Colegio Preparatorio de Orizaba
Laboratorio de: Ecología
ABP: Pintura vegetal realizada con nopal
Integrantes:
*Bonilla Juárez Berenice
*González Hernández Arely
*Moreno Vazquez Javier
*Magallanes Talavera Emmanuel
*Perez Arellano Samantha
*San Juan Montes Ana Monserrath
Catedratico: Biol. Martha Patricia Osorio Osorno
Orizaba Ver. a 07 de junio del 2015
Marco Teórico:
Pinturas
Son líquidos que se solidifican al exponerlos al aire y que se usan para cubrir superficies, ya sea para decorarlas o protegerlas. Es una mezcla líquida o viscosa que aplicada por extensión, proyección o inmersión sobre un objeto o material, lo reviste, colorea y protege.
Componentes de las pinturas.
Hay dos grandes grupos:
Componentes líquidos: Como el vehículo, que a su vez consta de un aglutinante y un disolvente.
Componentes sólidos: Como los pigmentos y las cargas.
Pueden llevar, además, secativos y aditivos.
Las pinturas se forman mezclando un pigmento (la sustancia que proporciona el color) con un aglutinante que hace de medio fluido, como por ejemplo el aceite de linaza, y que se solidifica al contacto con el aire.
Historia
Las primeras aplicaciones de la pintura fueron únicamente decorativas.
La pintura sin aglutinante, formada por óxido férrico, se usaba en las creaciones artísticas rupestres hacia el milenio 15 a.C. Se conoce la existencia en Asia de algunos pigmentos, hechos de minerales, mezclas elaboradas y componentes orgánicos que se usaban en el año 6000 a.c.
Los antiguos egipcios, los griegos, los romanos, los incas y los antiguos mexicanos conocían el añil, un pigmento azul que se extrae de la planta del añil. La goma arábiga, la clara de huevo, la gelatina y la cera de abeja fueron los primeros medios fluidos que se usaron con estos pigmentos.
Las lacas se emplearon en China para pintar edificios en el siglo II a.c. En Europa, el uso de la pintura como protección se inicia en el siglo XII d.C.
Aunque los romanos ya conocían el empleo del aceite de linaza como medio fluido para la pintura, los artistas sólo lo utilizaron a partir del siglo XV. El albayalde, un pigmento blanco, tuvo una gran expansión durante el siglo XVII, y la pintura hecha con mezclas de pigmentos y medios fluidos se empezó a comercializar en el siglo XIX.
Planteamiento del problema:
Pregunta de investigacion
¿Se puede reemplazar la pintura de uso común por pintura de nopal?
Objetivo:
Son líquidos que se solidifican al exponerlos al aire y que se usan para cubrir superficies, ya sea para decorarlas o protegerlas. Es una mezcla líquida o viscosa que aplicada por extensión, proyección o inmersión sobre un objeto o material, lo reviste, colorea y protege.
Componentes de las pinturas.
Hay dos grandes grupos:
Componentes líquidos: Como el vehículo, que a su vez consta de un aglutinante y un disolvente.
Componentes sólidos: Como los pigmentos y las cargas.
Pueden llevar, además, secativos y aditivos.
Las pinturas se forman mezclando un pigmento (la sustancia que proporciona el color) con un aglutinante que hace de medio fluido, como por ejemplo el aceite de linaza, y que se solidifica al contacto con el aire.
Historia
Las primeras aplicaciones de la pintura fueron únicamente decorativas.
La pintura sin aglutinante, formada por óxido férrico, se usaba en las creaciones artísticas rupestres hacia el milenio 15 a.C. Se conoce la existencia en Asia de algunos pigmentos, hechos de minerales, mezclas elaboradas y componentes orgánicos que se usaban en el año 6000 a.c.
Los antiguos egipcios, los griegos, los romanos, los incas y los antiguos mexicanos conocían el añil, un pigmento azul que se extrae de la planta del añil. La goma arábiga, la clara de huevo, la gelatina y la cera de abeja fueron los primeros medios fluidos que se usaron con estos pigmentos.
Las lacas se emplearon en China para pintar edificios en el siglo II a.c. En Europa, el uso de la pintura como protección se inicia en el siglo XII d.C.
Aunque los romanos ya conocían el empleo del aceite de linaza como medio fluido para la pintura, los artistas sólo lo utilizaron a partir del siglo XV. El albayalde, un pigmento blanco, tuvo una gran expansión durante el siglo XVII, y la pintura hecha con mezclas de pigmentos y medios fluidos se empezó a comercializar en el siglo XIX.
Composición de la pintura:
LIGANTE
Son los verdaderos formadores de película , aglutinan a los pigmentos y son los responsables de adherir al sustrato y propiedades como brillo, dureza, flexibilidad y resistencia química. Es tal su importancia en una pintura que solemos decir que con un buen vehículo podrá formularse una pintura buena o regular, pero con un vehículo malo jamás se podrá formular una buena pintura.
