo P3 vs P1 ............................................................................................. 88
Figura 23 Poder cubritivo P4 vs P1 ............................................................................................. 91
Figura 24 Poder cubritivo P5 vs P1 .............................................................................................. 93
Figura 25 Poder cubritivo P6 vs P1 ............................................................................................. 95
Figura 26 Poder cubritivo P7 vs P1 ............................................................................................. 98
XV
INDICE DE ANEXOS
Anexo 1 Desarrollo Experimental .............................................................................................. 106
Anexo 2 Tabla de puntos de control en base a la temperatura .................................................... 109
Anexo 3 Lecturas de densidad de componentes ......................................................................... 110
Anexo 4 Rango de viscosidad ..................................................................................................... 111
Anexo 5 Tabla de conversión Krebs Units vs Centipoises ......................................................... 111
Anexo 6 Tabla de conversión Centistokes vs Centipoises.......................................................... 112
XVI
RESUMEN
En el presente proyecto se consideró al Silicato de Aluminio, Carbonato de Calcio y Silicato
de Magnesio(extendedores), como sustituyentes parciales del Dióxido de Titanio en la
elaboración de pinturas de látex. Las Instalaciones para realizar las pruebas de esta Tesis y la
materia prima utilizada fueron facilitadas por la empresa “Industrial Latinas S.A.”, la cual se
encuentra ubicada en la ciudad de Guayaquil en el kilómetro 40 vía la costa. La selección de esta
propuesta está directamente ligada con el poder cubritivo, en función de los sistemas intermedios
que se obtienen durante la fabricación de la pintura. Para conseguir el objetivo planteado se
Utilizó una muestra patrón (prueba P1), de la cual se redujo paulatina y consecuentemente la
cantidad de dióxido de titanio compensando el PVC con los extendedores ya antes descritos
hasta lograr obtener el mismo poder cubritivo. La muestra patrón (prueba P1) contiene en peso
14.52% de dióxido de titanio y un total de 44.21% de (talco chino y carbonato de calcio). La
metodología a utilizar se dividió en tres etapas: En la primera etapa, se realizaron dos pruebas
(P2 y P3) las mismas que consistieron en mantener constante la cantidad de dióxido de titanio y
reemplazar el talco chino por caolín calcinado y talco peruano respectivamente. En la segunda
etapa se elaboraron 3 pruebas (P4, P5 y P6), Siendo ésta última formulación la óptima, los
valores de dióxido de titanio se redujeron al 8.13% mientras los extendedores aumentaron a un
49.55% en peso. La tercera etapa consistió en elaborar una prueba(P7) reemplazando únicamente
la cantidad de caolín calcinado por talco peruano, consiguiendo abaratar el costo de producción,
obteniendo en Síntesis una pintura(P7) con un cubrimiento igual al patrón(P1) con una reducción
del 56% en el uso de dióxido de titanio. En cada etapa se midieron los parámetros pertinentes
fundamentando así el poder cubritivo de las muestras.
Palabras clave: pintura látex, Silicato de Magnesio, Carbonato de Calcio, Silicato de
Aluminio, Dioxido de Titanio, poder cubritivo, extendedores.
XVII
ABSTRACT
In this present project the Aluminum Silicate, Calcium Carbonate and Magnesium Silicate
(extenders) were considered as partial substituents of Titanium Dioxide in the elaboration of
latex paints. The facilities for testing this thesis and the raw material used were provided by the
company "Industrial Latinas S.A.", which is located in the city of Guayaquil at kilometer 40 via
the coast. The selection of this proposal is directly linked to the covering power, depending on
the intermediate systems obtained during the manufacture of the paint. In order to achieve the
stated objective a standard sample was used (test P1), from which the amount of titanium dioxide
was gradually reduced and consequently the PVC compensated with the extenders already
described before, obtaining the same covering power. The standard sample (test P1) contains
14.52% by weight of titanium dioxide and a total of 44.21% (talcum and calcium carbonate). The
methodology to be used was divided into three stages: In the first stage, two tests (P2 and P3)
were carried out, which consisted in keeping the amount of titanium dioxide constant and
replacing the Chinese talc with calcined kaolin and Peruvian talc respectively. In the second
stage 3 tests were elaborated (P4, P5 and P6), being this last formulation the optimum, the values
of titanium dioxide were reduced to 8.13% while the extenders increased to 49.55% by weight.
The third stage was to prepare a test (P7) replacing only the amount of kaolin calcined by
Peruvian talc, getting lower the cost of production, obtaining in Synthesis a paint (P7) with the
same covering power of to the standard (P1) with a 56% reduction in the use of titanium dioxide.
In each stage, the relevant parameters were measured, basing the covering power of the samples.
Keywords: Latex paint, Magnesium silicate, Calcium carbonate, Aluminum silicate,
Titanium dioxide, Coating power, Extenders.
1
INTRODUCCIÓN
Desde la Edad antigua y por mucho tiempo, el Dióxido de Titanio ha sido el pigmento
elemental en la manufacturación de pinturas por tener características únicas en cuanto a blancura
y cubrimiento se refiere. A más de proporcionar estabilidad, tener baja toxicidad y de dispersarse
fácilmente en emulsión, el dióxido de titanio es ampliamente versátil, lo que lo faculta como el
pigmento más importante en la producción a escala mundial de pinturas (Felipe, Oa.upm.es,
2013).
Mediante este proyecto se plantea reducir la cantidad de dióxido de titanio presente en una
muestra patrón (prueba P1) conservando el poder cubritivo utilizando extendedores (Silicato de
Magnesio, Silicato de Aluminio, Carbonato de Calcio), aplicando métodos, tales como:
Dispersión de Cowless, diferenciación, identificación y cuantificación. En cada etapa se mantuvo
el PVC (control en volumen de pigmentos) constante para poder hacer las comparaciones
pertinentes.
En el capítulo I se indica el problema, el cual consiste en la disminución de yacimientos de
dióxido de titanio y su elevado costo en la industria de pinturas.
En el capítulo II se da a conocer todo lo concerniente a las pinturas la clasificación, las
características, los parámetros, el equipo, el proceso y las materias primas que se requieren para
la elaboración de estas.
En el capítulo III, se describirá la Metodología experimental y se realizará el análisis
pertinente de los resultados. Finalmente en el Capítulo IV se efectúan las conclusiones con sus
respectivas recomendaciones, a considerar.
2
CAPITULO I
1. GENERALIDADES
1.1. El Problema
1.1.3. Enunciado del problema
Elaboración de pinturas de látex utilizando silicato de magnesio, carbonato de calcio y silicato
de aluminio como sustituyentes parciales del dióxido de titanio ( ).
1.1.2. Antecedentes del problema
Durante muchos años, la pintura era considerada algo extravagante y demasiado cara para la
población en general. Con el pasar de los años, se han descubierto nuevos métodos y estilos para
mejorar las propiedades inherentes de la pintura, así como la innovación de técnicas de
preservación para su posterior expendio, por lo que en algún tiempo se utilizó aceites de pescado,
madera, soya, de origen natural y artificial (químicamente tratados) para en lo posterior trabajar
con nuevos monómeros entre ellos: los acrílicos, cloruros de vinilo, etilenos, que hicieron posible
la fabricación de pinturas en emulsión.
Se desarrollaron una gran cantidad de solventes con propiedades puntuales, aditivos con
acción fungicida, bactericida, secantes, espesantes, reguladoras de pH, de flujo, de nivel, etc.
Dada la versatilidad con la que las pinturas pueden modificarse a partir de invertir, cambiar,
modificar, añadir, o eximirse de ciertas componentes en mayor o menor proporción, se determinó
la posibilidad de reducir la cantidad de dióxido de titanio conservando el mismo poder cubritivo,
utilizando extendedores conservando el PVC invariable.
1.1.3. Planteamiento del Problema
La apreciación en la cotización internacional del dióxido de titanio ha marcado un punto de
inflexión en el comportamiento de los precios en la industria de las pinturas. Al ser considerado
una de las materias primas de mayor utilidad y mejores propiedades para la producción de
recubrimientos, se torna imprescindible su uso. Características tales como: blancura, protección y
3
opacidad, hacen que el dióxido de titanio sea idóneo para otros usos como, por ejemplo: la
fabricación de plásticos, tintas, cosméticos, cerámica, cemento blanco y alimentos.
Considerando la combinación de todos estos factores y circunstancias que se presentan en la
implementación del dióxido de titanio en los distintos mercados, dado que los costos asociados a
la producción de la diferente gama de productos son cada vez más altos, los yacimientos son
cada vez más escasos y la demanda es cada vez mayor, se inicia la búsqueda por nuevas
alternativas con una reducción en el uso de dióxido de titanio (Restrepo V. , 2010).
Es así como un extendedor (pigmento inactivo), adquiere mucha importancia convirtiéndose
en un componente a considerar ya que es en síntesis más barato, se habilita la reducción solo una
parte del dióxido de titanio utilizado. El extendedor se usa procurando mantener el cubrimiento
y el color, facilitando la diversidad de los materiales a emplear y además, permitiendo mejorar el
equilibrio entre las propiedades del recubrimiento (Restrepo J. , Pigmentos inactivos en
formulación de pinturas (II), 2012).
1.1.4. Formulación del problema
¿Se puede sustituir parcialmente el uso del dióxido de titanio utilizando extendedores en la
formulación original de pinturas de látex logrando el mismo poder cubritivo?
1.1.5. Justificación del problema
El presente proyecto de investigación se realiza con el propósito de generar nuevos
conocimientos sobre la incorporación de pigmentos tales como el Silicato de aluminio,
Carbonato de Calcio, Silicato de Magnesio en las pinturas de látex como sustituyentes parciales
del Dióxido de Titanio.
La combinación de las propiedades del pigmento activo dióxido de titanio ( ) y sus
extendedores, pigmentos inactivos o cargas funcionales (Silicato de Magnesio, Silicato de
Aluminio y Carbonato de Calcio) generan un producto que puede llegar a ser de consumo
4
masivo dependiendo siempre de la calidad de las materias primas utilizadas y del correcto
procedimiento durante la elaboración.
La necesidad de generar nuevas alternativas en el mercado de las pinturas a partir de
combinaciones de pigmentos que dan particularidades, características innatas al utilizar
cantidades exactas de las componentes. La versatilidad con que las pinturas pueden modificarse a
partir de invertir, cambiar, modificar, añadir, o eximirse de ciertos pigmentos consiguiendo
aminorar el costo de venta manteniendo el mismo poder cubritivo, habilitan al producto final a
ponerlo a disposición del público bajo parámetros que mejor convengan.
Los resultados de esta investigación podrán estructurarse en una propuesta para ser
incorporada como nuevos conocimientos para la ciencia y las industrias que utilizan estos
pigmentos como principio activo en la elaboración de pinturas látex en distintas áreas de
producción.
1.2. Delimitación del Estudio
El proyecto de titulación se realizará en las instalaciones de la empresa Industrial Latinas S.A.
ubicada en la ciudad de Guayaquil km 40 via a la Costa y en la Universidad de Guayaquil,
ubicada en la Cdla. Universitaria "Salvador Allende", Malecón del Salado entre Av. Delta y Av.
Kennedy.
Figura 1 Ubicación de la Universidad de Guayaquil
Fuente: (maps, s.f.)
5
Figura 2 Ubicación de la Empresa Industrial Latinas S.A.
Fuente: (maps, s.f.)
1.3. Objetivos
1.3.1. Objetivo General
o Determinar la mejor combinación de Silicato de Magnesio, Silicato de Aluminio y
Carbonato de Calcio como sustituyentes parciales del Dióxido de Titanio ( ) en la
elaboración de pinturas de látex.
1.3.2. Objetivo Específicos
o Elaborar diferentes tipos de pinturas de látex con distintas proporciones de Dióxido de
Titanio y extendedores.
o Caracterizar las pruebas de pinturas de látex generadas.
o Evaluar parámetros para cada muestra.
o Analizar el efecto del uso de los extendedores en reemplazo del dióxido de titanio en
cada formulación de las pinturas de látex hasta lograr un cubrimiento igual a la muestra
patrón.
6
1.4. Hipótesis
Con la formulación encontrada utilizando extendedores como sustituyentes parciales del
dióxido de titanio ( ), se podrá obtener una pintura conservando el mismo poder cubritivo.
1.5. Variables
1.5.1. Variable independiente
o Formulación de las pinturas
1.5.2. Variable dependientes
o Propiedades fisicoquímicas
o Poder cubriente
7
1.6. Operacionalización de las variable
Tipo de
variable Variable Subvariable
Definición
operacional
Indicador de
medición Norma o método
Unidad de
medida
DE
PE
ND
IEN
TE
PROPIEDADES
FISICOQUIMICAS
DE LA PINTURA
Solidos en
volumen
Cantidad de
Solidos en
volumen en
la pintura
Fracción/porcentaje
en peso NTE INEN 1024 %
Finura
Tamaño de
partícula,
grado de
dispersión
Escala Hegman
ASTM D1210
ASTM D1316
NTE INEN 1007
Hegman
Espesor de
película
Húmeda
Grosor de la
película
Medidor de
película húmeda
ASTM D4414-A
INEN 2092
Micras
8
Medición
de densidad
Consistencia
de la pintura Concentración
ASTM D1475
ASTM D1963
Kilogramo/metro
cubico
Viscosidad
Resistencia
de la pintura
a fluir
Escala en Krebs
Units
ASTM D1200
NTE INEN 1013
Unidades de
Krebs
PODER
CUBRITIVO opacidad
Poder de
cubrimiento
sobre blanco
y negro
Cubrimiento
NTP.319.010:1971
ASTM D823
ASTM D 2805
-
IND
EP
EN
DIE
NT
E
FORMULACIÓN
DE LA PINTURA
Pigmentos
Fracción en
peso de
pigmentos
Fracción/porcentaje
en peso - %
Cargas
Fracción
en peso de
las cargas
Fracción/porcentaje
en peso - %
Fuente: Autor
9
CAPITULOS II
2. MARCO TEÓRICO
2.1. La Pintura
La pintura es una sustancia de consistencia liquida con un cierto grado de viscosidad, la cual
luego de ser aplicada al cabo de un tiempo sobre una superficie, crea una lámina continua, sólida
y cohesiva, protegiendo y decorando el soporte proporcionándole opacidad confiriéndole color
dependiendo del pigmento que se utilice en la composición de la pintura.
