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PINTURAS FUNCIONALES: MÁS ALLÁ DEL
COSTE
Dr. Javier Garcia JacaMadrid, 22 de enero de 2015
Las pinturas tienen el potencial deaportar mucho más que proteger ydecorar; pueden incorporar nuevasfuncionalidades a las superficiesde los materiales y generaroportunidades de negocio pordiferenciación
INTRODUCCIÓN
PROPIEDADES SUPERFICIALES DE PINTURAS FUNCIONALES
Tipo Carácterística
Propiedades
fisico-químicas
• Protección frente a la
corrosión
• Barrera térmica
• Hidrofílicas e hidrofóbicas
• Autolimpiables
• Anti-incrustantes
• Anti-microbianas
• Retardantes a la llama
Propiedades
mecánicas
• Desgaste
• Abrasión
• Dureza
• Lubricación
Propiedades
ópticas
• Fotoluminiscencia
• Fotocatalíticas
• Anti-reflectantes
• Fotocrómicas
Propiedades
eléctricas/mag
néticas
• Conductoras
• Aislantes
• Dieléctricas
• Apantallamiento
• Antistáticas
• Electromagnéticas
M.F. Montemor, Surface & Coatings Technology 258 (2014) 17–37
Pinturas funcionales frente a la corrosión: estrategias
Basadas en reservorios de agentes activos
• auto-reparables
• anti-incrustantes
• superhidrofóbicas
Basadas en modificación de matrices
• Modificadas con siloxano
• Modificadas con polianilina
Reabsorbilbles para implantes metálicos
TECNOLOGÍAS DE PIGMENTOS
PINTURAS PARA LA EFICIENCIA ENERGÉTICA
Las pinturas funcionales contribuyen a mantener los ambientes interiores a unastemperaturas más confortables, amortiguando en cierto grado las variaciones térmicasdel exterior. Para ello, presentan unas propiedades ópticas dinámicas que permiten a lassuperficies responder térmicamente al medio ambiente con una alta absorción en inviernoy una alta reflectancia en verano. Hay dos aproximaciones: pinturas termocrómicas ycool.
El control de las propiedades ópticas de las superficies de
los materiales de la envolvente de los edificios es
una medida pasiva que ahorra en la factura
energética y reduce el efecto de la isla de calor de
nuestras ciudades.
PINTURAS PARA LA EFICIENCIA ENERGÉTICA
Las pinturas con esta funcionalidadpresentan una respuesta diferente yajustable frente a una fuente calórica,que depende de su temperatura deactivación.
La utilización de pigmentos específicos
permite reducir la temperatura de la
superficie del sustrato para colores
comparables. 20253035404550556065707580859095
100105110115120125
-2 2 6 10 14 18 22 26 30 34 38 42 46 50
Tem
pe
ratu
ra (
ºC)
Tiempo (minutos)
104,6 ºC
99,6 ºC
117,0 ºC
T= 5ºC T= 20 ºC
Pigmento tradicional
Materialtermocrómico
Materialtermocrómico
Pigmento tradicional
PINTURAS PARA APANTALLAMIENTO ELECTROMAGNÉTICO
Las pinturas pueden incorporar la funcionalidad del apantallamiento electromagnéticomediante la incorporación de propiedades conductoras de electricidad. Se utilizan enelectrónica (materiales plásticos, carcasas…) paredes, techos, suelos … etcétera ytienen un precio menor que por ajuste de propiedades eléctricas en masa; cubrenformas irregulares y son de bajo espesor. Presentan un apantallamientoelectromagnético en el intervalo 10 MHz-2GHz
Hoy en día todos estamos expuestos a campos electromagnéticos. La utilización
de equipamiento electrónico implica fuentes de radiación que provocan
interferencias y pueden influir en nuestra salud en función del grado de exposición. Existen diversas
regulaciones europeas que regulan los niveles de exposición
PINTURAS PARA APANTALLAMIENTO ELECTROMAGNÉTICO
El desarrollo de recubrimientos de elevada conductividad mejora el apantallamiento frente a campos
eléctricos y el reto tecnológico se centra en la utilización de materiales de
toxicidad elevado y/o precio elevado.
Resistencia
superficial
Ω/
Aislante ≥ 1012
Antiestático 1010-1012
Estático Disipativo 106-1012
Conductor 101-106
Apantallamiento
electromagnético
101-104
TECNOLOGÍAS DE ENCAPSULACIÓN
PINTURAS HIGIÉNICAS
Los microorganismos están presentes en muchos lugares de
nuestro entorno. Entornos tales como hospitales, empresas
alimentarias, mataderos y entornos sanitarios de forma
general requieren de tecnologías que proporcionen una protección
duradera.