Clasificación
Según el origen, básicamente se pueden clasificar en sintéticos ó naturales, aunque no es extraño encontrar combinaciones de ambos-entre los naturales podemos citar la resinas colofoniadammar, goma lacacaseina, asfaltos y breas, aceites vegetales. Entre los sintéticos incluimos a los alquidicos ó gliceroftálicos, ureas y melaminas acrílicos, vinílicos, a base de caucho sintético clorado etc., poliesteres, siliconas, epoxiesuretánicas, fenólicas, etc.
Propiedades: en general las resinas naturales mencionadas son relativamente económicas y fácilmente solubles, pero por su bajo peso molecular y estructura química producen películas de pobre performance y escasa resistencia química, mecánica y a la intemperie.
PIGMENTOS
Son partículas sólidas discretas, capaces de impartir color y poder cubritivo suspendidas en una sustancia ligante, para la preparación de tintas, pinturas ó plásticos, en la cual son relativamente insolubles. Cuando aplicados en una película mantienen inalterable su forma, insolubilidad y estructura, sin teñir el sustrato como lo haría por ejemplo una anilina.
Obviamente por su estructura química se pueden dividir en dos grandes grupos: orgánicos e inorgánicos.
Clasificación
Los pigmentos orgánicos han sido clasificados por la asociación de químicos textiles de los Estados Unidos, con un sistema o nomenclatura internacionalmente reconocida, llamada colour index. .Este sistema identifica a cada pigmento con un nombre único y un número particular, indicando en un muy completo grupo de libros características tales como la estructura química, fabricante, informaciones sobre seguridad para el manipuleo y almacenamiento, en forma inequívoca. Por ejemplo el naranja DNA se llama para el colour index pigment orange 5 (Po 5) y el numero 12075.
El nombre del colour index para los pigmentos en forma abreviada es el siguiente:
P b - pigment blue (Azul)
P b k - pigment black (Negro)
P b r- pigment brown (Marrón)
P g - pigment green (Verde)
P m - pigment metal
P o - pigment orange (Naranja)
P v - pigment violet (Violeta)
P r - pigment red (Rojo)
P w - pigment white (Blanco)
P y - pigment yellow (Amarillo)
ALGUNOS DE LOS PRINCIPALES PIGMENTOS
Pigmentos inorgánicos
Amarillos de cadmio (CdS)
Amarillos de cromo(PbCrO4, PbSO4)
Azul ultramar (AlNaSiO4, Na2S)
Luminiscentes: mezcla en distintas proporciones de sulfuro de zinc (ZnS) y sulfuro de cadmio (CdS) con plata o cobre como activadores
Pigmentos orgánicos
Amarillo de Holanda: bencidina tetrazoada + acido salicilico + bisulfato sodico
Azul indantrona-indantreno
Rojo de alizarina
Verde de ftalocianina
CARGAS
Pigmentos inertes:
El formulador de pinturas usa frecuentemente extendedores para reducir costo de ciertas formulas, y en algunos casos, para mejorar la performance de una pintura.
Los extendedores o cargas son extremadamente baratos, comparados por ejemplo con el bióxido de titanio ó los pigmentos de color que se requieren normalmente. La mayoria son blancos ó casi blancos en seco, aunque se vuelven transparentes al humectarlos, y los hay de variada absorción de aceite, tamaño de partícula y configuración geométrica. Las cargas económicas como el carbonato de calcio de partícula gruesa, que se usan para rellenar volumen en un revestimiento, tienen un impacto casi nulo en el comportamiento. Otras cargas como los caolines hidratados ó calcinados incluso a veces mejoran la performance de una pintura y además permiten economizar el más caro bióxido de titanio, al maximizar la eficiencia de este. Algunas otras cargas producen mejoras aumentando la durabilidad de las pinturas de uso exterior, este es el caso de los que tienen una forma laminar como el talco y la mica. Otros como la sílice de tipo pirogénica y la tierra de diatomea se usan para ajustar condiciones reológicas y/o el brillo del "film", sin duda las cargas representan para el formulador un valor agregado.
SOLVENTES
Estos constituyen la parte volátil de las pinturas, su función básica es la de disolver la sustancia ligante y ajustar la viscosidad (consistencia) para permitir la aplicación de las pinturas, durante el proceso y después desde el film evaporan y no forman parte de la película seca o revestimiento. Como este tema se tocará más en profundidad en la tercera jornada simplemente diremos que los hay por su
composición de dos tipos: organices e inorgánicos. Los orgánicos que son derivados del gas ó del petróleo, a su vez los podemos clasificar por su composición química en hidrocarburos alifáticos, aromáticos, terpénicos y nafténicos.
Solventes oxigenados, alcoholes, estonias, glicoles y ésteres.
Por último y clasificados como otros solventes: los clonados y nitratos.
Por su función a su vez se los puede clasificar en solventes verdaderos, solventes latentes y diluyentes.
Los inorgánicos son básicamente dos. A saber: el agua y el dióxido de carbono supercrítico.
ADITIVOS
Los hay y de muchas clases, se denominan así a una cantidad de productos, que representan un muy pequeño porcentaje en la formulación, y que sin embargo tienen un valor importante en las propiedades. Es difícil pretender hacer una clasificación por composición química, creemos que a los efectos de esta presentación es suficiente nombrar los tipos más importante por función y dando una descripción genérica de su composición, la que incluso a veces no es conocida por los formuladores, pues la misma no es siempre revelada por los fabricantes.
