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“PRESENTE Y FUTURO DE LAS RESINAS EN EL SECTOR DE LOS RECUBRIMIENTOS PROTECTORES DE LA CORROSIÓN”

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HISTORIA DE LA RESINA

- 1847: Primer éster polimerizado por Berzelius. - 1872: Baeyer crea uno de los primeros polímeros sintéticos conocidos.- 1901: Smith hace reaccionar glicerina con ftálico. Primeras resinas

alquídicas no solubles en disolventes.- 1907: Baquelita, primera sustancia plástica sintética creada por Baekeland.- 1912: Bakelite: Resinas de fenolformadehído para aislamientos eléctricos

(Unión Carbide).- 1914/1915: General Electric patenta varias “resinas alquídicas”.- 1917: General Electric comercializa la primera resina a gran escala,

GRIPTAL.- Durante 50 años sustitución de aglutinantes tradicionales por resinas

sintéticas.- Desde final de 2ª guerra mundial, aparición de primeras emulsiones y

evolución de las mismas.- Siglo XX fue el siglo de la REVOLUCIÓN en el campo de recubrimientos

orgánicos.

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ESTRUCTURA QUÍMICA DE LA BAKELITA

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DEFINICIÓN DE RESINA

La resina es el ligante o aglutinante de todos los componentes que deben llevar los barnices y pinturas para que funcionen como tales dando a su estructura global sus características intrínsecas.

Además de esta función, la resina utilizada en la fabricación de recubrimientos tiene dos finalidades básicas: embellecer y proteger.

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TIPOS DE RESINAS UTILIZADAS EN NUESTRO SECTOR DE LOS

RECUBRIMIENTOS

Clasificación por familias:

- Alquídicas

- Poliéster Saturado

- Acrílicas- Resinas Nitrogenadas (Urea, melamina, benzoguanamina)

- Poliéster insaturado

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RESINAS ALQUÍDICAS

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Definición:

Son poliésteres modificados con aceiteSon poliésteres modificados con aceite

Dos tipos principales de reacción:-Esterificación (condensación)-Transesterificación

Componentes:-Polioles-Ácido dibásico-Ácido monobásico

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CARACTERÍSTICAS BÁSICAS

• Longitud del aceite

• Sólidos

• Exceso de Hidróxilo

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LONGITUD DEL ACEITE

LONGITUD DEL ACEITE

CORTA

MEDIA

LARGA

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ALQUIDICAS CORTAS (<45%) Amplias aplicaciones (acabado automóvil, industria en general)

Secado horno (baja temperatura) o secado aire (forzado)

Excelente retención de color

Se combinan con urea-formaldehído y con nitrocelulosa para acabados de industria

Modificada con colofonia mejora el secado, el brillo y la adhesión

El uso de fenólica o bien las modificaciones con estireno (alquídicas estirenadas) le dan más secado y dureza

Existen también las alquídicas cortas hidrosolubles que son una vía en industria para disminuir VOC’s

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ALQUIDICAS MEDIAS (45-60%) Son las más versátiles

Mantienen la solubilidad en disolventes aromáticos y en alifáticos

Muy usadas en primers anticorrosivos (Zn) y en mantenimiento industrial

Buena resistencia a la abrasión y buena durabilidad

También es habitual modificar con fenólica y colofonia. Así mejoran secado, resistencia a la abrasión, a los álcalis y a la humedad

Con chain-stoppers mejoran el secado y la resistencia al caleo

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ALQUIDICAS LARGAS (>60%)

Llevan aceites secantes o semisecantes (linaza, soja, girasol, tall-oil)

Son solubles en disolventes alifáticos, esto permite la brochabilidad de las pinturas

Se utilizan básicamente para decoración

Alto grado de flexibilidad y humectabilidad

Buena retención del brillo

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POLIÉSTERES SATURADOS

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Definición:

Son poliésteres, que se obtienen mediante polimerización por condensación o adición

Componentes:

- Diácidos aromáticos

- Polioles (de cadena larga o ramificados)

- Diácidos alifáticos de cadena larga

Se formulan de manera similar a las resinas alquídicas

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Dos vías de uso principales en pinturas:

Con melamina-benzoguanamina en sistemas horno

Con isocianatos para dos componentes

Mezcla de las dos anteriores

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RESINAS ACRÍLICAS

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Se obtienen por polimerización de adición de monómeros acrílicos

Se pueden dividir en dos grandes grupos:

Acrílicas base agua Acrílicas base disolvente

Son de gran aceptación general en todos los mercados a nivel europeo, llegando a camuflar otras familias de resina bajo en nombre de acrílicas

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Nuestras acrílicas de base disolvente se dividen en:

RESINAS ACRILICAS

HIDROXILADAS TERMOESTABLES TERMOPLÁSTICAS

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HIDROXILADAS

Son usadas con isocianatos para la obtención de poliuretanos no amarilleantes

El polímero resultante es extremadamente resistente a la degradación química (ácidos, álcalis, gasolinas y detergentes)

Los recubrimientos basados en esta tecnología son los más adecuados para ambientes agresivos medioambientales y en general para aplicaciones al exterior

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Los parámetros a tener en cuenta son:

Tipo de monómeros % de hidroxilo Peso Molecular (estructura del

recubrimiento) Distribución de Peso Molecular

(compatibilidad) Temperatura de transición Vítrea

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Características:

Curado a temperatura baja (60-80ºC) e incluso temperatura ambiente

Resistencia química Alto Brillo Buena Retención de Color y Brillo No amarillean Buen balance dureza-flexibilidad

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TERMOENDURECIBLES Son resinas que fueron desarrolladas en el campo del curado

horno para alta calidad industrial.