2.1.1. Historia de las pinturas en el mundo
Desde la prehistoria el hombre cavernícola pintaba las superficies de su entorno utilizando la
pintura que él mismo elaboraba, con la finalidad de recopilar los sucesos que vivía a diario,
expresaba sus pensamientos y sentimientos, pintando animales, eventos de cacería y cualquier
otro acontecimiento de su alrededor (wikipedia, 2018). Las pinturas más antiguas se elaboraron
sin ligante y sus procedencias datan de hace más de 5000 años, sin embargo, los descubrimientos
no fueron sino hasta finales del siglo XIX e inicios del siglo XX en Altamira (España), Lascaux,
Font Gaume (Francia) y en Aurtherland (Australia) (wikipedia, 2018). En Asia a mediados del
año 6000 a.c, se utilizaban pigmentos procedentes de minerales, mezclas y componentes
orgánicos. Se ha encontrado evidencia fehaciente que Civilizaciones antiguas como la egipcia,
griega, romana, los incas, los aztecas, utilizaban el añil como un pigmento de coloración azul que
se obtiene de la planta del mismo nombre. La goma arábiga, la clara de huevo, la gelatina y la
cera de abeja fueron los primeros líquidos que se usaron en mezcla con los demás pigmentos de
la época (Suazo, 2016). Los chinos regalaron al mundo el procedimiento para realizar lacas, los
romanos utilizaban el aceite de linaza como aglutinante en la elaboración de pinturas (Suazo,
2016).
2.1.2. Mercado Mundial de pinturas
La actividad humana, la población mundial y la contaminación son algunos ejemplos
prácticos de parámetros directamente proporcionales al consumo de pintura a nivel mundial. El
ritmo decrece en los países desarrollados debido al sofisticado nivel de conocimiento del
10
funcionamiento de la industria. La demanda de pintura a nivel mundial y la demanda del sector
constructor guardan un punto en común (el aumento de la población). En la actualidad, el
mercado europeo de consumo de pinturas representa un 30% del mundial, Canadá y Estados
Unidos un 40%. Mientras, el mercado latinoamericano participa solo con un 7%, sin embargo,
hay perspectiva satisfactoria por país en cada continente. América Latina en términos generales
ha tenido un crecimiento en la demanda de pinturas inmobiliarias, y se proyecta que la tendencia
continúe en los años posteriores. Existen más de cien centenares de compañias en la industria,
sin embargo, un minúsculo número de empresas multinacionales gobiernan el mercado actual. La
oleada de leyes y normas ambientalista que se han implementado en todo el mundo han causado
repercusiones en los últimos años logrando así una disminución en el número de empresas por
motivos directamente ligados a la competitividad frente a las nuevas exigencias que se producen.
En específico, la innovación en nuevos productos en el mercado de las pinturas ha sido una
tendencia sin precedentes (en 2005, por ejemplo, el 40% de los productos alemanes no tenían
más de tres años de creación), lo que significa que las empresas de pinturas en el mundo se han
visto en la necesidad de actualizar sus conocimientos generando mejoras continuas, con el único
fin de mantenerse en el mercado internacional (Servicio de Acreditacion Ecuatoriana, 2018).
2.1.3. Variedades de pinturas
La industria de pinturas se divide en dos grandes categorías:
2.1.3.1. Productos comerciales
Estos productos incluyen las pinturas que se venden a los consumidores, contratistas y
pintores profesionales, para uso en construcciones nuevas o para su mantenimiento o
conservación y los acabados industriales, que incluyen una variedad de productos para el
acabado de manufacturas como automóviles, equipos electrodomésticos, muebles, etc.
Las necesidades de cada una de estas dos categorías de productos son diferentes,
generalmente los acabados comerciales secan (endurecen) al aire y los acabados industriales
secan (se curan) mediante horneo.
11
Cada una de estas dos categorías de productos utilizan diferentes sistemas de vehículos
(resinas) y tienen diferentes métodos de aplicación, ya que la formulación de ellos difiere
considerablemente.
2.1.3.2. Acabados industriales
Los acabados industriales se aplican sobre productos manufacturados (como automóviles,
equipos electrodomésticos, muebles, etc.), antes de venderle al usuario; en cambio, las pinturas
comerciales (como pinturas para casas, paredes, cocinas, etc.) se aplican sobre artículos
terminados o completos, ya sea por el dueño o por un pintor.
Tabla 1
Tipos de pinturas PINTURAS ORGANICAS
DESCRIPCION PROPIEDADES
Aceite de linaza y otros aceites Poca resistencia al Oxigeno
Barnices Poca resistencia al agua
Resinas alquílicas modificadas con
aceite
Escasa resistencia a Electrolitos
Buena Adherencia
Buena Humectabilidad
PINTURAS DE PLASTICOS
DESCRIPCION PROPIEDADES
Vinílicas Poca resistencia al Oxigeno
Epoxi Poca resistencia al agua
Clorocaucho Buena resistencia a Electrolitos
Acrílicas Algunas limitaciones de Adherencia
Poliuretano Poca Humectabilidad
PINTURAS INORGANICAS
DESCRIPCION PROPIEDADES
Silicato inorgánico de Zinc El pigmento proporciona protección
catódica al sustrato
Fuente: (Martin)
12
2.1.4. Pinturas de látex
Una pintura de látex a más de cubrir una superficie con el color deseado, la defiende al formar
una cubierta plástica con excelente resistencia a elementos superficiales causantes del deterioro
tales como: la humedad y el roce. En la actualidad, se encuentra entre las pinturas más utilizadas
para techos falsos y paredes, en interiores y exteriores. Las pinturas de látex no son aislantes en
su totalidad, sin embargo, proporcionan muy buena protección en las áreas aplicadas (Anonimo,
2007).
2.2. Descripción de las materias primas
2.2.1. Composición de las pinturas
o Una pintura látex debe tener como componentes:
o Resina o vehículo.
o Cargas o rellenos (no obligatorio).
o Pigmentos.
o Disolvente (no obligatorio más de uno).
o Aditivos.
2.2.1.1. El ligante o resina
Es un Ingrediente con una función activa en el proceso de elaboración de pinturas látex, la
cual tiene como misión, mantener unidos los pigmentos con sus extenderes una vez que ésta se
haya secado. Las resinas van en concordancia con el disolvente a utilizar y definen los diferentes
tipos de pinturas proveyéndole: consistencia, resistencia a las reacciones químicas, adhesión,
tiempo de secado, etc. La procedencia puede ser: vinílica, acrílica, aceites de origen vegetal y
animal, epoxi, o una mezcla entre ellas, las cuales mediante oxidación generan una película
seca y uniforme (Felipe, Oa.upm.es, 2013).
2.2.1.2. Las cargas y extendedores
En su mayoría ponderada son de origen inorgánico, dan consistencia y reología a la pintura.
Son las causantes directas del espesor de película ya sea en seco o en húmedo, por su blancura o
13
color innato proveen opacidad. Se debe distinguir el concepto de cargas y el de extendedores
(Fernandez, 2018). Las cargas compensan a la pintura con materia sólida, en su defecto que los
extendedores mejoran el rendimiento de los pigmentos o al menos lo mantienen proveyendo
alguna otra característica en particular (opacidad, brillo, etc.).
Un extendedor, puede ser una carga y viceversa, esto no implica que toda carga sea
considerada extendedor como, por ejemplo: existen aditivos que aportan materia solida a la
formulación, pero no generan cambios en las características particulares de la pintura, todo
dependerá del uso que se le vaya a dar a la misma (Cruz, 2014).
Mientras mejores características tengan la carga (poder cubritivo), y mayor sea su uso dentro
de la elaboración de la pintura látex, mayor será el poder cubritivo (Felipe, Oa.upm.es, 2013).
Figura 3. Efecto de un extendedor sobre el pigmento
Fuente: (José Vicente Alonso Felipe, 2013)
2.2.1.3. Los pigmentos
Su procedencia puede ser orgánica e inorgánica. El rol de los pigmentos es fundamental para
la determinación del poder cubritivo, la opacidad, blancura y color. Los pigmentos son opacos
tanto en seco como en húmedo. Un pigmento inactivo no es solubilidad en el vehículo(resina),
posee un bajo poder cubritivo, así como el color y la opacidad que son casi nulos, en términos
generales se los utiliza para abaratar costos. Los pigmentos activos son exactamente todo lo
contrario. El pigmento activo por excelencia más utilizado es el dióxido de titanio, la blancura
proporcionada no se iguala a la de ningún extendedor o pigmento inactivo (Felipe, Control
Calidad de pintura, 2013).
14
En la siguiente tabla que relaciona los pigmentos más comúnmente empleados en la industria
de pinturas (Restrepo J. , Inpra Latina, 2012).
Tabla 2
Pigmentos usados en la industria de las pinturas Pigmento
Formula Química Nombre
Común
Gravedad
especifica
Dureza
(Mohs)
OAI
(g/100g)
Silicato de Aluminio Al2Si2O5(OH)4 Caolín,
caolinita,“c
hina clay”
2.6 2.0 30-50
Silicato de aluminio-
potásico
K2O.3Al2O3.6SiO2.
2H2O
mica 2.9 2.5 40-70
Carbonato de Calcio CaCO3 Blanco de
España
2.71 3.0 10-35
Carbonato de
magnesio
MgCO3 Magnesita 2.5 3.0 35-45
Dióxido de silicio
natural
SiO2 Diatomita 2.2 7.0 100-220
Dióxido de silicio
sintético
SiO2 Sílice
cristalina
2.32 7.0 300-330
Dióxido de Titanio TiO2 Blanco
titanio
4.3 6.0 17-22
Silicato de Calcio CaO.SiO2 wollastonita 2.9 6.0 25-30
Silicato de Magnesio Mg3Si4O10(OH)2 Talco 2.75 1.0 15-40
Sulfato de Bario BaSO4 Barita
natural,
blanco fijo
4.5 3.0 6-12
Sulfato de Calcio CaSO4 Anhidrita 2.96 3-4 20-25
Fuente: (Latina, 2013)
2.2.1.4. Disolventes
Es por excelencia el agua, sin embargo, se puede utilizar alcohol, cetonas, ésteres y otras
componentes de origen orgánico que le proporcionan a la pintura facilidad para aplicarse,
15
manejarse,etc. Por medio de la adición o disminución del disolvente, podemos variar
propiedades como la viscosidad, densidad relativa, consistencia, tiempos de secado, etc.
Las dos características más importantes de los disolventes son su poder solvente y velocidad
de evaporación (Felipe, 2013).
Figura 4 Evaporación de disolventes y reacción con el oxígeno del aire
Fuente: (Martín., 2011)
2.2.1.5. Aditivos
Son compuestos que se emplean en pequeñas dosis para facilitar, mejorar, potenciar, prevenir,
accionar, algún componente o alguna característica de la pintura, aportan consistencia,
estabilidad, preservación, etc. Dentro de su clasificación se encuentran: los humectantes,
dispersantes, espesantes, agentes fungicidas, sulfactantes, bactericidas, antioxidantes,
gelificantes, antimoho, antiespumantes, etc.
El disponer de uno u otro aditivo en la elaboración de pinturas, está estrechamente
relacionado con los requerimientos del consumidor, así, una pintura puede tener muchos aditivos
a la vez (Felipe, 2013).
16
2.2.1.6. Propiedades que proporciona cada componente
En la Tabla 3, se muestra un resumen de las propiedades que proporcionan los diferentes
aditivos.
Tabla 3
Propiedades que proporciona cada componente COMPONENTE PROPIEDAD SOBRE LA PINTURA
Resina Vinil-Acrílica Al secarse forma una película de flexibilidad permanente.