*Secantes para sintéticos y pinturas oleoresinosas .Ej: octoatos metálicos
*Antipiel para evitar la formación de piel en el envase durante el almacenamiento. Ej: compuestos quinónicos, oximas particularmente metil-etil-cetóxima
*Humectantes-emulsionantes: para pinturas al agua para mejorar estabilidad en el envase y ajustar la aceptación de entonadores- ejno ionicos de lo a 40 moles de oxido de etileno.
*Dispersantes: para mejorar la dispersión de pigmento para pinturas al agua - ej.: Poliacrilato de sodio, hexametafosfato de sodio.
*Nivelantes: Evitar "cascara de naranja", flotado de pigmentos (formación de celdillas de Benard) o efecto estriado al pintar por inmersión o afusíon-ej fluidos de silicona de por ejemplo 100 centistokes de viscosidad, tensioactivos fluorocarbonados etc.
*Espesantes para sistemas acuosos : ajustar propiedades reológicas, "drag", relación nivelación y chorreo-ej : organices derivados de la celulosa como E-H-E-C-
*Espesantes asociativos: (que reaccionan con grupos funcionales de las emulsiones) de tipo acrílico ó uretánicos.
inorgánicos : tierras como la bentonita y derivados que forman un gel en agua ó en solventes de diferentes polaridad.
*Espesantes para sistemas al solvente: mejorar reología, evitar chorreo en capas gruesas ej: aceites de castor hidrogenádos.
*Antisedimentantes: evitar asentamiento duro,especialmente de pigméntos de alto peso específico durante el estacionamiento-ej-: lecitina de soja, derivados de aceite de castor, bentónas (derivados de montmorillonita tratada con sales de amonio cuaternario, que forman gel en solventes).
*Antiespumantes: para evitar excesivo ingreso de aire en pinturas al agua durante el proceso de elaboración, evitar formación de burbujas durante la aplicación con rodillo-ej : aceites minerales emulsionados, alcoholes, aditivos de silicona.
*Retardadores de fuego e intumescentes: evitar la rápida propagación en el caso de incendio de maderas, laminados y otros sustratos fácilmente inflamables- ej : anhídrido tetracloroftálico, compuestos halogenados, óxido de antimonio.
*Plastificantes: los hay monoméricos y polimericos y sirven para evitar por ejemplo que el film se agriete ante bruscos y continuos cambios de temperatura, ftalato de dioctilo, ftalato de di bencil burilo, poliésteres modificados con ácidos adípico ó sebacico
*Biocidas (conservadores), bactericidas, fungicidas, alguicidas: evitar el deterioro por descomposición especialmente de pinturas al agua durante el almacenamiento,y/o el deterioro del film sobre las superficies,en interiores y exteriores-ej-isotia701inonas, tetracloro-isoftalonitrilo, alguicida, ejemplo : n'--(3,4- -diclorofenil)--n,n--dimetil urea.
*Buffers: ajuste de ph para mejorar estabilidad y/o evitar el flash rusting cuándo un látex se aplica sobre metales ferrosos ej . metaborato de bario, trietanolamina, 2 amina 2 metil 1 propanol, etc.
*Coalescentes: permitir buena formación de film en pinturas al látex a bajas temperaturas,ej,butil cellosolve, dowanol pph, texanol.
Anticongelantes: evitar que las pinturas se congele "cuando viaja" o se la almacena a muy bajas temperaturas,ej,etilen glicol, propilenglicol.
CLASIFICACION DE PINTURA SEGÚN EL LIGANTE
Pinturas al aceite :
El ligante está constituido por un aceite secante (Lino, Tung, ricino o castor deshidratado, etc, refinado (decolorado, neutralizado)) y generalmente tratado por calentamiento (espesado o polimerizado ). Son resistentes a la intemperie pero de secado lento (es necesaria la incorporación de secantes).
Son de poco uso en la actualidad.
Pinturas oleorresinosas :
Los pigmentos están dispersos en un barniz, el que se obtiene por tratamiento térmico conjunto de un aceite secante y una resina de característica adecuadas.
Esta resina puede ser natural o sintética, siendo las sintéticas las más empleadas.
Secan más rápidamente que las anteriores y su resistencia a la intemperie es variable, dependiendo de las materias primas empleadas. Al igual que las anteriores son aconsejables para el pintado de materiales o estructuras expuestas a medios muy agresivos.
Esmaltes alquídicos :
El ligante es una resina alquídica . Tienen buena durabilidad al exterior cuando se fórmulan con este fin, son de secado rápido y compatibles con otras resinas (esmaltes alquid-fenólicos, alquid-vinílicos, etc.)
Pinturas fenólicas :
Para la elaboración del ligante se emplean resinas fenólicas puras o modificadas.
Tienen buena resistencia al exterior (retención de brillo inferior al de las pinturas alquídicas) y una resistencia al agua mayor que la de los tipo mencionados anteriormente, pero menor retención de brillo.