Están basadas en acrilamida (dureza es proporcional al % que tiene de la misma)

Dan recubrimientos con buen balance resistencia-flexibilidad-dureza

Sus correactantes habituales son:-resina epoxi (eq.epoxi>500)-melamina-benzoguanamina

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Los parámetros a tener en cuenta son:

Tipo de monómeros Peso Molecular (estructura del recubrimiento) Distribución de Peso Molecular (compatibilidad) Cantidad de acrilamida en formulación Densidad de reticulación

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Características:

Buen resistencia química Buena durabilidad Muy buenas propiedades mecánicas Excepcional dureza Buena Retención de Color y Brillo

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TERMOPLASTICAS

Se obtienen por homo/copolimerización de monómeros acrílicos. Son de aplicación exterior en general.

Tenemos dos grandes grupos: Estireno acrílicas Acrílicas puras

Estirenoacrílicas más duras, amarilleantes y económicas que las puras.

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Los parámetros a tener en cuenta son:

Elección adecuada de la resina (pura o estirenada)

Elección de la resina por Tg, tipo de disolvente y MNV (secan sin correactante)

Peso Molecular y distribución del mismo (estructura y compatibilidad)

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Las características obtenidas son:

Estabilidad de color Resistencia química y a la humedad Rápido Secado Buena Adhesión Buena Durabilidad

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RESINAS NITROGENADAS O

AMINICAS: Urea, Melamina y

Benzoguanamina.

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Por sí solas dan films curados pero con problemas:

Son quebradizas.

Tienen falta de adherencia.

Se necesitan combinar con otras resinas para evitar estos problemas: alquídicas, poliésteres saturados, epoxis, acrílicas termoendurecibles, etc.

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TABLA COMPARATIVA (1+,3-)

BENZOGUANAMINA MELAMINA UREA

Baja viscosidad (altos sólidos) 1 2 3Compatibilidad (esp.alqui) 1 3 2Resistencia al sobre estufado (color y brillo) 1 2 3Resistencia Química 1 2 3Dureza 1 2 3Adherencia 1 3 1Flexibilidad 1 3 1Reactividad 2 1 3Resistencia a la intemperie 2 1 3

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POLIESTERES INSATURADOS

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Definición: Se obtienen mediante polimerización por condensación

Componentes (diferencia con los saturados):

Diácidos insaturados (cross-linking) Diácidos saturados Polioles (de cadena larga o ramificados) Diluyentes reactivos, monómeros insaturados

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Se utilizan peróxidos (iniciadores) o bien fotoiniciadores para llevar a cabo la polimerización junto con acelerantes (catalizadores: sales de cobalto y aminas).

Se utilizan inhibidores para mantener la estabilidad en el almacenamiento. El inhibidor ideal debería conseguir:

mantener un adecuado almacenaje de la resinadar un aceptable pot life al sistema de catálisisno interferir en las características del producto finalno disminuir la calidad del mismo

En definitiva hay que conseguir un buen balance reactividad-estabilidad

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Para facilitar la elección de la resina de poliéster insaturado, nuestra nomenclatura se divide en:

PO: poliéster ortoftálicoPI: poliéster isoftálicoPE: Poliéster con TMPDEPD: poliéster con diciclopentadieno

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APLICACIONES Y USOS DE LAS RESINAS EN EL SECTOR

DE LOS RECUBRIMIENTOS

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1 AUTOMOCIÓN

En este sector se usa alquídicas, poliéster saturado, insaturado, acrílicas hidroxiladas

La reglamentación es muy estricta y muchas veces la marcan las multinacionales

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2 y 3 CAN Y COIL COATINGS

Principalmente las resinas usadas en este sector son: Resinas acrílicas de acrilamida Resinas de urea y melaminas

(+algún isocianato) Poliésteres saturados

Orientado al sector de la metalgrafía

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4 COMPOSITES

• Este mercado abarca nuestras las resinas de poliéster insaturado y está principalmente orientado a la construcción (piscinas, platos de ducha, etc.)