Usada en proporciones adecuadas, brinda mayor rendimiento y
lavabilidad
Dióxido de titanio Contribuye al poder cubriente y proporciona el color blanco
Pigmentos inorgánicos y
orgánicos
Proporcionan color a la pintura
Cargas minerales Extensor de pigmentos y efecto de relleno
Silicato de aluminio Reemplazante parcial de dióxido de titanio, contribuye al
poder cubriente
Humectante y dispersante Humectación y estabilización de los pigmentos
Aditivo reológico de
celulosa
Brinda propiedades tixotrópicas al aplicar la pintura y previene la
sedimentación de sus componentes
Agente coalescente Contribuye a la formación de una película uniforme y continua
Bactericida Preservación de la pintura
Antiespumante Control de la espuma
Regulador de PH Regula el PH de la pintura en un rango de pH: 8 -9.5
Nivelador de superficie Nivelación de la película aplicada, evitando que queden las marcas
de la brocha o rodillo
Agua Disolvente y disminuye la viscosidad
Fuente: (LOUIS, 2006)
2.3. Equipo empleado y mediciones de parámetros
2.3.1. Dispersor Cowles
El proceso de elaboración de la pintura látex (dispersión y completado) se lleva a cabo en el
Dispersor Cowles. La dispersión se obtiene utilizando un eje de alta velocidad, que consta de un
disco circular con dientes en los bordes, doblados en un ángulo de 90° alternados arriba y abajo,
17
que se encuentra al final de un eje vertical llamado rotor, y este a su vez unido a un motor, que
hace posible que el disco gire a una velocidad radial o periférica de 1750 RPM. La fuerza de
cizalladura ejercida por el mismo sobre un líquido con cierto grado de viscosidad (adquirida en
su mayoría gracias al espesante), es significativamente alta. La velocidad se regulará hasta que se
genere el vórtice y la dispersión sea homogénea (rotor en el centro) (GROSS, 1970).
El rol fundamental de este equipo será conseguir la correcta dispersión de los pigmentos y
extendedores.
2.3.2. Método de prueba estándar para determinar la densidad
2.3.2.1. Marco jurídico
a. Cuando se ensaya con pinturas en base agua tipo emulsión, de acuerdo con la Norma
ASTM D1475 se debe utilizar como instrumento de medición un picnómetro.
b. Se emplea el Método de Prueba ASTM D1963 para determinar la gravedad específica
y, por lo tanto, la densidad.
2.3.2.2. Medición con el picnómetro
Esta prueba consiste en un cilindro de acero el cual sirve para determinar la densidad de un
líquido desconocido.
Esta prueba conlleva a introducir la pintura a medir, en el interior del cilindro hueco
previamente pesado.
La técnica implica en pesar el cilindro lleno con dos líquidos distintos (agua y pintura) y
realizar los cálculos pertinentes tomando en consideración como liquido patrón “el agua” ya que,
a la temperatura medida, existen valores tabulados de densidad.
18
Consideraciones:
a. Se retira la tapa del picnómetro en reiteradas ocasiones con objeto de eliminar partículas
de aire encerrado en el mismo, tomar en consideración un mínimo de tres pesajes.
b. Es fundamental la medición de la temperatura, ya que la densidad de la pintura varía en
función a la muestra patrón, y ésta a su vez en función a la temperatura.
2.3.3. Método para determinar la viscosidad
2.3.3.1. Marco jurídico:
a. Se emplea la copa Ford VF2033 de Ø de orificio 5.2 mm para determinar la viscosidad en
centistokes en base al Anexo 10 en referencia en cumplimiento con la Norma ASTM
D1200 .
b. Se utilizan dos gráficas de conversión de la empresa “The Paul N. Gardner Company”
para obtener la viscosidad en unidades de Krebs.
c. El rango establecido de viscosidad para las pinturas látex según la norma NTE INEN
1013 es entre 85 y 125 KU.
2.3.3.2. Medición con la copa Ford
En concordancia con la norma, absolutamente todas mediciones deben realizarse a 25 ° C.
Variar la temperatura durante la prueba no debe exceder de ± 0,2 ° C. La técnica consiste en el
uso de un cronometro para determinar el tiempo en que la pintura depositada en el interior de la
copa Ford demora en fluir a través de un orificio ubicado en la parte inferior. Se detiene el
cronometro cuando el chorro se corta, es decir, disminuye su caudal violentamente.
El tiempo se registra y en base a la tabla 28 utilizando interpolación, se aproxima al valor de
la viscosidad cinemática en centistokes. Una vez determinado este valor, con ayuda del Anexo
14 de conversión “centipoises vs centistokes” y los valores de gravedad específica y densidad en
libras por galón ya calculados, se obtiene la viscosidad absoluta en centipoises.
19
Cabe mencionar que la viscosidad cinemática es una medida resultante del cociente entre la
viscosidad absoluta y la densidad de la pintura. Teniendo el valor de la viscosidad absoluta, con
ayuda del Anexo 13 de conversión “centipoises a krebs Units” se determina finalmente la
viscosidad en KU.
2.3.4. Método para determinación del grado de molienda (Finura)
2.3.4.1. Marco jurídico
a. Para realizar mediciones de finura, Se utiliza un grindómetro hegman en el rango de 0 a
100 µm, de 0 a 8 hegman El método a utilizar es aplicable solo en ese rango tal cual se
establece en la norma ASTM D1210, para rangos inferiores, es aplicable la norma ASTM
D1316 en valores entre 0 y 25 µm. Con una pequeña variación en el procedimiento, es
aplicable a las tintas, pinturas tanto en pasta (no volátiles) como líquidas (volátiles).
b. El valor mínimo de finura según la norma NTE INEN 1007 es de 3 Hegman (3H), para
ser considerada una pintura con óptima dispersión.
2.3.4.2. Medición con el grindómetro
Se coloca una pequeña cantidad de pintura con una espátula en la parte superior con la
graduación máxima (8 NS) de las ranuras, y con el aplicador, manteniéndola ligeramente
inclinada, se desplaza la pintura, extendiéndola hacia el otro extremo, con la graduación mínima
en la parte inferior.
La lectura del resultado de la medición se da en la escala NS o µ. Para esto debe levantarse el
grindómetro a la altura de los ojos, examinando a contraluz. La lectura exacta, analizada con
cautela, se obtendrá en donde sean visibles muchas partículas de pigmento en la delgada capa
superficial. En pinturas látex, la lectura ha de realizarse entre 15 y 50 segundos.
20
2.3.5. Método para determinar el Poder cubritivo
2.3.5.1. Marco jurídico
a. Para la determinación del poder cubriente o cubritivo de una pintura, es necesario dos
implementos básicos en base a las normas ASTM D823 y ASTM D 2805 los cuales son:
o El aplicador y las cartulinas para ensayos de pinturas Leneta.
o El aplicador puede ser electrónico o manual, ambas mediciones cumplen y están
contempladas dentro de la norma.
2.3.5.2. Medición con el aplicador en las cartulinas Leneta
Con ayuda y de un aplicador de acero y de las cartulinas Leneta universales sobre un soporte
de vidrio, se coloca las pinturas sobre las cartulinas con el fin de determinar el poder cubritivo de
la misma en función de la penetración y de la opacidad.
Las cartulinas combinan zonas negras y blancas, pequeñas porciones de dos tipos diferentes
de pinturas (Patrón y Pintura a probar) se deben disponer en la parte superior, y con ayuda del
aplicador, se desliza suavemente hacia abajo, procurando que la placa de vidrio que sostiene a la
cartulina se mantenga fija durante el proceso.
Al término de la aplicación, se debe dejar secar la muestra, y luego volver a revisar en
contraluz, la muestra que sobreponga más su textura sobre la cartulina será la que disponga de un
mayor poder cubritivo.
2.3.6. Método para determinar el grosor de película húmeda
2.3.6.1. Marco jurídico
a. Las mediciones del espesor de la película húmeda se registran en la norma ASTM
D4414-A con la finalidad de determinar el grosor de la película húmeda de una pintura y
a su vez el espesor del revestimiento seco final utilizando un peine graduado.
21
b. El cálculo de rendimiento y de ambas películas (Húmeda y seca) conllevan al uso del
valor del porcentaje de sólidos en volumen, el cual se estima no menor al 28% según la
norma NTE INEN 2092.
2.3.6.2. Medición con el peine
El espesor de la película seca y el espesor de la película húmeda guardan interrelación. El
espesor de película húmeda se mide mediante el uso del peine graduado, el cual con su último
diente entra en contacto con la pintura. El espesor de película húmeda es el cociente entre el
espesor de película seca / el porcentaje de sólidos en volumen del recubrimiento aplicado.
En ciertos recubrimientos, el espesor de la película seca real suele ser mayor al calculado
mediante formula.
2.3.7. Método para determinar el tiempo de secado
2.3.7.1. Marco jurídico
a. La aplicación manual de la pintura con una brocha sobre un tripley está contemplada en
la norma ASTM D1640 para determinación de tiempo de secado en diferentes etapas en
el proceso de penetración del mismo.
2.3.7.2. Medición del tiempo de secado con cronómetro
Este método se usa para determinar las tasas de secado en distintas etapas de la formación de
película de recubrimientos con el objetivo de comparar las diferentes muestras.También ayuda a
cuantificar los cambios de composición en el tiempo de secado.
La técnica consiste en aplicar la pintura con ayuda de una brocha sobre un tripley y
cronometrar el tiempo transcurrido. Se debe tener las manos secas y limpias, cada 2 minutos con
el índice se tocará con sutileza sobre el tripley. Detener el cronometro cuando la película este
uniforme y totalmente seca
22
2.3.8. Método para determinar el pH y Temperatura
2.3.8.1. Marco jurídico
a. En regulación con la normativa ASTM E-70 con incidencia del pH en pinturas se busca
determinar valores ponderados de las diferentes muestras.
b. A pesar de que la temperatura se encuentra regulada en las diferentes normativas ASTM
para otros procesos, y no para medición en pinturas, es de suma atención el registrar los
valores de temperatura en cada etapa del proceso, pues tendrán influencia directa sobre la
cuantía y propiedades del producto (pintura).
2.3.8.2. Medición del pH y Temperatura
La medición del pH se registra una vez introducidas las cargas con el objetivo de conocer sí se
tiene que agregar un álcali para aumentar el pH de la muestra y así evitar la actividad bacteriana.
La temperatura se registra en las tres etapas de dispersión del proceso. La medición más
importante de temperatura se da durante la dispersión intermedia, cuando se agrega la carga y la
tempera aumenta por efecto de trabajo mecánico.
2.4. Propiedades de la pintura
Las propiedades no cuantificables son importantes en el cumplimiento de la pintura. Las
propiedades cuantificables son aquellas que pueden medirse con cuidado y con buena precisión y
que pueden utilizarse con cuidado en especificaciones y en sus medidas.
En el campo de la reología (flujo de fluidos bajo esfuerzo), por ejemplo, el proceso de
cuantificación está por ahora empezando. La pintura tiene funciones inseparables estas son: las
decorativas, las protectoras y las especiales y todas están presentes simultáneamente. Una vez
que el sistema de recubrimiento ha secado o curado, los mantos o películas distintas no pueden
separarse o desprenderse limpiamente para examinarlas, como resultado de esto, los efectos
sobre
23
las diferentes capas de los varios factores que tienen influencia en su formación y
cumplimiento no pueden estudiarse individualmente.
2.4.1. Propiedades especificas esenciales
Ciertas propiedades esenciales (como adherencia, facilidad de aplicación, integridad de
película y calidad consistente o uniforme), deben ocurrir en todas las pinturas, para asegurar sus
funciones de uso decorativo o protector, como un material de ingeniería. Las propiedades
específicas se relacionan con el uso final.
2.4.1.1. Adherencia
Un recubrimiento debe ser pegajoso al substrato para impartirle otras propiedades en juego.
Aún un material designado para desprenderse posteriormente debe de adherirse al substrato hasta
que sea necesario desprenderlo.
2.4.1.2. Facilidad de Aplicación.
Las pinturas deben ser fáciles de aplicar por el sistema indicado por el fabricante o por algún
otro método aprobado de aplicación preferida por el usuario. Para pinturas que sean prácticas
corno material de ingeniería, deberán de tener un mínimo de película de tiempo o de algún otro
costo extra durante su aplicación.
La pintura debe de llegar al substrato con el espesor adecuado especificado de película, que
seque en el tiempo especificado para lograr la apariencia y que posea las propiedades específicas
necesarias.
2.4.1.3. Integridad de película.
La película secada o curada, adecuadamente aplicada, deberá de tener todas las propiedades
indicadas por el fabricante de la pintura. Esta propiedad se llama integridad de la película. No
deberá de haber fallas de la película causadas por mal secado o curado de la película o agujeros
en donde el espesor de película sea menor que el especificado.
24
2.4.1.4. Calidad consistente
Para ser utilizable, como un material de ingeniería, la pintura debe ser consistente (uniforme)
en su calidad de envase a envase, de lote a lote de producción y de embarque a embarque, color,
viscosidad, propiedades de aplicación, durabilidad, etc., deben de estar siempre dentro de sus
especificaciones.
25
CAPITULO III
3. PARTE EXPERIMENTAL
3.1. Diseño Metodológico
A continuación, se describirá la preparación de diferentes muestras de pinturas Látex
modificando las cantidades de pigmentos en la misma desde un patrón inicial hasta su
composición final.
3.1.1. Obtención y preparación de las materias primas
Las materias primas a ser utilizadas serán suministradas por la empresa Industrial Latinas S.
A, los aditivos, el solvente y la resina serán los mismos para todas las pruebas en las mismas
cantidades mientras que durante una semana se realizará un estudio de selección de los
pigmentos más idóneos para la sustitución parcial del dióxido de titanio en la fabricación de
pinturas Látex. Se emplearán 10.46 kg desde la muestra patrón, hasta la pintura sustituyente
final(P7).