Pinturas Bituminosas :
Son formuladas con betunes asfálticas con cortes de alquitrán de hulla. Son de color negro, poco resistentes a la acción de la intemperie pero muy resistentes al agua y reactivos químicos.
Pinturas de caucho clorado :
El ligante es una resina de caucho clorado, con un plastificante adecuado. Son muy resistentes al agua, a los agentes químicos y a la intemperie, secan muy rápidamente.
Pintura vinílicas :
Son las formuladas con copolímeros de cloruro-acetato de polivinilo y se caracterizan por su buena resistencia al agua, a los agentes químicos diluidos y a la intemperie. Este tipo de pintura incluye tanto fondos anticorrosivos como pintura de terminación. Secan al aire muy rápidamente lo que hace muy difícil el pintado con pincel o rodillo de grandes superficies ; es este caso se aconseja el pintado a soplete.
Pinturas poliuretánicas :
Son formuladas con resinas poliuretánicas y se presentan normalmente para su uso en forma de dos componentes, la base pigmentada y el catalizador, o agente de curado, que deben ser mezclados antes de la aplicación. El polímero se forma así "in situ" y la película tiene una resistencia muy grande , tanto al exterior como al agua y a los agentes químicos. Pueden ser pigmentadas en los colores más diversos y secan rápidamente.
Pinturas epoxídicas :
El ligante es una resina epoxídica formada por combinación (en el momento de su uso) de dos componentes (el peso molecular inicial es bajo y la polimerización ocurre como consecuencia de una reacción química entre los mencionados componentes). Secan rápidamente pero la reacción se completa solo después de algunos días, siendo cuando la película alcanza su máxima resistencia. Son deteriorables por la reacción solar, por lo que no se aconseja su utilización en exteriores. Pueden ser pigmentadas o incluir un betún asfáltico (pinturas epoxi bituminosas). Se pueden desarrollar formulaciones sin solventes. 100 % sólidos.
Pinturas emulsionadas:
El vehículo es una emulsión del ligante (polímeros o copolímeros vinil acrílicos, acrílicos, estireno acrílicos, alquids, poliuretanos, etc. )en agua.. Se diluyen en agua y al ser aplicadas posteriormente la emulsión se rompe al elimarse el agua por secado, obteniéndose así una fase continua que forma una cubierta de buena resistencia, la que no debe ser soluble en agua, si la formulación es correcta. Se utilizan habitualmente en el pintado de mampostería o de madera, habiéndose desarrollado actualmente también pinturas anticorrosivas de este tipo.
Problematica de las pinturas:
El principal problema de las pinturas, es su gran toxicidad, una pintura, es un veneno, por ejemplo las pinturas llamadas de agua, porque se usan para las paredes de las casas, llevan entre otros componentes, mercurio, que produce lesiones irreversibles en el sistema nerviososo central, acumulandose en el cerebro, lleva bario, hierro, cadmio, una ingestion de pintura es como tomar un veneno muy efectivo, y habria que llevar de emergencia y a cuidados intensivos a quien lo ingiriera.
El cuidado que se debe tener cuando se trabaja con pinturas, es fuerte, desde solventes, como el keroseno, el benceno, tolueno, para las pinturas de aceite, o sean las que no son solubles en agua, hasta los pigmentos, que no son vegetales, sino sinteticos y por lo tanto carcinogenicos.
LIGANTE
Son los verdaderos formadores de película , aglutinan a los pigmentos y son los responsables de adherir al sustrato y propiedades como brillo, dureza, flexibilidad y resistencia química. Es tal su importancia en una pintura que solemos decir que con un buen vehículo podrá formularse una pintura buena o regular, pero con un vehículo malo jamás se podrá formular una buena pintura.
Clasificación
Según el origen, básicamente se pueden clasificar en sintéticos ó naturales, aunque no es extraño encontrar combinaciones de ambos-entre los naturales podemos citar la resinas colofoniadammar, goma lacacaseina, asfaltos y breas, aceites vegetales. Entre los sintéticos incluimos a los alquidicos ó gliceroftálicos, ureas y melaminas acrílicos, vinílicos, a base de caucho sintético clorado etc., poliesteres, siliconas, epoxiesuretánicas, fenólicas, etc.
Propiedades: en general las resinas naturales mencionadas son relativamente económicas y fácilmente solubles, pero por su bajo peso molecular y estructura química producen películas de pobre performance y escasa resistencia química, mecánica y a la intemperie.
PIGMENTOS
Son partículas sólidas discretas, capaces de impartir color y poder cubritivo suspendidas en una sustancia ligante, para la preparación de tintas, pinturas ó plásticos, en la cual son relativamente insolubles. Cuando aplicados en una película mantienen inalterable su forma, insolubilidad y estructura, sin teñir el sustrato como lo haría por ejemplo una anilina.
Obviamente por su estructura química se pueden dividir en dos grandes grupos: orgánicos e inorgánicos.