La nueva aproximación para evitar la colonización en lugares con requerimientos sanitariosse basa en el desarrollo de recubrimientos que incorporan reservorios (microgeles,micropartículas e injertos) Estos reservorios contienen los agentes antibactericidas que seliberan de forma controlada.
PINTURAS HIGIÉNICAS
Las principales ventajas de los recubrimientos desarrollados son:- proporcionan una elevada protección anti-microbiana y limpieza en zonas sanitarias
mediante la utilización de pinturas funcionales de bajo impacto medioambiental- presentan un uso eficaz de ingredientes activos que se emiten sólo cuando los agentes
bióticos están presentes- proporcionan mayor vida en servicio a los sustratos por lo que hace falta menor
mantenimiento
La utilización de microcápsulas y microgeles requiere que la mezcla
se realice in situ por lo que el proceso de aplicación debe ser realizado por personal formado
PINTURAS ANTI-CORROSIÓN CON MICROCÁPSULAS
La protección frente a la corrosión es el principal reto que se plantea a las
pinturas. La investigación en pigmentos anticorrosivos es muy activa pero no responde frente a
arañazos y ralladuras cuando eliminan la capa protectora de pintura
Se pueden desarrollar pinturas funcionales capaces de proteger al sustrato férrico de lacorrosión utilizando el efecto barrera. Así, estas pinturas responden a una acción mecánicacomo un rayado mediante un proceso de autoregeneración de la película polimérica.
PINTURAS ANTI-CORROSIÓN CON MICROCÁPSULAS
Las microcápsulascon agentes
autoreparantesmejoran la
protección durante los primeros estadios del
proceso corrosivo
Se protegen las zonasexpuestas a la corrosióncuando las cápsulas serompen y liberan la resinaque actúa como nuevabarrera sobre el sustrato
PINTURAS ANTI-INCRUSTANTES CON MICROENCAPSULADOS
El crecimiento de plantas y organismos en la obra viva del casco de los barcos genera un aumento del consumo de combustible. La limpieza del casco requiere tiempo y esfuerzo,
por tanto, hay que emplear recubrimientos anti-incrustantes con
la mayor vida útil posible
Una de las opciones existentes es el uso de biocidas que tiene como condicionante laprohibición de ciertos tipos de anti-incrustantes y la estricta regulación del resto. Esto haabierto un campo para la I+D en pinturas.
PINTURAS ANTI-INCRUSTANTES CON MICROENCAPSULADOS
El uso de encapsulados de biocidas en estas pinturas tiene como ventajas:
baja toxicidad y lixiviación soportan condiciones extremas
no facilitan la corrosión
Ejemplo de comportamientofrente a lixiviación de un biocidalibre, encapsulado y en lapintura
TECNOLOGIAS VERDES
PINTURAS Y BARNICES FORMULADOS CON BIODISOLVENTES
Paints 46%
Pharmaceutical 9%Adhesives 6%
Personal care 6%
House 6%Metal/Industrial
Cleaning 4%
Rubber/Polymer
manufacture 4%
Oil seed extract 2%
Agricultural
chemicals 2% Dry cleaning 1% Others 14%
Consumo de disolventes en Europa
Ultra-high solids
2.2%
Water-based
14.5%
Powder 12.8%
Radcure 2.6%
Low / medium
solids 51.0%
High solids
16.9%
Tipos de tecnologías enpintura industrial
La industria de las pinturas es la principalconsumidora de disolventes en Europadebido a que las tecnologías másdemandadas por precio y prestacionessiguen siendo las que más disolventesrequieren.
PINTURAS Y BARNICES FORMULADOS CON BIODISOLVENTES
ECOBIOFOR has received funding from the European Union Seventh Framework Programme
(FP7/2007-2013) under Grant Agreement nº [605215]
PINTURAS Y BARNICES FORMULADOS CON BIODISOLVENTES
ECOBIOFOR has received funding from the European Union Seventh Framework Programme
(FP7/2007-2013) under Grant Agreement nº [605215]
5 Asociaciones :
3 Empresas Fabricantes:
3 Centros tecnológicos:
Panel Externo:
CONSORCIO:
Se trabaja sobre dos estrategias:1) Desarrollo de bio-disolventes capaces de reemplazar los disolventes más
comunes mediante: Transformación Química Proceso biotecnológico
2) Búsqueda de alternativas verdes provenientes de otros sectores.