3.1.2. Adición de carga y aditivos (dispersión inicial)
Este proceso iniciará con una cantidad de agua preestablecida, pesada y colocada sobre un
recipientel, sobre la misma se irán agregando los demás componentes. La muestra patrón (P1)
inicialmente será elaborada con un alto contenido de dióxido de titanio 14.51%, la cual se irá
disminuyendo mediante sustitución conservando el PVC (concentración de Pigmentos en
Volumen). Este proceso se llevará a cabo tomando como punto determinante el poder cubritivo
de las muestras a elaborar.
La adición de los aditivos se llevará a cabo mediante un taladro de cowles dentro de un
recipiente aforado de 1.6 litros de capacidad. Hacer esto al inicio del proceso es una técnica usual
en la fabricación de pinturas, generalmente se realiza en conjunto con el solvente respetando el
tiempo mínimo (de 1 a 3 minutos) de mezclado previo a la dispersión de las cargas (pigmentos).
26
Realizando la adición adecuada de los aditivos se evitará proliferación bacteriana, se
producirá una correcta dispersión de los pigmentos en concordancia con el surfactante idóneo, se
evitará la propagación de espuma, se gana estabilidad y finura adecuada, etc.
La dispersión de la carga se dará de manera simétrica y uniforme, mientras el dispersor
Cowles gire para evitar la formación de grumos. Esto se ejecutará a una temperatura promedio de
25 °C sin embargo esta temperatura se incrementará a un rango entre 38 y 45 °C por efecto de
trabajo mecánico (trabajo de aspas del dispersor Cowles). La dispersión de la carga dentro del
proceso global de elaboración de pinturas Látex es lo que más tiempo requiere (de 13 a 18
minutos) ya que ningún pigmento se disuelve, solo se dispersan, las condiciones de temperatura
y humedad se mantendrán estables, los aditivos y cargas serán tomados del mismo lote para
evitar algún cambio significativo.
Se realizarán muestras contiguas hasta disminuir la masa de dióxido de titanio a 8.13%, es
decir el 55.9% menos del valor inicial. Los valores de los extendedores también se modificarán,
pero siempre se mantendrá su peso en volumen estable para hacer una comparación con muestras
uniformes. El criterio final de sustitución conllevará un punto de vista económico realizando un
cálculo en dólares de los pigmentos más idóneos.
3.1.3. Adición de espesante y agua remanente (dispersión intermedia)
La adición del espesante en las pinturas también será un factor fundamental respecto a la
apariencia, es quien dará la consistencia final, sin embargo, el mismo no será un parámetro a
tomar en consideración en cuanto a calidad de pinturas se refiere.
La adición del espesante se dará en conjunto con el agua, se adicionará agua al recipiente que
contiene el espesante y este a su vez se lo agregará a la pintura con el rotor encendido, este
proceso se repetirá hasta que no quede espesante ni agua en sus recipientes. Luego se dejará
mezclar, hasta obtener una finura de al menos 2H-3H.
27
3.1.4. Adición de la resina y aditivos (dispersión final).
La adición de la resina (látex) se hará con la finalidad de mantener unidas las partículas
sólidas, pigmentos y cargas una vez esté seca la pintura (Efecto ligante).
Los aditivos al final de este proceso tendrán como objetivo la conservación, ajuste de la
dispersión y el refuerzo de las propiedades fúngicas y bactericidas del producto a elaborar. Este
proceso tendrá un tiempo de mezclado (por lo general de 10 a 15 minutos) hasta lograr que la
emulsión quede de forma compacta sin grumos en una sola fase, con una correcta distribución de
las cargas y demás aditivos.
3.1.5. Diagrama del proceso
INICIO
Definir cantidad de pintura a preparar
Insumos completos
Pesar de insumos
Adicion de cargas de aditivos sobre el
solvente
PVC incompleto
Aditivos completos
Adicionar cargas
Adicion de espesante y agua
Dispersion incompleta
Siga mezclando
Adicion de ligante y aditivos
Pelicula uniforme
Siga mezclando
FIN
Pintura terminada
t= 15 – 20 min
T= 25°C
T= 38-45 °C
T= 25-27 °C
t= 10 – 15 min
t= 10 – 15 min
T= 25°C
T= 25°C
SI
SI
SI
SI
SI
NO
NO
NO
NO
NO
Finura = 3H
28
3.1.6. Procedimiento general
a) Preparar todos los recipientes a utilizar.
b) Tarar y graduar la báscula.
c) Rotular los diferentes goteros.
d) Pesar todos los vasos de precipitación y recipientes a usar en el ensayo.
3.1.6.1. Adición de los aditivos y las cargas
3.1.6.2. Adición de los aditivos
a. Pesar las cantidades de agua adjuntas en la tabla 4 en un recipiente aforado de 1.5 L de
capacidad.
Tabla 4
Cantidad de Agua en la Dispersión Inicial
PRUEBA AGUA A
ADICIONAR (ml)
P1 202.4
P2 262.4
P3 262.4
P4 292.4
P5 2924
P6 292.4
P7 292.4
Fuente: Autor
b. Con ayuda de un gotero (G1) tomar 2.5 ml (50 gotas) de bactericida/fungicida
concentrado y se agregarán al recipiente con agua removiendo ligeramente.
c. Pesar en un vaso (V1) de precipitación 2.0 g de tripolifosfato de sodio y agregar despacio
con ayuda de una espátula sobre el recipiente con agua.
d. Pesar 1.6g de Nonil fenol y agregar con sutileza.
29
e. Con un gotero(G3) tomar 1.05ml (21gotas) de amino metil propanol (AMP) y se
agregarán cuidando no verter sobre las paredes del recipiente (esto debido a la
consistencia del mismo)
f. Con ayuda de una espátula se agregará paulatinamente 1 g de antiespumante a la mezcla.
Consideraciones:
a) No se puede considerar un pesaje general y una adición en conjunto, ya que para un buen
mezclado se requerirá que el tripolifosfato no se adhiera ni al antiespumante ni al amino
metil propanol (AMP), su efecto deberá de ser directo sobre el solvente.
b) Debido a la consistencia del antiespumante utilizado, no es aconsejable utilizar gotero,
pues algún remante puede quedar en el mismo. Si el antiespumante no presenta una
viscosidad elevada, aplíquese 21 gotas.
c) Una vez hecha la adición de los aditivos, mezclar hasta que el antiespumante y el agua
dejen de ser 2 fases (aproximadamente 2 minutos).
3.1.6.3. Adición de las Cargas
a. Pesar las cargas descritas en la tabla 5 en base a Las cantidades descritas con ayuda de los
Vasos (V2, V3 y V4):
Tabla 5
Pesos en gramos de las cargas Compuesto Unidades P1 P2 P3 P4 P5 P6 P7
CA
RG
AS
TiO2 g 220 220 220 150 150 120 120
SILICATO DE
ALUMINIO
g N/A C 115,5 N/A C 120 C80 C80 N/A
SILICATO DE
MAGNESIO
g T/C
120
N/A T/P
120
N/A N/A N/A T/P
100
CARBONATO
DE CALCIO
g 550,0 550,0 550,0 590,2 631,9 651,1 634,1
Fuente: Autor
30
b. Adicionar el dióxido de Titanio (TiO2) sobre el recipiente con en agua y los aditivos con
el dispersor de Cowles encendido, con una espátula Uniformemente, lento, con cuidado a
no regar sobre los bordes.
c. Adicionar el Silicato de Magnesio (Mg3Si4O10(OH)2) sobre el recipiente con la mezcla
con el dispersor de Cowles encendido, con una espátula Uniformemente, lento, con
cuidado a no regar sobre los bordes.
d. Finalmente Adicionar el Carbonato de Calcio (CaCO3) sobre el recipiente con la mezcla
con el dispersor de Cowles encendido, con una espátula Uniformemente, lento, con
cuidado a no regar sobre los bordes.
Consideraciones:
a) El orden de la adición de las cargas fue objeto de prueba dentro de la planta de Industrial
Latinas S.A., notándose claramente que mientras haya la correcta dispersión, no afecta ni
cambia el producto final.
b) El proceso en general toma alrededor de 13 a 18 minutos, excluyendo los 2 minutos de
mezclado del solvente y aditivos.
c) La ubicación del rotor es fundamental. Para que haya una buena homogenización, es
necesario generar un vórtice para esto hay que ubicar el rotor en el centro.
d) La velocidad estimada del mezclado es de 600rpm
3.1.6.4. Adición de espesante y agua remanente
a. Pesar 8g de espesante en un vaso de precipitación (V5).
b. Pesar las cantidades de Agua en un vaso de precipitación (V6) según la prueba.
31
Tabla 6
Cantidad de agua en la dispersión intermedia
PRUEBA AGUA A ADICIONAR
(ml)
P1 232
P2 172
P3 172
P4 142
P5 142
P6 142
P7 142
Fuente: Autor
c. Adicionar aproximadamente 120ml del agua en el vaso con el espesante y mezclar
uniformemente.
d. Verter el espesante con agua sobre la mezcla inicial muy despacio.
e. Repetir el proceso hasta que no quede agua ni espesante en sus respectivos recipientes.
Consideraciones:
a) La adición del espesante no puede ser de forma directa pues tomaría más tiempo en
disiparse uniformemente en toda la pintura.
b) La adición de espesante sin agua conllevaría a un mayor tiempo de mezclado, podría
provocar un aumento en la temperatura por acción mecánica, y un eventual cambio
respecto a las propiedades fundamentales de las pinturas, no significa esto que la pintura
empeorara en calidad, pero definitivamente para hacer las comparaciones entre pruebas,
deben darse las mismas condiciones.
c) El tiempo estimado de la adición del espesante y agua es de 2 minutos, el tiempo de
mezclado de 8-10 minutos.
32
d) Si el espesante es líquido, se debe aplicar el mismo proceso, no para evitar la formación
de grumos, pero si para lograr mayor dispersión.
3.1.6.5. Adición de la resina y aditivos
a. Pesar 164g de Resina (Látex Vinil Acrílico) en un vaso de precipitación (V7).
b. Con ayuda de una espátula se agrega paulatinamente 1 g de antiespumante sobre el látex.
c. Con ayuda de un gotero (G1) tomar 2.5 ml (50 gotas) de bactericida/fungicida
concentrado y se agrega sobre el látex.
d. Verter el látex con estos aditivos sobre la mezcla con las cargas y demás aditivos en el
recipiente aforado de 1.3L de capacidad.
e. Agregar 109 gotas de Pirofosfato Acido de Sodio.
f. Mezclar hasta que la consistencia sea uniforme.
Consideraciones:
a) El pesaje del látex puede ser en gramos o mililitros, dependiendo de los materiales de los
cuales se dispongan, se debe agregar 140.17ml de látex si el pesaje es en volumen.
b) Al adicionar el antiespumante y el fungicida sobre el látex, no es necesario mezclar.
c) El látex y demás aditivos y cargas se debe mezclar por un tiempo mínimo de 5 minutos,
podrá prolongarse cuando la dispersión no sea uniforme.
d) La adición del Pirofosfato Acido de Sodio debe de ser rápida y el tiempo de mezcla para
esta emulsión es de mínimo 5 minutos, podrá prolongarse cuando la pintura no presente
una dispersión y mezclado completo.
33
3.1.7 . Materiales
1) Siete vasos de precipitación de vidrio borosilicato pyrex:
Tabla 7
Capacidad de los vasos de precipitación
Material Diámetro (mm) Capacidad (ml) Altura (mm)
V1 26 10 36
V2 90 600 124
V3 90 600 124
V4 90 600 124
V5 65 150 78
V6 90 600 124
V7 90 600 124
Fuente: Autor
2) Cuatro goteros de vidrio marca BINFUL, modelo: Glass Dropper Pipette
Tabla 8
Capacidad de los goteros de vidrio
Material Capacidad (ml)
G1 1
G2 1
G3 1
G4 1
Fuente: Autor
3) Espátula de acero inoxidable AISI 304 ( 230x12mm).
4) Bascula digital de precisión Tanita KD 200-510(5kgx5g).
5) Mandil.
34
6) Guantes.
7) Picnómetro de acero de 100cc.
8) pH metro digital de bolsillo Modelo: pH-009.
9) Termómetro.
10) Grindometro Hegman marca: Neurktek 50 micras.
11) El registrador de tiempo de secado BK3 de 6 agujas y 6 tiras de vidrio.
12) Aplicador para cubrimiento Neurktek.
13) Cartulinas para control de Opacidad LENETA.
14) Copa de Viscosidad ford.
15) Recipiente de 1.6L de capacidad.
16) Medidor de grosor de película húmeda.
3.1.8. Materia prima
1) 1200g Dióxido de titanio TiO2
2) 4157.36g Carbonato de Calcio CaCO3
3) 515.55g Caolín Calcinado (Silicato de Aluminio Al2Si2O5(OH)4 )
4) 120g Talco Chino (Silicato de Magnesio Mg3Si4O10(OH)2)
35
5) 220g Talco Peruano (Silicato de Magnesio Mg3Si4O10(OH)2)
6) 3066g Agua H2O
7) 11.2NoNil Fenol C15H24O
8) 14g Tripolifosfato de sodio Na5P3O10
9) 53.2g Pirofosfato acido de Sodio Na2H2P2O7
10) 7g Amino Metil Propanol C4H11NO
11) 1148g Látex Vinil Acrilico
12) 7g El Antiespumante A-1250
13) 33.6g Fungicida/Bactericida Concentrado 0263 Marca: Colorín
14) 50g Espesante GLOBALFER-THICKENER.