Clasificación
Los pigmentos orgánicos han sido clasificados por la asociación de químicos textiles de los Estados Unidos, con un sistema o nomenclatura internacionalmente reconocida, llamada colour index. .Este sistema identifica a cada pigmento con un nombre único y un número particular, indicando en un muy completo grupo de libros características tales como la estructura química, fabricante, informaciones sobre seguridad para el manipuleo y almacenamiento, en forma inequívoca. Por ejemplo el naranja DNA se llama para el colour index pigment orange 5 (Po 5) y el numero 12075.
El nombre del colour index para los pigmentos en forma abreviada es el siguiente:
P b - pigment blue (Azul)
P b k - pigment black (Negro)
P b r- pigment brown (Marrón)
P g - pigment green (Verde)
P m - pigment metal
P o - pigment orange (Naranja)
P v - pigment violet (Violeta)
P r - pigment red (Rojo)
P w - pigment white (Blanco)
P y - pigment yellow (Amarillo)
ALGUNOS DE LOS PRINCIPALES PIGMENTOS
Pigmentos inorgánicos
Amarillos de cadmio (CdS)
Amarillos de cromo(PbCrO4, PbSO4)
Azul ultramar (AlNaSiO4, Na2S)
Luminiscentes: mezcla en distintas proporciones de sulfuro de zinc (ZnS) y sulfuro de cadmio (CdS) con plata o cobre como activadores
Pigmentos orgánicos
Amarillo de Holanda: bencidina tetrazoada + acido salicilico + bisulfato sodico
Azul indantrona-indantreno
Rojo de alizarina
Verde de ftalocianina
CARGAS
Pigmentos inertes:
El formulador de pinturas usa frecuentemente extendedores para reducir costo de ciertas formulas, y en algunos casos, para mejorar la performance de una pintura.
Los extendedores o cargas son extremadamente baratos, comparados por ejemplo con el bióxido de titanio ó los pigmentos de color que se requieren normalmente. La mayoria son blancos ó casi blancos en seco, aunque se vuelven transparentes al humectarlos, y los hay de variada absorción de aceite, tamaño de partícula y configuración geométrica. Las cargas económicas como el carbonato de calcio de partícula gruesa, que se usan para rellenar volumen en un revestimiento, tienen un impacto casi nulo en el comportamiento. Otras cargas como los caolines hidratados ó calcinados incluso a veces mejoran la performance de una pintura y además permiten economizar el más caro bióxido de titanio, al maximizar la eficiencia de este. Algunas otras cargas producen mejoras aumentando la durabilidad de las pinturas de uso exterior, este es el caso de los que tienen una forma laminar como el talco y la mica. Otros como la sílice de tipo pirogénica y la tierra de diatomea se usan para ajustar condiciones reológicas y/o el brillo del "film", sin duda las cargas representan para el formulador un valor agregado.
SOLVENTES
Estos constituyen la parte volátil de las pinturas, su función básica es la de disolver la sustancia ligante y ajustar la viscosidad (consistencia) para permitir la aplicación de las pinturas, durante el proceso y después desde el film evaporan y no forman parte de la película seca o revestimiento. Como este tema se tocará más en profundidad en la tercera jornada simplemente diremos que los hay por su
composición de dos tipos: organices e inorgánicos. Los orgánicos que son derivados del gas ó del petróleo, a su vez los podemos clasificar por su composición química en hidrocarburos alifáticos, aromáticos, terpénicos y nafténicos.
Solventes oxigenados, alcoholes, estonias, glicoles y ésteres.
Por último y clasificados como otros solventes: los clonados y nitratos.
Por su función a su vez se los puede clasificar en solventes verdaderos, solventes latentes y diluyentes.
Los inorgánicos son básicamente dos. A saber: el agua y el dióxido de carbono supercrítico.
ADITIVOS
Los hay y de muchas clases, se denominan así a una cantidad de productos, que representan un muy pequeño porcentaje en la formulación, y que sin embargo tienen un valor importante en las propiedades. Es difícil pretender hacer una clasificación por composición química, creemos que a los efectos de esta presentación es suficiente nombrar los tipos más importante por función y dando una descripción genérica de su composición, la que incluso a veces no es conocida por los formuladores, pues la misma no es siempre revelada por los fabricantes.
*Secantes para sintéticos y pinturas oleoresinosas .Ej: octoatos metálicos
*Antipiel para evitar la formación de piel en el envase durante el almacenamiento. Ej: compuestos quinónicos, oximas particularmente metil-etil-cetóxima
*Humectantes-emulsionantes: para pinturas al agua para mejorar estabilidad en el envase y ajustar la aceptación de entonadores- ejno ionicos de lo a 40 moles de oxido de etileno.
*Dispersantes: para mejorar la dispersión de pigmento para pinturas al agua - ej.: Poliacrilato de sodio, hexametafosfato de sodio.
*Nivelantes: Evitar "cascara de naranja", flotado de pigmentos (formación de celdillas de Benard) o efecto estriado al pintar por inmersión o afusíon-ej fluidos de silicona de por ejemplo 100 centistokes de viscosidad, tensioactivos fluorocarbonados etc.