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5 CONSTRUCCIÓN

En este sector también tienen cabida además de los composites las resinas acrílicas termoplásticas, sobre todo en los temas de:

Carreteras Restauración de estructuras y fachadas Cemento preimpreso

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6 MADERA

En este sector hay una gran variedad de familias de resinas:

Alquídicas cortas (secado aire o poliuretano) Poliéster saturado con alto índice de OH Epoxis y poliéster insaturado para UV y redox Acrílicas hidroxiladas para poliuretanos

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7 INDUSTRIA

En industria se utilizan en general:

Alquídicas cortas y medias Acrílicas hidroxiladas y termoplásticas

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8 y 9 MANTENIMIENTO-PROTECCIÓN Y MARINA

En el sector 8 de mantenimiento y protección es similar a industria y son resinas: Alquídicas cortas y medias Acrílicas termoplásticas

En marina además de las anteriores: Poliésteres insaturados para fabricación de

embarcaciones (gel coat) y refuerzos

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10 DECORACIÓN

En este sector básicamente son:

Alquídicas largas Alquídicas medias Mezcla de las anteriores

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11 SEÑALIZACIÓN VIAL

Básicamente son resinas termoplásticas sobre todo para el tema de pinturas de carretera

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EL PROBLEMA DE LA CORROSIÓN.RESINAS CON PROPIEDADES

ANTICORROSIVAS

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La degradación del metal por vía química o electroquímica es el resultado de la exposición a la intemperie, humedad, productos químicos u otros agentes medioambientales.

La corrosión no puede ser 100% eliminada sólo puede retrasarse el proceso.

El mejor amigo de la anticorrosión es la adherencia.

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Los pigmentos anticorrosivos inhiben el proceso de la corrosión de dos formas:

Química (pigmentos activos).

Físicamente (pigmentos barrera).

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ELEMENTOS A TENER EN CUENTA PARA PREPARAR UN RECUBRIMIENTO

ANTICORROSIVO:

• Tipo de Resina.

• Tipo de pigmento anticorrosivo

• Otros pigmentos y cargas en el producto.

• Formulación en su conjunto.

• Condiciones de dispersión.

• En el caso de sistemas al agua, control del pH.

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ELEMENTOS A TENER EN CUENTA PARA PREPARAR UNA SUPERFICIE PARA

SOPORTAR LA CORROSIÓN: El acero no protegido está sujeto a corrosión. Las estructuras de acero suelen estar

protegidas, para resistir los agentes corrosivos durante la vida en servicio requerida para su uso.

Para ello una buena forma de preparar una superficie es seguir la Norma ISO 12944 (1998-1999), que tiene en cuenta todos los factores importantes para obtener una protección adecuada frente a a la corrosión.

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ELEMENTOS A TENER EN CUENTA PARA PREPARAR UNA SUPERFICIE PARA SOPORTAR LA CORROSIÓN: (y 2)

Otra un poco más actualizada es la UNE-EN ISO 8501 (1994-2008), aunque lo más importante es ponerse de acuerdo con el cliente y usar la misma.

Asegurar la eliminación de materias extrañas y obtener una superficie que permita la adherencia satisfactoria de la imprimación sobre el sustrato (acero) y reducir en lo posible de las cantidades de contaminantes iniciadores de la corrosión es esencial para nuestro propósito.

No se puede formular un producto sin tener en cuenta la preparación de la superficie.

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Uso de recubrimientos para proteger el metal contra la corrosión.

Existen 4 mecanismos de protección del metal mediante recubrimientos:

Efecto Barrera Efecto Pigmento Barrera Pigmentos Basados en Zn Vehículo adecuado: Epoxi (epoxi/poliamida)

Poliuretano (acrílica/isocianato)Sintético(alquídica modif.con fenólica)

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EFECTO BARRERA

ESCUDO FÍSICO-PROTECTOR ENTRE METAL Y EL MEDIO

EJEMPLOS: PIGMENTOS ORGÁNICOS PRIMER PIGMENTOS METÁLICOS

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EFECTO PIGMENTO-BARRERA

LIMITACIÓN DE LA PERMEABILIDAD

DIFICULTAN EL CAMINO A LA HUMEDAD PARA LLEGAR AL SUSTRATO

IMPORTANTE COMPATIBILIDAD PIGMENTO-RESINA

EJEMPLOS: MICA MEZCLA OXIDOS DE FE VIRUTAS DE ALUMINIO, BRONCE O ACERO

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PIGMENTOS BASADOS EN Zn

Zn es por antonomasia el elemento usado en anticorrosión

Actúa como cátodo en el proceso de corrosión

La duración de su eficacia depende del grosor de la capa aplicada entre otros

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MEJORA DEL VEHÍCULO

El elemento básico para la mejora del vehículo es una buena formulación:

Pigmentos que refuercen el film y reduzcan permeabilidad

Elección de la resina correcta

Aditivos que mejoren tiempo de secado

Aditivos que mejoren adhesión

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FUTURO

• RESINAS AL AGUA

• RESINAS DE ALTOS SÓLIDOS

• RESINAS DE UV

• RESINAS EN POLVO

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DATOS RELEVANTES• Facturación anual: 12 millones de euros

• Número de empleados: 28

• Producción actual: 6000Tn/Año

• Capacidad productiva total: 12000Tn/Año

• Página web con área de clientes

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QUE HACEMOS: NUESTRAS MARCAS

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LES AGRADECEMOS SU ASISTENCIA Y ATENCIÓN EN ESTE ENCUENTRO

Si desean más información no duden en contactarnos:

Pedro J. Yagüe: laboratorio@euroresin.es

Saloa Bengoechea: comercial@euroresin.es