3.1.9. Mediciones de parámetros de las pruebas
Tabla 9
Medición de los tiempos de flujo en la copa Ford VF2033
P1 P2 P3 P4 P5 P6 P7
Tiempo (s) 98.2 97.3 96.8 98 97.1 97.5 97.5
Fuente: Autor
36
Tabla 10
Medición de Finura en Hegman
Prueba Finura (Hegman)
P1 4 H
P2 3 H
P3 3H
P4 4 H
P5 4 H
P6 4 H
P7 4 H
Fuente: Autor
Tabla 11
Lectura del pH
Pruebas PH
P1 9.1
P2 8,7
P3 8.8
P4 8.5
P5 8.1
P6 8.4
P7 8.7
Fuente: Autor
Tabla 12
Lectura de las temperaturas de Dispersión
Medida Unidad P1 P2 P3 P4 P6 P7
Temperatura Celsius °C 38 38 38 45 45 4O
Fuente: Autor
37
Tabla 13
Lectura de las temperaturas de activado
Medida Unidad P1 P2 P3 P4 P5 P6 P7
Temperatura Celsius °C 25 25 25 27 27 27 27
Fuente: Autor
Tabla 14
Lectura de los espesores de película húmeda
Medida P1 P2 P3 P4 P5 P6 P7
Espesor de la
película húmeda Micras 79 79 79 82 82 79 79
Fuente: Autor
Tabla 15
Lecturas de los tiempos de secado
Fuente: Autor
Los tiempos de cada prueba fueron registrados por acumulación. La muestra se iba
verificando cada 2 minutos.
PRUEBA TIEMPO (min)
P1 24
P2 24
P3 24
P4 22
P5 22
P6 20
P7 20
38
3.1.10. Cálculos
3.1.10.1. Determinación de las densidades
Tabla 16
Nomenclaturas para el cálculo de densidades
Nomenclatura
Masa del cilindro
Masa del agua
Masa de la pintura
Volumen del Agua
Volumen de la pintura
Densidad de la pintura
Densidad del Agua
Temperatura T
Masa del cilindro lleno del agua
Masa del cilindro lleno de pintura
Fuente: Autor
Todas las pruebas se evaluaron a la misma temperatura:
Tabla 17
Temperatura para medición de densidades
Medida Unidad Medición
Temperatura Celsius oC 25
Fuente: Autor
Tabla 18
Volúmenes del picnómetro y agua
Masas Medida Unidad Prueba P1
Gramo G 137
Gramo G 220.3
Fuente: Autor
39
= + Ecuación (1)
= - Ecuación (2)
= 220.3g -137 g
= 83.3g
Según el Anexo 13, la densidad del agua a la temperatura medida:
997
=
Por definición:
;
=
= 83.55
Entonces: el volumen a utilizar para todas las muestras de pinturas es:
83.50
Tabla 19
Lectura prueba 1 (P1)
Masas Medida Unidad Prueba P1
Gramo G 258.7
Fuente: Autor
= +
= -
= 258.7g-137g
40
= 121.7g
=
=1,454
x
x
x
=5.52
5.52
Tabla 20
Lectura prueba 2 (P2)
Masas Medida Unidad Prueba P1
Gramo G 257.7
Fuente: Autor
= +
= -
= 257.7g-137g
= 120.7g
=
=1.446
x
x
x
=5.47
Tabla 21
Lectura prueba 3 (P3)
Masas Medida Unidad Prueba P1
Gramo G 257
Fuente: Autor
41
= +
= -
= 257g-137g
= 120g
=
=1.437
x
x
x
=5.44
Tabla 22
Lectura prueba 4 (P4)
Masas Medida Unidad Prueba P1
Gramo g 258.6
Fuente: Autor
= +
= -
= 258.6g-137g
= 121.6g
=
=1.456
x
x
x
=5.51
42
Tabla 23
Lectura prueba 5 (P5)
Masas Medida Unidad Prueba P1
Gramo g 257.5
Fuente: Autor
= +
= -
= 257.5g-137g
= 120.5g
=
=1.443
x
x
x
=5.46
Tabla 24
Lectura prueba 6 (P6)
Masas Medida Unidad Prueba P1
Gramo g 257.9
Fuente: Autor
= +
= -
= 257.59g-137g
= 120.9g
43
=
=1.448
x
x
x
=5.48
Tabla 25
Lectura prueba 7 (P7)
Masas Medida Unidad Prueba P1
Gramo g 257.9
Fuente: Autor
= +
= -
= 257.59g-137g
= 120.9g
=
=1.448
x
x
x
=5.48
3.1.10.2. Determinación de los pesos específicos
Tabla 26
Nomenclatura para el cálculo de los pesos específicos
Medida Unidad Nomenclatura
Peso especifico Libra Fuerza/galón Lbf/gal
Gravedad Metro/ segundo cuadrado
g
Fuente: Autor
44
Ecuación (3)
o Prueba 1 (P1)
x
x
=12.17
=12.17
o Prueba 2 (P2)
x
x
=12.06
=12.06
o Prueba 3 (P3)
x
x
=11.99
=11.99
o Prueba 4 (P4)
x
x
=12.15
45
=12.15
o Prueba 5 (P5)
x
x
=12.04
=12.04
o Prueba 6 (P6)
x
x
=12.08
=12.08
o Prueba 7 (P7)
x
x
=12.08
=12.08
3.1.10.3. Determinación de las Gravedades especificas
46
Tabla 27
Nomenclatura para el cálculo de las Gravedades especificas
Medida Unidad Nomenclatura
Gravedad especifica N/A N/A SG
Densidad del agua a 4oC Kilogramo/galón
( )
Densidad de la prueba Kilogramo/galón
Fuente: Autor
Ecuación (4)
( )=
= 3.785
SG=
( )
Ecuación (5)
=
( )
=
=
( )
=
=
( )
=
47
=
( )
=
=
( )
=
=
( )
=
=
( )
=
3.1.10.4. Determinación de las viscosidades de las pruebas
En base a la Tabla 9, en donde se utiliza la copa Ford VF2033, se obtienen los siguientes
rangos:
Tabla 28
Mínimo y máximo de viscosidad vs tiempo
min max
Viscosidad (cSt) 200 1200
Tiempo(s) 30 100
Fuente: Autor
o Interpolando
48
Viscosidad = ν
Tiempo = t
f(x)=a0x+a1 Aproximación Lineal
f(x)= ν
x = t
ν = a0t+a1
o Reemplazando
-1 200 = -30 a0 – a1
1200 = 100a0 – a1
-200 = -30 a0 – a1
1200 = 100a0 – a1
1000 = 70 a0
a0 =
a0 =
200 = 30 a0 + a1
a1 = 200 - 30 a0
a1 = 200 – 30 (
)
49
a1 = 200 –
a1 = 1400 –
a1 = -
Función de correspondencia Tiempo vs viscosidad.
Ecuación (6)
Utilizando la Función de correspondencia Tiempo vs viscosidad y las mediciones de
temperatura de la tabla 28 y obtiene:
νp1 =
t1 –
νp1=
(98.2) –
=
=
νp1=1174.3 cSt
Utilizando los valores de gravedad específica (sgp1), peso específico ( ) y viscosidad
cinemática(νp1) , encontramos la viscosidad absoluta (μp1) en centiposes (cp) mediante la
Figura 5:
ν = 𝟏𝟎𝟎
𝟕 t –
𝟏𝟔𝟎𝟎
𝟕
50
Figura 5 Conversión Centistokes vs Centipoises (P1)
Fuente: (Company, 2018)
μp1=1730 CP
Con ayuda de la Figura 6, encontraremos la viscosidad en unidades de Krebs (KU) (medida
mundial para las pinturas)
51
Figura 6 Cconversión krebs units vs centipoises (P1)
Fuente: (Company, 2018)
νp1=101.5 KU
νp2 =
t2 –
νp2=
(97.3) –
=
=
νp2=1161.4 cSt
52
Utilizando los valores de gravedad específica (sgp2), peso específico( ) y viscosidad
cinemática(νp2) , encontramos la viscosidad absoluta (μp2) en centiposes (cp) mediante la
Figura 7:
Figura 7 Conversión centistokes vs centipoises (P2)
Fuente: (Company, 2018)
μp2=1700 CP
53
Con ayuda de la Figura 8, encontraremos la viscosidad en unidades de Krebs (KU) (medida
mundial para las pinturas.
Figura 8 Conversión krebs units vs centipoises (P2)
Fuente: (Company, 2018)
νp2=101 KU
54
νp3 =
t3 –
νp3=
(96.8) –
=
=
νp3=1154.3 cSt
Utilizando los valores de gravedad específica (sgp3), peso específico( ) y viscosidad
cinemática(νp3) , encontramos la viscosidad absoluta (μp3) en centiposes (cp) mediante la
Figura 9:
Figura 9 Conversión centistokes vs centipoises (P3)
Fuente: (Company, 2018)
μp3=1660 CP
55
Con ayuda de la Figura 10, encontraremos la viscosidad en unidades de Krebs (KU) (medida
mundial para las pinturas)
Figura 10 Conversión krebs units vs centipoises (P3)
Fuente: (Company, 2018)
νp3=100.5 KU
56
νp4 =
t4 –
νp4=
(98) –
=
=
νp4=1171.4 cSt
Utilizando los valores de gravedad específica (sgp4), peso específico ( ) y viscosidad
cinemática(νp4) , encontramos la viscosidad absoluta (μp4) en centiposes (cp) mediante la
Figura 11.
Figura 11 Conversión centistokes vs centipoises (P4)
Fuente: (Company, 2018)
μp4=1720 CP
57
Con ayuda de la Figura 12. encontraremos la viscosidad en unidades de Krebs (KU) (medida
mundial para las pinturas)
Figura 12 Conversión krebs units vs centipoises (P4)
Fuente: (Company, 2018)
νp4=101.2 KU
58
νp5 =
t5 –
νp5=
(97.5) –
=
=
νp5=1158.6 cSt
Utilizando los valores de gravedad específica (sgp5), peso específico ( ) y viscosidad
cinemática(νp5) , encontramos la viscosidad absoluta (μp5) en centiposes (cp) mediante la
Figura 13.
Figura 13 conversión centistokes vs centipoises (P5)
Fuente: (Company, 2018)
59
μp5=1680 CP
Con ayuda de la Figura14, encontraremos la viscosidad en unidades de Krebs (KU) (medida
mundial para las pinturas)
Figura 14 Conversión krebs units vs centipoises (P5)
Fuente: (Company, 2018)
νp5=100.6 KU
νp6 =
t6 –
60
νp6=
(97.5) –
=
=
νp6=1164.3cSt
Utilizando los valores de gravedad específica (sgp6), peso específico ( ) y viscosidad
cinemática (νp6) , encontramos la viscosidad absoluta (μp6) en centiposes (cp) mediante la
Figura 15.
Figura 15 Conversión centistokes vs centipoises (P6)
Fuente: (Company, 2018)
μp6=1700 CP
61
Con ayuda de la Figura 16, encontraremos la viscosidad en unidades de Krebs (KU) (medida
mundial para las pinturas)
Figura 16 Conversión krebs units vs centipoises (P6)
Fuente: (Company, 2018)
νp6=101 KU
νp7 =
t7 –
νp7=
(97.5) –
=
=
62
νp7=1164.3cSt
Utilizando los valores de gravedad específica (sgp7), peso específico ( ) y viscosidad
cinemática(νp7) , encontramos la viscosidad absoluta (μp7) en centiposes (cp) mediante la
Figura 17.
Figura 17 Conversión centistokes vs centipoises (P7)
Fuente: (Company, 2018)
μp7=1700 CP
63
Con ayuda de la Figura 18, encontraremos la viscosidad en unidades de Krebs (KU) (medida
mundial para las pinturas)
Figura 18 Conversión krebs units vs centipoises (P7)
Fuente: (Company, 2018)
νp7=101 KU
64
3.1.10.5. Determinación de las finuras
Tabla 29
Nomenclatura para el cálculo de finura
Nomenclatura Medida Unidad
Finura hegman H
Micras μm
Fuente: Autor
Tabla 30
Correlación finura en Hegman vs micras
Finura (Hegman) Finura en micras
0 100
4 50
8 0
Fuente: Autor
o Interpolación
f(x)= a0 x + a1 Aproximación Lineal
f(x)= μm
x = H
μm = a0 H + a1
o Reemplazando
100 = 0 (a0) + a1
0 = 8 (a0) + a1
100= 0 (a0 ) + a1
a1 = 100
65
0 = 8 (a0 ) + a1
-a1 = 8 a0
a0 = -
= -
a0 = -12.5
Función de correspondencia Hegman vs Micras:
Ecuación (7)
En base a la tabla 30, obtenemos los valores de finura en micras
( )
( )
( )
( )
( )
( )
( )
( )
μm = - 12.5H +
66
( )
( )
( )
( )
( )
( )
( )
3.1.10.6. Determinación de los porcentajes en peso de sólidos
Ecuación (8)
Se obtienen los resultados que se pueden obervar en la Tabla 31.