*Espesantes para sistemas acuosos : ajustar propiedades reológicas, "drag", relación nivelación y chorreo-ej : organices derivados de la celulosa como E-H-E-C-
*Espesantes asociativos: (que reaccionan con grupos funcionales de las emulsiones) de tipo acrílico ó uretánicos.
inorgánicos : tierras como la bentonita y derivados que forman un gel en agua ó en solventes de diferentes polaridad.
*Espesantes para sistemas al solvente: mejorar reología, evitar chorreo en capas gruesas ej: aceites de castor hidrogenádos.
*Antisedimentantes: evitar asentamiento duro,especialmente de pigméntos de alto peso específico durante el estacionamiento-ej-: lecitina de soja, derivados de aceite de castor, bentónas (derivados de montmorillonita tratada con sales de amonio cuaternario, que forman gel en solventes).
*Antiespumantes: para evitar excesivo ingreso de aire en pinturas al agua durante el proceso de elaboración, evitar formación de burbujas durante la aplicación con rodillo-ej : aceites minerales emulsionados, alcoholes, aditivos de silicona.
*Retardadores de fuego e intumescentes: evitar la rápida propagación en el caso de incendio de maderas, laminados y otros sustratos fácilmente inflamables- ej : anhídrido tetracloroftálico, compuestos halogenados, óxido de antimonio.
*Plastificantes: los hay monoméricos y polimericos y sirven para evitar por ejemplo que el film se agriete ante bruscos y continuos cambios de temperatura, ftalato de dioctilo, ftalato de di bencil burilo, poliésteres modificados con ácidos adípico ó sebacico
*Biocidas (conservadores), bactericidas, fungicidas, alguicidas: evitar el deterioro por descomposición especialmente de pinturas al agua durante el almacenamiento,y/o el deterioro del film sobre las superficies,en interiores y exteriores-ej-isotia701inonas, tetracloro-isoftalonitrilo, alguicida, ejemplo : n'--(3,4- -diclorofenil)--n,n--dimetil urea.
*Buffers: ajuste de ph para mejorar estabilidad y/o evitar el flash rusting cuándo un látex se aplica sobre metales ferrosos ej . metaborato de bario, trietanolamina, 2 amina 2 metil 1 propanol, etc.
*Coalescentes: permitir buena formación de film en pinturas al látex a bajas temperaturas,ej,butil cellosolve, dowanol pph, texanol.
Anticongelantes: evitar que las pinturas se congele "cuando viaja" o se la almacena a muy bajas temperaturas,ej,etilen glicol, propilenglicol.
CLASIFICACION DE PINTURA SEGÚN EL LIGANTE
Pinturas al aceite :
El ligante está constituido por un aceite secante (Lino, Tung, ricino o castor deshidratado, etc, refinado (decolorado, neutralizado)) y generalmente tratado por calentamiento (espesado o polimerizado ). Son resistentes a la intemperie pero de secado lento (es necesaria la incorporación de secantes).
Son de poco uso en la actualidad.
Pinturas oleorresinosas :
Los pigmentos están dispersos en un barniz, el que se obtiene por tratamiento térmico conjunto de un aceite secante y una resina de característica adecuadas.
Esta resina puede ser natural o sintética, siendo las sintéticas las más empleadas.
Secan más rápidamente que las anteriores y su resistencia a la intemperie es variable, dependiendo de las materias primas empleadas. Al igual que las anteriores son aconsejables para el pintado de materiales o estructuras expuestas a medios muy agresivos.
Esmaltes alquídicos :
El ligante es una resina alquídica . Tienen buena durabilidad al exterior cuando se fórmulan con este fin, son de secado rápido y compatibles con otras resinas (esmaltes alquid-fenólicos, alquid-vinílicos, etc.)
Pinturas fenólicas :
Para la elaboración del ligante se emplean resinas fenólicas puras o modificadas.
Tienen buena resistencia al exterior (retención de brillo inferior al de las pinturas alquídicas) y una resistencia al agua mayor que la de los tipo mencionados anteriormente, pero menor retención de brillo.
Pinturas Bituminosas :
Son formuladas con betunes asfálticas con cortes de alquitrán de hulla. Son de color negro, poco resistentes a la acción de la intemperie pero muy resistentes al agua y reactivos químicos.
Pinturas de caucho clorado :
El ligante es una resina de caucho clorado, con un plastificante adecuado. Son muy resistentes al agua, a los agentes químicos y a la intemperie, secan muy rápidamente.
Pintura vinílicas :
Son las formuladas con copolímeros de cloruro-acetato de polivinilo y se caracterizan por su buena resistencia al agua, a los agentes químicos diluidos y a la intemperie. Este tipo de pintura incluye tanto fondos anticorrosivos como pintura de terminación. Secan al aire muy rápidamente lo que hace muy difícil el pintado con pincel o rodillo de grandes superficies ; es este caso se aconseja el pintado a soplete.
Pinturas poliuretánicas :
Son formuladas con resinas poliuretánicas y se presentan normalmente para su uso en forma de dos componentes, la base pigmentada y el catalizador, o agente de curado, que deben ser mezclados antes de la aplicación. El polímero se forma así "in situ" y la película tiene una resistencia muy grande , tanto al exterior como al agua y a los agentes químicos. Pueden ser pigmentadas en los colores más diversos y secan rápidamente.
Pinturas epoxídicas :
El ligante es una resina epoxídica formada por combinación (en el momento de su uso) de dos componentes (el peso molecular inicial es bajo y la polimerización ocurre como consecuencia de una reacción química entre los mencionados componentes). Secan rápidamente pero la reacción se completa solo después de algunos días, siendo cuando la película alcanza su máxima resistencia. Son deteriorables por la reacción solar, por lo que no se aconseja su utilización en exteriores. Pueden ser pigmentadas o incluir un betún asfáltico (pinturas epoxi bituminosas). Se pueden desarrollar formulaciones sin solventes. 100 % sólidos.
Pinturas emulsionadas:
El vehículo es una emulsión del ligante (polímeros o copolímeros vinil acrílicos, acrílicos, estireno acrílicos, alquids, poliuretanos, etc. )en agua.. Se diluyen en agua y al ser aplicadas posteriormente la emulsión se rompe al elimarse el agua por secado, obteniéndose así una fase continua que forma una cubierta de buena resistencia, la que no debe ser soluble en agua, si la formulación es correcta. Se utilizan habitualmente en el pintado de mampostería o de madera, habiéndose desarrollado actualmente también pinturas anticorrosivas de este tipo.
Problematica de las pinturas:
El cuidado que se debe tener cuando se trabaja con pinturas, es fuerte, desde solventes, como el keroseno, el benceno, tolueno, para las pinturas de aceite, o sean las que no son solubles en agua, hasta los pigmentos, que no son vegetales, sino sinteticos y por lo tanto carcinogenicos.
Dado que el plomo, el arsénico y el cadmio están entrando al organismo de los afectados
por la ingesta de polvo, el estudio de éste y del suelo de donde proviene, adquiere una
importancia central para evaluar las dimensiones del problema y para establecer estrategias de
remediación.
La contaminación por metales pesados en Torreón, Coahuila es un problema ambiental
muy serio que ha tenido efectos importantes sobre la salud de sus habitantes a través de
generaciones, especialmente sus niños y sus niñas. Este problema se conocía desde hace más de
veinte años y se había denunciado desde entonces. Sin embargo, las autoridades y la empresa
responsable (Met-Mex Peñoles) hicieron poco por reducir sus emisiones o por remediar el daño
hecho por tantas décadas de funcionamiento incontrolado.
En un estudio se descubrió que en muestras de polvo en las cercanías de Peñoles había
niveles de plomo que iban desde 787 hasta 13,231 µg/g (mediana 2,448 µg/g), cuando el nivel
máximo en los Estados Unidos para considerar que un sitio contaminado ya no lo está (Superfund
cleanup goal) es de 500 µg/g (500 partes por millón). Para el arsénico se encontraron
concentraciones en el polvo 50 y 788 µg/g (mediana 113 µg/g). Para el arsénico, el nivel
máximo en los Estados Unidos para considerar que un sitio contaminado ya no lo está es de 65
µg/g (65 partes por millón). Los investigadores de la Escuela de Medicina de Dartmouth
encontraron en el polvo de los alrededores de Peñoles niveles de cadmio entre 11 y 1,497 µg/g
(mediana 112 µg/g), cuando el nivel máximo en los Estados Unidos para considerar que un sitio
contaminado ya no lo está es de 20 µg/g (20 partes por millón).
Alternativas para evitar el uso de pinturas contaminantes:
Los antiguos mexicanos utilizaban la baba de esta cactácea para, mezclándola con arena y pigmentos naturales, pintar los muros de templos y edificios civiles; y durante la Colonia, los constructores la mezclaban con azogue para impermeabilizar los conventos. este tipo de pintura, además de económica, es mucho más amable con el medio ambiente que su contraparte plástica, y que es más benéfica para los propios edificios. Su carácter natural permite la transpiración y no retiene la humedad, como sucede con las pinturas artificiales. El Nopal, es una planta perteneciente a la familia de las cactáceas (cactus), la cual constituye
un alimento de mucho consumo en México. Esta planta carnosa con espinas, cuyo fruto es la
tuna, contiene en su composición fibra dietética, goma, pectina, calcio, mucílago, vitaminas
(A,B1, B2, B3), beta-caroteno y proteínas. Además de sus propiedades alimenticias y
medicinales, también tiene múltiples usos en la agricultura.
La película formada por los polímeros que se encuentran en las pinturas comerciales permitió
varias cosas: superficies lavables, sellado de poros (impermeabilización) y una alta
adherencia, claro que el proceso tiene un costo, y éste suele ser considerable. Casi podría
afirmarse que la durabilidad de un acabado tiene una relación directamente proporcional con
el precio del material en el mercado.
La cal constituye el pigmento que con el secado de la pintura formará una delgada capa que se irá rigidizando con el tiempo, la sal es un elemento fijador del color y retenedor de la humedad la cual facilitará el desarrollo de resistencia en la pintura, el colorante de cemento permitirá variar la apariencia de la pintura de cal cuando se desee un color diferente al color blanco que proporciona la cal sola.
Planteamiento del problema:
Pregunta de investigacion
¿Se puede reemplazar la pintura de uso común por pintura de nopal?