Tabla 31
Masa en gramos de sólidos y disolventes
ME
DID
A
UN
IDA
D
P1 P2 P3 P4 P5 P6 P7
MASA DE
SOLIDOS
gramos g 892,0 887,5 892,0 862,2 863,9 853,1 856,1
MASA DE
DISOLVENTE
gramos g 623,4 622,4 622,4 622,4 622,4 622,4 622,4
MASA TOTAL gramos g 1515,4 1509,9 1514,4 1484,6 1486,3 1475,5 1478,5
Fuente: Autor
67
x100%
x100%=58,86%
x100%
x100%=58,78%
x100%
x100%=58,90%
x100%
x100%=58,08%
x100%
x100%=58,12%
x100%
x100%=57,82%
x100%
68
x100%=57,90%
3.1.10.7. Determinación de los porcentajes en volumen de sólidos
Ecuación (9)
En base a la Tabla 31, la cual proporciona la masa en gramos de los sólidos y disolventes y
con ayuda del Anexo 11 en donde encontramos los valores de densidad de cada componente, se
obtiene:
Tabla 32
Volumen en mililitros de sólidos y disolventes
Fuente: Autor
En vista de que el PVC se mantiene, el porcentaje en volumen de todas las pruebas será
exactamente el mismo.
x100%
x100%=33,01%
3.8.1.8) Determinación de los Espesores de Película Seca
UN
IDA
D
P1 P2 P3 P4 P5 P6 P7
VOLUMEN DE
SÓLIDOS
ml 296,22 296,22 296,22 296,22 296,22 296,22 296,22
VOLUMEN DE
DISOLVENTE
ml 601,08 601,08 601,08 601,08 601,08 601,08 601,08
VOLUMEN
TOTAL
ml 897,38 897,30 897,30 897,30 897,30 897,30 897,30
69
( ) ( )
Ecuación (10)
Tabla 33
Nomenclatura para el cálculo de los espesores de película
Nomenclatura Medidas Unidad
Espesor de
película seca
Es micras
Espesor de
película húmeda
EH micras
Fuente: Autor
En base a la Tabla 36, en donde se denotan las mediciones del espesor de película húmeda, y
de acuerdo con la ecuación (9) en donde se observa el porcentaje en volumen de solidos
constante de 33.01%, por despeje se obtiene:
( ) ( )
( )
=26
( ) ( )
( )
=26
( ) ( )
( )
=26
( ) ( )
70
( )
=27
( ) ( )
( )
=27
( ) ( )
( )
=26
( ) ( )
( )
=26
3.1.10.8. Determinación de los rendimientos teóricos
( )
Ecuación (11)
Tabla 34
Nomenclatura para el cálculo de los rendimientos teóricos
Nomenclatura Medidas Unidad
Rendimiento
Teorico
RT N/A
Espesor de
película seca
Es micras
Porcentaje en
volumen de
solidos
N/A N/A
Fuente: Autor
71
En base a la Tabla 36 en donde se observa el porcentaje en volumen de solidos constante de
33.01%, y a los valores antes obtenidos de los espesores de película seca por despeje se obtiene:
( )
( )
( )
( )
( )
72
( )
( )
3.1.10.9. Determinación de los rendimientos prácticos
( )
Ecuación (12)
( )
Tabla 35
Nomenclatura para el cálculo de los rendimientos prácticos
Nomenclatura Medidas Unidad
Rendimiento practico RP N/A
Rendimiento teórico RT N/A N/A
Factor de Eficiencia Fe N/A
Fuente: Autor
En base a la experiencia de la empresa que facilita las materias primas, de su proceso se sabe
que el factor de eficiencia es 60%, los valores de Rendimiento teórico para cada prueba se
pueden observar en el punto anterior.
( )
73
( )
( )
( )
( )
( )
( )
( )
( )
74
( )
( )
( )
( )
( )
75
CAPITULO IV
4. RESULTADOS Y ANÁLISIS
4.1. Resultados
Tabla 36
Parámetros de las pruebas
TABLA DE PARAMETROS
PARAMETROS MEDIDA UNIDADES P1 P2 P3 P4 P5 P6 P7
PESO
ESPECIFICO
LIBRA FUERZA/
GALON Lbf/gal 12,17 12,06 11,99 12,15 12,04 12,08 12,08
DENSIDAD KILOGRAMO/GALON Kg/gal 5,52 5,47 5,44 5,51 5,46 5,48 5,48
VISCOSIDAD KREBS KU 101,5 101 100,5 101,2 100,6 101 101
FINURA HEGMAM H 4 4 4 4 3 3 3
pH N/A N/A 9,1 8,7 8,8 8,5 8,1 8,4 8,7
TEMPERATURA
DE DISPERSION CELSIUS °C 38 38 38 45 45 45 40
TEMPERATURA
DE ACTIVADO CELSIUS °C 25 25 25 27 27 27 25
COLOR N/A N/A BLANCO BLANCO BLANCO BLANCO BLANCO BLANCO BLANCO
76
GRAVEDAD
ESPECIFICA N/A N/A 1,46 1,45 1,44 1,46 1,44 1,45 1,45
OPACIDAD N/A N/A OK OK OK OK OK OK OK
% DE SOLIDOS
EN VOLUMEN N/A N/A 33,01% 33,01% 33,01% 33,01% 33,01% 33,01% 33,01%
ESPESOR DE
PELICULA
SECA
Micras µm 26 26 26 27 27 26 26
ESPESOR DE
PELICULA
HUMEDA
Micras µm 79 79 79 82 82 79 79
TIEMPO DE
SECADO Minutos min 24 24 24 22 22 20 20
RENDIMIENTO
TEORICO metros cuadrados/galón mt2/gal 48,05 48,05 48,05 46,28 46,28 48,05 48,05
RENDIMIENTO
PRACTICO metros cuadrados/galón mt2/gal 28,83 28,83 28,83 27,77 27,77 28,83 28,83
Fuente: Autor
77
4.2. Análisis de resultados
Tabla 37
Formulación en gramos de las diferentes pruebas
FORMULACION PARA 1.5 LITROS DE PINTURA LATEX BLANCO
COMPONENTES MUESTRA
UNIDADES P1 P2 P3 P4 P5 P6 P7
AGUA
g
202,4 262,4 262,4 292,4 292,4 292,4 292,4
BACTERICIDA 2,4 2,4 2,4 2,4 2,4 2,4 2,4
TRIPOLIFOSFATO 2 2 2 2 2 2 2
NONIL FENOL 1,6 1,6 1,6 1,6 1,6 1,6 1,6
AMP 1 1 1 1 1 1 1
ANTI ESPUMANTE 1 1 1 1 1 1 1
CARGAS
TiO2 g 220 220 220 150 150 120 120
SILICATO DE
ALUMINIO g N/A C 115,55 N/A C 120 C80 C80 N/A
78
SILICATO DE
MAGNESIO g T/C 120 N/A T/P 120 N/A N/A N/A T/P 100
CARBONATO DE
CALCIO g 550,00 550,00 550,00 590,21 631,90 651,12 634,13
ESPESANTE
g
8 7 7 7 7 7 7
L.VINIL ACRILICO 164 164 164 164 164 164 164
AGUA 232 172 172 142 142 142
142
ANTIESPUMANTE 1 1 1 1 1 1 1
MINERAL 7,6 7,6 7,6 7,6 7,6 7,6 7,6
FUNGICIDA 2,4 2,4 2,4 2,4 2,4 2,4 2,4
MASA TOTAL g 1515,40 1509,95 1514,40 1484,1 1486,30 1475,52 1478,53
PRODUCCION Gal 274,53 276,04 278,38 269,44 272,22 269,26 269,81
Fuente: Autor
79
Tabla 38
Formulación en mililitros de las diferentes pruebas
FORMULACION PARA 1.5 LITROS DE PINTURA LATEX BLANCO
COMPONENTES MUESTRA
UNIDADES P1 P2 P3 P4 P5 P6 P7
AGUA
ml
202,4 262,4 262,4 280 292,4 300 292,4
BACTERICIDA 2,5 2,5 2,5 2,5 2,5 2,5 2,5
TRIPOLIFOSFATO 0,7936 0,7936 0,7936 0,7936 0,7936 0,7936 0,7936
NONIL FENOL 1,6789 1,6789 1,6789 1,6789 1,6789 1,6789 1,6789
AMP 1,0706 1,0706 1,0706 1,0706 1,0706 1,0706 1,0706
ANTI ESPUMANTE 1,1111 1,1111 1,1111 1,1111 1,1111 1,1111 1,1111
CARGAS TiO2 ml 52,0095 52,0095 52,0095 35,4610 35,4610 28,3688 28,3688
80
SILICATO DE
ALUMINIO ml N/A C 44,4444 N/A C 46,1538 C 30,7692 C 30,7692 N/A
SILICATO DE
MAGNESIO ml T/C44,4444 N/A T/P44,4444 N/A N/A N/A
T/P
37,0370
CARBONATO DE
CALCIO ml 198,9741 198,9741 198,9741 213,8110 229,1957 236,2879 230,0200
ESPESANTE
ml
11,1111 11,1111 11,1111 11,1111 11,1111 11,1111 11,1111
L.VINIL ACRILICO 140,1709 140,1709 140,1709 140,1709 140,1709 140,1709 140,1709
AGUA 232,00 172,00 172,00 154,40 142,00 134,40 142,00
ANTIESPUMANTE 1,1111 1,1111 1,1111 1,1111 1,1111 1,1111 1,1111
MINERAL 5,4285 5,4285 5,4285 5,4285 5,4285 5,4285 5,4285
FUNGICIDA 2,5000 2,5000 2,5000 2,5000 2,5000 2,5000 2,5000
Volumen total
ml 897,30 897,30 897,30 897,30 897,30 897,30 897,30
Fuente: Autor
81
Análisis Generales
En base a los resultados de las pruebas mostrados en la tabla 37, se puede acotar:
a) La cantidad de espesante que se utilice en las pruebas, tiene efecto directo sobre la
viscosidad de la pintura.
b) La finura disminuye desde 4H a 3H en las pruebas 5 , 6 y 7
c) A mayor cantidad de carbonato de calcio, mayor es la temperatura de dispersión y de
activación.
d) La cantidad de agua va en aumento con la cantidad de carbonato de calcio utilizada.
e) La opacidad cumple en todas las pruebas en mayor y menor medida dependiendo de la
combinación de los pigmentos.
f) El PVC (concentración de pigmentos en volumen) se mantuvo constante durante todas
las pruebas.
g) El porcentaje de sólidos en volumen se mantuvo constante en 33.01%.
h) El rendimiento teórico es de 48.05 mt2/gal en la prueba final.
i) Las cantidades de Dióxido de Titanio TiO2 disminuyeron desde 220g a 120g entre las
pruebas 1 y 7.
Análisis específicos
Prueba Patrón (P1)
82
Se generó una fórmula de una pintura Látex recomendada por un proveedor de Industrial
Latinas S.A.
Dicha fórmula contempla un 14.52% en peso de dióxido de titanio TiO2 y un total de 44.21%
en peso entre sus extendedores (Carbonato de Calcio CaCO3 y talco chino (silicato de
magnesio).
El objetivo de esta tesis contempla el buscar una fórmula alternativa que tenga el mismo
poder cubritivo, pero tomando como variable fundamental la disminución de la cantidad de
Dióxido de Titanio TiO2 a utilizar.
Una vez elaborada esta muestra, se harán los análisis consecuentes.
Los análisis específicos consecuentes están distribuidos en 3 etapas:
1) Análisis para la Categorización de la muestra patrón.
2) Análisis para la Búsqueda de la mejor carga sustituyente.
3) Análisis para Búsqueda de la mejor fórmula sustituyente.
4.2.1. Análisis para la categorización de la muestra patrón
Los tipos de pintura actualmente van desde el tipo 1 que corresponde a las pinturas satinadas
hasta el tipo 3 que corresponde a las pinturas con alto índice de extendedores y de bajo costo.
Análisis 1
Se comparó el poder cubritivo entre la prueba patrón (P1) y la pintura “Látex Económica”
expendida por Industrial Latina S.A. tal como se ve en la Figura 19.
83
Figura 19 Poder cubritivo P1 vs Látex Económico
Fuente: Industrial Latina S.A
Se pude observar que el poder cubritivo del patrón(P1) es muy superior al de la pintura “Látex
Económica”.
Cabe mencionar que “Látex Económica” es una pintura Tipo 3 de bajo costo y que
proporciona un bajo poder cubritivo.
Consideración:
a) En vista de que la prueba patrón(P1) presenta un mayor poder cubriente que “Látex
económica”, debemos proceder a compararla con una pintura de mejor calidad.
b) La siguiente pintura látex de fabricación de Industrial Latina S.A, es “Látex Forte”.
Análisis 2
84
Se comparó el poder cubritivo de la prueba patrón (P1) con el que posee la pintura de “Latex
Forte” expendida por Industrial Latina S.A. tal como se ve en la Figura 20.
Figura 20 Poder cubritivo P1 vs Látex Forte
Fuente: Industrial Latina S.A
Se puede observar que el poder cubritivo del patrón (P1) es ligeramente inferior al de la
pintura “Látex Forte”.
Cabe mencionar que “Látex Forte” es una pintura Tipo 2 de precio módico y que proporciona
un poder cubritivo estándar.
Consideración:
a) Esta es la última comparación que se hace con respecto a las pinturas del mercado.
b) Dado que el contraste es mínimo, podemos categorizar a la pintura patrón (P1) dentro
de las pinturas tipo 2.
85
c) Estar categorizada dentro del tipo 2 de pinturas significa tener un costo de expendio
medio y tener un poder cubritivo muy aceptable.