Objetivo:
Demostrar que la pintura hecha a base de nopal es una buena opcion para evitar el uso de pinturas toxicas y contaminantes para el ambiente, teniendo los mismos resultados a mas bajo costo y con alternativas ecológicas amigables para el medio ambiente.
Justificación
Como hemos leído anteriormente las pinturas que usamos habitualmente tienen componentes que dañan de manera irremediable contaminando el agua, el suelo y también dañando nuestra salud. Es por eso que nosotros decidimos fabricar la pintura de nopal, la cual es fácil de hacer,muy económica a comparación con el costo de las otras pinturas, amigable con el medio ambiente y con excelentes resultados. Queremos dar a conocer esta pintura, que a pesar de sus beneficios, pocas personas conocen su existencia, y así podamos implementar su uso en varios aspectos, desde realizar tareas hasta pintar nuestros hogares o algunas instituciones.
Delimitacion del tema:
Unidad de analisis:
Hipótesis:
La pintura de nopal podrá reemplazar el uso de pinturas vinílicas las cuales son mas utilizadas actualmente, realizándola de una forma fácil y ahorrando dinero,
Metodología
Materiales:
-2 kilos de nopales picados
-4 litros de agua
-2 Kilos de cal viva o cal en piedra
- 2 1/2 tazas de Sal
- Colorante vegetal
Instrucciones:
- Picar los nopales y dejarlos reposar en 2 litros de agua por uno o dos días.
- Aplastar los nopales para extraer la mayor baba posible, y al final colar la mezcla. Esos nopales pueden usarse para composta, o si no tuvieron contacto con algo que los contaminara se pueden comer.
- Disolver la cal en 4 litros de agua. Como precausión usar guantes y cubrebocas. Alejarse cuando la cal este haciendo reacción y evitar tocarla debido a que estará muy caliente, así como evitar inhalar los gases desprendidos.
- Cuando la cal este fría mezclar con la baba de nopal y la sal hasta que se haga una mezcla homogénea.
- Aplicar colorante vegetal, envasar en algun recipiente bien cerrado para evitar contacto con polvo y otras sustancias que puedan afectar su efectividad.
Aplicación:
Esta pintura sirve para pintar casa y edificios si se le agrega colorante para cemento, es muy versátil debido a que puede usarse colorante del color que se desee. o puede usarse colorante vegetal para usar la pintura para pintar tela, papel etc.
Resultados
Obtuvimos varias pinturas de diversos colores. En la exposicion se utilizaran para pintar un mural dedicado al dia mundial del medio ambiente, otro donde los alumnos pintaran lo que ellos deseen y el final donde se pondran las firmas.
Conclusiones
Al realizar esta pintura comprobamos que es muy eficaz, cumplio con todas nuestras espectativas y si es util para reemplazar la pintura vinilica, implementando esta ecotecnia que tiene un impacto menor. Es mucho mas barata, un litro de pintura cuesta aproximadamente entre 80 y 100 pesos, Mientras que la pintura de nopal nos costo alrededor de 150-200 pesos, pero tuvimos como resultado 10 litros de pintura de distintos colores. Obtuvimos un ahorro de entre 600 y 500 pesos. Esta pintura cubrio muy bien la tela dejando colores muy bonitos, demostrando que tiene un uso igual al de la pintura vinilica con un ahorro impresionante, libre de metales pesados, no es toxica, y tiene una muy buena duracion y fijacion.
Al realizar esta pintura comprobamos que es muy eficaz, cumplio con todas nuestras espectativas y si es util para reemplazar la pintura vinilica, implementando esta ecotecnia que tiene un impacto menor. Es mucho mas barata, un litro de pintura cuesta aproximadamente entre 80 y 100 pesos, Mientras que la pintura de nopal nos costo alrededor de 150-200 pesos, pero tuvimos como resultado 10 litros de pintura de distintos colores. Obtuvimos un ahorro de entre 600 y 500 pesos. Esta pintura cubrio muy bien la tela dejando colores muy bonitos, demostrando que tiene un uso igual al de la pintura vinilica con un ahorro impresionante, libre de metales pesados, no es toxica, y tiene una muy buena duracion y fijacion.
Anexos
Bibliografia:
http://laotracaradelaquimica.blogspot.mx/2009/06/la-pintura-se-define-genericamente-como.html
http://institutoculturaldeleon.org.mx/icl/story/741/Pintura-verde-y-barata-con-baba-de-nopal#.VXUMjM9_Oko
http://acmor.org.mx/cuamweb/reportescongreso/2011/BiolgQuimSalud/231nopal.pdf
Bibliografia:
http://laotracaradelaquimica.blogspot.mx/2009/06/la-pintura-se-define-genericamente-como.html
http://institutoculturaldeleon.org.mx/icl/story/741/Pintura-verde-y-barata-con-baba-de-nopal#.VXUMjM9_Oko
http://acmor.org.mx/cuamweb/reportescongreso/2011/BiolgQuimSalud/231nopal.pdf
www.pintomicasa.com/2008/07/pintura-con-baba-de-nopal.htm