4.2.2. Análisis para la búsqueda de la mejor carga sustituyente
A partir de este punto comenzarán a generarse variaciones en los porcentajes peso de los
extendedores dejando fija la cantidad de Dióxido de titanio.
La Muestra patrón se realizó utilizando dos cargas de las tres posibles contempladas en este
trabajo. En este punto se formularán 2 muestras adicionales, Prueba (P2 y P3) respectivamente,
las mismas que dispondrán de un PVC (concentración en volumen de pigmentos) constante igual
a la que tiene la prueba patrón (P1).
El objetivo es encontrar cuál de los tres sustituyentes es el óptimo para reemplazar al dióxido
de titanio TiO2 en cuanto a poder cubriente respecta y a partir de este sustituyente, comenzar a
generar la formulación final.
Análisis 3
Se comparó el poder cubritivo de la prueba patrón (P1) con el de la prueba (P2). tal como se
ve en la Figura 21.
86
Figura 21 Poder cubritivo P2 vs P1
Fuente: Industrial Latina S.A
Podemos observar que el poder cubritivo de la prueba (P2) es muy superior al de la muestra
patrón (P1).
87
Tabla 39
Cargas y pigmentos P1 vs P2
CARGAS – PIGMENTOS
NOMBRE FORMULA REPRESENTACION Medida %peso P1* P2+
DIOXIDO DE
TITANIO TiO2 TITANIO gramos
*14.52
+14.52 220 220
SILICATO DE
MAGNESIO Mg3Si4O10(OH)2
TALCO CHINO = T/C gramos
*44.21
+44.08
120 N/A
TALCO PERUANO = T/P gramos N/A N/A
SILICATO DE
ALUMINIO Al2Si2O5(OH)4 CAOLIN gramos N/A 115,55
CARBONATO
DE CALCIO CaCO3 TIZA gramos 550 550
Fuente: Autor
88
Tal como se observa en la Tabla 39, El porcentaje en peso de la prueba (P2) y de la pintura
patrón (P1) se mantienen en 14.52% de dióxido de titanio TiO2, sin embargo, se reduce de
44,21% a 44.08% en sus extendedores.
Cabe mencionar que en la prueba patrón (P1) se utiliza talco chino y en la prueba (P2) se
utiliza Caolín calcinado, el carbonato de calcio también se mantuvo constante. Con esta simple
modificación en una carga, es notorio que el caolín calcinado tiene un mayor poder cubritivo que
el talco chino. Esto implica P2> P1 en cubrimiento. La prueba P2 dado su poder cubriente se
categoriza en las pinturas latex tipo 1.
Análisis 4
Se comparó el poder cubritivo de la prueba patrón (P1) con el de la prueba(P3). tal como se ve
en la Figura 22.
Figura 22 Poder cubritivo P3 vs P1
Fuente: Industrial Latina S.A
Se pude observar que el poder cubritivo de la prueba (P3) es superior al de la muestra patrón
(P1).
89
Tal como se observa en la Tabla 40, El porcentaje en peso de la prueba (P2) es exactamente idéntico al de la prueba (P3) en el
dióxido de titanio TiO2 con 14.52% y 44.21% entre sus extendedores.
Tabla 40
Cargas y pigmentos P1 vs P3
ARGAS – PIGMENTOS
NOMBRE FORMULA REPRESENTACION Medida %peso P1* P3+
DIOXIDO DE
TITANIO TiO2 TITANIO gramos
*14.52
+14.52 220 220
SILICATO DE
MAGNESIO
Mg3Si4O10(OH)
2
TALCO CHINO = T/C gramos
*44.21
+44.21
120 120
TALCO PERUANO = T/P gramos N/A N/A
SILICATO DE
ALUMINIO Al2Si2O5(OH)4 CAOLIN gramos N/A N/A
CARBONATO
DE CALCIO CaCO3 TIZA gramos 550 550
Fuente: Autor
90
Cabe mencionar que en la prueba patrón (P1) se utiliza talco chino y en la prueba(P3) se
utiliza talco peruano, el carbonato de calcio y el dióxido de titanio TiO2 también se mantienen
constantes.
Con esta simple modificación en una carga, es notorio que a pesar de que ambas
composiciones representan al silicato de magnesio la procedencia (grado de pureza) genera un
cambio significativo en cuanto a cubrimiento se trata. Esto implica P3> P1 en cubrimiento.
La prueba (P3) se categoriza como una pintura tipo 2.
Consideraciones:
a) En este punto, la única carga por modificar es el carbonato de calcio CaCO3, pero no
se lo contemplará como una prueba adicional ya que por conocimiento general el
carbonato de calcio CaCO3 cubre menos que los silicatos.
b) Observamos entonces comparando las 3 pinturas hasta el momento que P2>P3>P1 en
cubrimiento.
4.2.3. Análisis para Búsqueda de la mejor fórmula sustituyente
Notamos que Hasta la formulación de la prueba(P3), el dióxido se ha mantenido contante,
pero hemos logrado los 2 primeros objetivos, los cuales eran:
1) Categorizar a la pintura patrón dentro del tipo 2 de las pinturas látex
2) Encontrar el mejor sustituyente en cubrimiento para el dióxido de titanio que es el
Silicato de Aluminio (Caolín calcinado)
En este punto trabajaremos las modificaciones pertinentes reduciendo la cantidad de dióxido
de titanio TiO2 y modificándolas con carbonato de calcio y el mejor sustituyente que en este
caso es el Silicato de Aluminio (Caolín calcinado), y en lo posterior sustituirla de ser necesario.
91
Análisis 5
Se comparó el poder cubritivo de la prueba patrón (P1) con el de la prueba(P4). tal como se ve
en la Figura 23.
Figura 23 Poder cubritivo P4 vs P1
Fuent: Industrial Latina S.A
Podemos observar que el poder cubritivo de la prueba (P4) es superior al de la muestra patrón
(P1).
92
Tal como se observa en la Tabla 41, El porcentaje en peso de la prueba(P4) en comparación a la pintura patrón(P1) se reduce
desde el 14.52% al 10.10% de dióxido de titanio TiO2, sin embargo aumenta desde el 44,21% a 47.83% entre sus extendedores.
Tabla 41
Cargas y pigmentos P1 vs P4
CARGAS – PIGMENTOS
NOMBRE FORMULA REPRESENTACION Medida %peso P1* P4+
DIOXIDO DE
TITANIO TiO2 TITANIO gramos
*14.52
+10.10 220 150
SILICATO DE
MAGNESIO Mg3Si4O10(OH)2
TALCO CHINO = T/C gramos
*44.21
+47.83
120 N/A
TALCO PERUANO = T/P gramos N/A N/A
SILICATO DE
ALUMINIO Al2Si2O5(OH)4 CAOLIN gramos N/A 120
CARBONATO DE
CALCIO CaCO3 TIZA gramos 550 590,21
Fuente: Autor
93
Cabe mencionar que en la prueba patrón (P1) se utiliza talco chino y en la pintura(P4) se
utiliza Caolín calcinado, el carbonato de calcio aumenta en la prueba(P4), den un 36,29% a un
39,76%. Con esta simple modificación en las cargas, observamos que a pesar de que se
disminuyó la cantidad de Dióxido de Titanio, el caolín presente contrarresta muy bien el poder
cubriente faltante, tal es el caso que el cubrimiento de la prueba(P4) es aún mayor que la pintura
(P1).Esto implica P4> P1 en cubrimiento, lo que nos obliga a buscar otra formulación alternativa
que iguale el poder cubriente.
La prueba (P4) dado su poder cubriente se categoriza en las pinturas látex tipo 1.
Análisis 6
Se comparó el poder cubritivo de la prueba patrón (P1) con el de la prueba(P5). tal como se ve
en la Figura 24.
Figura 24 Poder cubritivo P5 vs P1
Fuente: Industrial Latina S.A
Podemos observar que el poder cubritivo de la prueba (P5) es superior al de la muestra patrón
(P1).
94
Tal como se observa en la Tabla 42, El porcentaje en peso de la prueba (P5) en comparación a la pintura patrón(P1) disminuye
desde el 14.52% al 10.10% de dióxido de titanio TiO2, sin embargo aumenta desde el 44.21% al 47.9% entre sus extendedores.
Tabla 42
cargas y pigmentos P1 vs P5
CARGAS – PIGMENTOS
NOMBRE FORMULA REPRESENTACION Medida %peso P1* P5+
DIOXIDO DE TITANIO TiO2 TITANIO gramos *14.52
+10.10 220 150
SILICATO DE MAGNESIO Mg3Si4O10(OH)2
TALCO CHINO = T/C gramos
*44.21
+47.90
120 N/A
TALCO PERUANO = T/P gramos N/A N/A
SILICATO DE ALUMINIO Al2Si2O5(OH)4 CAOLIN gramos N/A 80
CARBONATO DE CALCIO CaCO3 TIZA gramos 550 631,90
Fuente: Autor
95
Cabe mencionar que en la prueba patrón(P1) se utiliza talco chino y en la prueba(P5) se
utiliza Caolín calcinado al igual que en la prueba (P4) pero en menor proporción. El carbonato
de calcio aumenta en la prueba(P5), desde el 36,29% al 42,52%. Con esta simple modificación
en las cargas, observamos que a pesar de que se disminuyó la cantidad de caolín calcinado, y
dióxido de titanio el cubrimiento de ambas pinturas se acerca mucho hacia la igualdad, pero aún
sigue siendo ligeramente más cubriente la prueba(P5). Esto implica P5> P1 en cubrimiento, lo
que nos obliga a buscar otra formulación alternativa que iguale el poder cubriente. La prueba(P5)
dado su poder cubriente se categoriza en las pinturas látex tipo 2.
Análisis 7
Se comparó el poder cubritivo de la prueba patrón (P1) con el de la prueba(P6). tal como se ve
en la Figura 25.
Figura 25 Poder cubritivo P6 vs P1
Fuente: Industrial Latina S.A
Podemos observar que el poder cubritivo de la prueba (P6) es igual al de la muestra patrón
(P1).
96
Tal como se observa en tabla 43, El porcentaje en peso de la prueba (P6) en comparación a la pintura patrón (P1) disminuye desde
el 14.52% al 8.13% de dióxido de titanio TiO2, sin embargo aumenta desde el 44.21% al 49.55% entre sus extendedores.
Tabla 43
Cargas y pigmentos P1 vs P6
CARGAS – PIGMENTOS
NOMBRE FORMULA REPRESENTACION Medida Peso P1* P6+
DIOXIDO DE
TITANIO TiO2 TITANIO gramos
*14.52
+8.13 220 120
SILICATO DE
MAGNESIO
Mg3Si4O10(OH
)2
TALCO CHINO = T/C gramos
*44.21
+49.55
120 N/A
TALCO PERUANO = T/P gramos
N/A N/A
SILICATO DE
ALUMINIO Al2Si2O5(OH)4 CAOLIN gramos N/A 80
CARBONATO
DE CÁLCIO CaCO3 TIZA gramos 550 651,12
Fuente: Autor
97
Cabe mencionar que en la prueba patrón (P1) se utiliza talco chino y en la prueba(P6) se
utiliza Caolín calcinado en igual proporción que en la prueba(P5). El carbonato de calcio
aumenta en la prueba(P6), desde el 36,29% al 44,13%.
Se pudo observar que al modificar las cargas, se disminuyó la cantidad de dióxido de titanio,
la proporción de caolín calcinado se mantuvo estable y a pesar de que el cubrimiento decayó,
esta formulación cumple el objetivo de obtener el mismo poder cubriente, utilizando los
extendedores como sustituyentes parciales. Esto implica P6≈ P1 en cubrimiento.
La prueba(P6) dado su poder cubriente se categoriza en las pinturas látex tipo 2.
A este punto hemos logrado el objetivo primordial, sin embargo, el caolín calcinado es un
extendedor caro en el mercado, avalando los datos de estas pruebas en donde se observa un
cubrimiento bastante aceptable del talco peruano en la prueba (P3), y siendo su costo más bajo
(alrededor de la mitad), procederemos a formular una última pintura adicional en donde el único
objetivo es reemplazar la cantidad de caolín calcinado por talco peruano y adicionar o disminuir
carbonato de ser el caso necesario.
Análisis 8
Se comparó el poder cubritivo de la prueba patrón (P1) con el de la prueba(P7). tal como se ve
en la Figura 26.
98
Figura 26 Poder cubritivo P7 vs P1
Fuente: Industrial Latina S.A
Podemos observar que el poder cubritivo de la prueba (P7) es igual al de la muestra patrón
(P1).
Tal como se observa en la Tabla 44, el porcentaje en peso de la prueba (P7) en comparacion a
la pintua patron (P1) disminuye desde el 14.52% al 8.13% de dioxido de titanio TiO2, sin
embargo aumenta desde el 44.21% al 49.65% entre sus extendedores.
99
Tabla 44
Cargas y pigmentos P1 vs P7
CARGAS – PIGMENTOS
NOMBRE FORMULA REPRESENTACION Medida %peso P1* P7+
DIOXIDO DE
TITANIO TiO2 TITANIO gramos
*14.52
+8.13 220 120
SILICATO DE
MAGNESIO Mg3Si4O10(OH)2
TALCO CHINO = T/C gramos
*44.21
+49.65
120 N/A
TALCO PERUANO = T/P gramos N/A 100
SILICATO DE
ALUMINIO Al2Si2O5(OH)4 CAOLIN gramos N/A N/A
CARBONATO
DE CALCIO CaCO3 TIZA gramos 550 634,13
Fuente: Autor
100
Cabe mencionar que en la prueba patrón (P1) se utiliza talco chino y en la prueba(P7) se
utiliza talco peruano (silicato de magnesio más puro). El carbonato de calcio aumenta en la
prueba (P7), desde el 36,29% al 42,9%.
Observamos que al modificar la carga de talco, se disminuyó la cantidad de dióxido de titanio
a utilizar, la proporción de Carbonato de calcio disminuye ligeramente con referencia de la
prueba(P6) , por efecto de contrarrestar el poder cubritivo bacante del caolín , esta formulación
cumple el objetivo de obtener el mismo poder cubriente, utilizando los extendedores como
sustituyentes parciales. Esto implica P7≈ P1 en cubrimiento.
La prueba (P7) dado su poder cubriente se categoriza en las pinturas látex tipo 2. Dada la
producción de 269.81 galones y realizando los cálculos pertinentes, se observa que la reducción
en el coste de este batch es de $281.24 estimando un precio promedio de $10 dólares por galón.
A este punto hemos logrado el objetivo tanto en el poder cubritivo, como en la reducción del
coste de la pintura final utilizando talco peruano en lugar de caolín calcinado.
101
CAPITULO V
5. CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES
5.1. Conclusiones
Mediante los resultados de las pruebas se concluye que utilizando la combinación adecuada
de extendedores (Prueba P7) se puede sustituir parcialmente al dióxido de titanio logrando
obtener el mismo poder cubriente que la muestra patrón (P1).
El mejor sustituyente para el dióxido de titanio en la elaboración de pintura en cuanto a poder
cubritivo y opacidad se refiere, es el caolín calcinado (Silicato de Aluminio).
Se redujo la cantidad de dióxido de titanio desde un 14.52% al 8.13% en peso manteniendo la
calidad de la pintura en tipo 2, lo cual indica que, para abaratar costos, sin dificultad alguna se
podría reducir la cantidad de dióxido a un rango de 40- 50%.
Debido a que el tiempo, PVC y método son los mismos durante las diferentes pruebas, se
puede asegurar que la diferencia en la finura medida de los últimos 3 ensayos (P5, P6, P7) están
asociados al tamaño de la partícula, para este caso la muestra con mayor cantidad de carbonato
de calcio será la que presente menor finura.
La diferencia en el precio por galón se reduce en un 10.42% tomando de referencia una
producción de 269.81 galones por batch entre las pruebas P1 y P7.
5.2. Recomendaciones
El 90% de las fallas en los ensayos de pintura se da en la manipulación por lo que se
recomienda, seguir el procedimiento preestablecido, asegurando la calidad en cada etapa ya que
muchos de estos productos no pueden utilizarse en reprocesos.
102
Se recomienda utilizar caolín calcinado en pinturas tipo 1 y 2, sin embargo, para pinturas tipo
3 es aconsejable usar otro extendedor, todo esto debido el precio de cotización de la materia
prima.
se recomienda realizar cualquier comparación entre pinturas látex bajo la misma formulación
con un PVC constante, así como los cálculos pertinentes para completar las cargas con los
pigmentos a utilizar en caso de estar incompleto el PVC ya que conllevaría a formulaciones
paralelas.
Se aconseja el uso de extendedores de menor tamaño de partícula y una correcta dispersión de
los mismos para evitar aglomeración y así una finura por debajo del índice permisible(3H).
Se recomienda realizar los estudios pertinentes y consecuentes de costos para determinar la
viabilidad de producción de la pintura P7 a gran escala.
103
BIBLIOGRAFIA
Anonimo. (2007). Pintomicasa.com. Recuperado el 25 de Septiembre de 2018, de
https://www.pintomicasa.com/2008/03/pintura-al-latex-para-pintar-paredes-y.html
Company, P. N. (1999 de Enero de 2018). Obtenido de
https://gardco.com/stormer_krebsconv_PU-
G271.pdf?fbclid=IwAR2ToiR6L5o3B7vfyuzV1zljVC7u1ttSoX8evIwzMPeLC7BDvGR
E1S6mohQ
Cruz, A. (07 de 11 de 2014). Optimización de pinturas base agua mediante aditivos dispersantes
y humectantes. Recuperado el 1 de Marzo de 2019, de
https://upcommons.upc.edu/bitstream/handle/2099.1/23740/Alberto%20Cruz_%20Optim
izaci%C3%B3n%20de%20pinturas%20decorativas%20base%20agua%20mediante%20a
ditivos%20dispersantes%20y%20esp.pdf
DATASHEET. (Marzo de 2018). TQC. Obtenido de https://www.tqcsheen.com/wp-
content/uploads/2016/05/viscosity-cup-astm-d1200-ford-vf2029-
d44.pdf?fbclid=IwAR3BufowR_i_sEdtgOLlC9YHzDanYeVVnazRo97xeq9G2RxJqppN
PrvnjF0
Felipe, J. V. (Mayo de 2013). Recuperado el 25 de Septiembre de 2018, de
http://oa.upm.es/39501/1/ControlCalidadPinturas.pdf
Felipe, J. V. (2013). Control Calidad de pintura. Recuperado el 25 de Septiembre de 2018, de
http://oa.upm.es/39501/1/ControlCalidadPinturas.pdf
Felipe, J. V. (2013). Oa.upm.es. Obtenido de PINTURAS, BARNICES y AFINES:
http://oa.upm.es/39501/1/ControlCalidadPinturas.pdf
Fernandez, E. (06 de Febrero de 2018). SlideShare. Obtenido de
https://es.slideshare.net/EricFernandezCoca/4-pinturas-y-barnices-tmt102
GROSS. (1970). "Applications Manual for Paint and Protective Coatings". U.S.A : Editorial Me
Graw Hill. Recuperado el 25 de Septiembre de 2018
José Vicente Alonso Felipe. (2013). Oa.upm.es. Recuperado el 25 de Septiembre de 2018, de
http://oa.upm.es/39501/1/ControlCalidadPinturas.pdf
104
Latina, I. (2013). google imagenes. Recuperado el 25 de Septiembre de 2018, de
https://www.google.com.ec/search?biw=1366&bih=657&tbm=isch&sa=1&ei=IkKrW8q
VDoPrzgK_3464Cg&q=pigmentos+inactivos%5C&oq=pigmentos+inactivos%5C&gs_l
=img.3..35i39k1.42913.48875.0.48883.22.20.1.0.0.0.341.2070.0j7j3j1.11.0....0...1c.1.64.i
mg..10.11.1779...0j0i6
LOUIS. (2006). Revista Técnica para la Industria y Pintura (Vol. Vol. 10). Argentina.
Recuperado el 25 de Septiembre de 2018
maps, g. (s.f.). Obtenido de https://www.google.com/maps/@-2.2134048,-79.9087906,14z
Martin, J. G. (s.f.). tipos de pintura. Recuperado el 25 de Septiembre de 2018, de
https://www.docsity.com/es/pintura-y-aplicaciones/3257572/
Martín., J. G. (Febrero de 2011). (U. P. Madrid, Editor) Recuperado el 25 de Septiembre de
2018, de http://www.coaatnavarra.org/pub/documentacioncursos/2010/pintura.pdf
Mott, R. L. (2006). Mecanica de los Fluidos (6ta Edicion ed., Vol. I). (P. M. Rosas, Ed.) Mexico:
Pearson. Obtenido de https://deymerg.files.wordpress.com/2013/07/mecanica-de-fluidos-
robert-mott-6ta-edicion.pdf
Restrepo, J. (11 de Abril de 2012). Inpra Latina. Recuperado el 25 de Septiembre de 2018, de
http://www.inpralatina.com/201204112363/articulos/pinturas-y-
recubrimientos/pigmentos-inactivos-en-formulacion-de-pinturas-ii.html
Restrepo, J. (11 de Abril de 2012). INPRA LATINA. Recuperado el 25 de Septiembre de 2018, de
http://www.inpralatina.com/201204112363/articulos/pinturas-y-
recubrimientos/pigmentos-inactivos-en-formulacion-de-pinturas-ii.html
Restrepo, V. (16 de Septiembre de 2010). INPRA LATINA. Recuperado el 25 de Septiembre de
2018, de Todo en pinturas y recubrimientos:
http://www.inpralatina.com/201009161979/articulos/pinturas-y-recubrimientos/se-
mantiene-consumo-de-tio2.html
Servicio de Acreditacion Ecuatoriana. (20 de Diciembre de 2018). Obtenido de
http://listaoec.acreditacion.gob.ec:58974/faces/Acreditados.xhtml
Suazo, R. (2016). Estudio para la obtencion de pinturas latex en el laboratorio Junnin. Obtenido
de
http://repositorio.uncp.edu.pe/bitstream/handle/UNCP/3761/Ramirez%20Suazo.pdf?sequ
ence=1&isAllowed=y
105
Valarezo, A. G. (10 de Enero de 2008). SEGURIDAD INDUSTRIAL. Obtenido de
http://www.trabajo.gob.ec/wp-content/uploads/downloads/2012/12/Reglamento-de-
Seguridad-y-Salud-para-la-Construcci%C3%B3n-y-Obras-P%C3%BAblicas.pdf
wikipedia. (28 de Noviembre de 2018). Obtenido de
https://es.wikipedia.org/wiki/Anexo:Pintura_en_la_Prehistoria
106
ANEXOS
Anexo 1 Desarrollo Experimental
107
108
109
Anexo 2 Tabla de puntos de control en base a la temperatura
Tabla 45
puntos de control en base a la temperatura Temperatura
(T)
Peso especifico
γ (kN/m³)
Densidad ρ
(kg/m³)
Viscosidad
dinamica η (Pa·s)
Viscosidad
cinematica ν
(m²/s)
0 9.81 1000 1.75×10¯³ 1.75×10¯⁶
5 9.81 1000 1.52×10¯³ 1.52×10¯⁶
10 9.81 1000 1.30×10¯³ 1.30×10¯⁶
15 9.81 1000 1.15×10¯³ 1.15×10¯⁶
20 9.79 998 1.02×10¯³ 1.02×10¯⁶
25 9.78 997 8.91×10⁻ ⁴ 8.94×10⁻ ⁷
30 9.77 996 8.00×10⁻ ⁴ 8.03×10⁻ ⁷
35 9.75 994 7.18×10⁻ ⁴ 7.22×10⁻ ⁷
40 9.73 992 6.51×10⁻ ⁴ 6.56×10⁻ ⁷
45 9.71 990 5.94×10⁻ ⁴ 6.00×10⁻ ⁷
50 9.69 988 5.41×10⁻ ⁴ 5.48×10⁻ ⁷
55 9.67 986 4.98×10⁻ ⁴ 5.05×10⁻ ⁷
60 9.65 984 4.60×10⁻ ⁴ 4.67×10⁻ ⁷
65 9.62 981 4.31×10⁻ ⁴ 4.39×10⁻ ⁷
70 9.59 978 4.02×10⁻ ⁴ 4.11×10⁻ ⁷
75 9.56 975 3.73×10⁻ ⁴ 3.83×10⁻ ⁷
80 9.53 971 3.50×10⁻ ⁴ 3.60×10⁻ ⁷
85 9.50 968 3.30×10⁻ ⁴ 3.41×10⁻ ⁷
90 9.47 965 3.11×10⁻ ⁴ 3.22×10⁻ ⁷
95 9.44 962 2.92×10⁻ ⁴ 3.04×10⁻ ⁷
100 9.40 958 2.82×10⁻ ⁴ 2.94×10⁻ ⁷
Fuente: (Mott, 2006)
110
Anexo 3 Lecturas de densidad de componentes
Tabla 46
Lectura de densidad de los componentes
COMPONENTES MEDIDA UNIDAD DENSIDAD
BACTERICIDA Kilogramos /metros cubico Kg/m3
960
TRIPOLIFOSFATO Kilogramos /metros cubico Kg/m3
2520
NONIL FENOL Kilogramos /metros cubico Kg/m3
953
AMP Kilogramos /metros cubico Kg/m3
934
ANTI ESPUMANTE Kilogramos /metros cubico Kg/m3
900
CARGAS
TiO2 Kilogramos /metros cubico Kg/m3 4230
SILICATO DE
ALUMINIO Kilogramos /metros cubico Kg/m3
2600
SILICATO DE
MAGNESIO Kilogramos /metros cubico Kg/m3
2700
CARBONATO DE
CALCIO Kilogramos /metros cubico Kg/m3
2710
ESPESANTE Kilogramos /metros cubico Kg/m3
720
L.VINIL ACRILICO Kilogramos /metros cubico Kg/m3
1170
MINERAL Kilogramos /metros cubico Kg/m3
1400
FUNGICIDA
Kilogramos /metros cubico Kg/m3
960
Fuente: Autor
111
Anexo 4 Rango de viscosidad
Tabla 47
Rngo de velocidad
Articulo Número Descripción
Producto
Rango viscosidad
(cSt)
Ø orificio
(mm)
Tiempo de
flujo (s)
VF2030 No 2 45-120 2.53 40-100
VF2031 No3 49-220 3.4 30-100
VF2032 No 4 70-370 4.1 30-100
VF2033 No 5 200-1200 5.2 30-100
Fuente: (DATASHEET, 2018)
Anexo 5 Tabla de conversión Krebs Units vs Centipoises
112
Anexo 6 Tabla de conversión Centistokes vs Centipoises