ÍNDICE - Carlos A. Salazar

1 1 2 NDICE Introducci n .. 03 Nitrocelulosa .. 05 Celulosa .. 05 Proceso de Producci n de la Nitrocelulosa .. 05 Tipos de Nitrocelulosa .. 06 a)Tenor de Nitr geno .. 06 b)Grado de Polimerizaci n .. 07 Solubilidad y Viscosidad .. 08 a) 08 b)Viscosidad .. 09 Conceptos Generales de Formulaci n .. 11 a)Caracter sticas Generales de la Nitrocelulosa .. 12 b)Resinas .. 12 c)Resinas Alqu dicas .. 13 d)Plastificantes .. 13 e)Relaciones entre la Nitrocelulosa y las Resinas Modificadoras .. 14 f)Solventes .. 15 f1)Solventes Activos .. 16 f2)Cosolventes .. 16 f3)Diluyentes .. 16 g)Pigmentos.

2 16 Procesos de Producci n de Pinturas y Barnices .. 18 Sistemas de Nitrocelulosa para Repintura Automovil stica .. 22 a)Caracter sticas Generales .. 23 b)Orientaciones para la Formulaci n .. 23 c)Procesos de Aplicaci n .. 23 d)F rmulas .. 24 Sistemas de Nitrocelulosa para 29 a)Caracter sticas Generales .. 30 b)Orientaciones para la Formulaci n .. 30 c)Procesos de Aplicaci n .. 30 d)F rmulas .. 31 Tintas de Impresi n Nitrocelulosa Huecograbado y Flexograf a .. 36 a)Caracter sticas Generales .. 37 b)Orientaciones para la Formulaci n .. 37 c)F rmulas .. 39 3 INTRODUCCI N La nitrocelulosa es una de las m s antiguas resinas sint ticas utilizadas en la fabricaci n de pinturas y barnices de alto desempe o.

3 Producida por la primera vez hace m s de 160 a os, pas a ser vastamente empleada en pinturas inmediatamente despu s de la Guerra Mundial. La nitrocelulosa represent un hito en el desarrollo de la industria de pinturas mundial, pues fue la responsable por la popularizaci n de las lacas automovil sticas e industriales, propiciando acabados de f cil aplicaci n, r pido secado y alto desempe o. Debido a su r pido secado, fue el principal factor que torn posible la producci n en masa en la industria automovil stica. A pesar de la aparici n de nuevos sistemas de resinas, la nitrocelulosa contin a ocupando un lugar destacado en los segmentos de repintura automovil stica, selladores y acabados para madera, tintas de impresi n por huecograbado y flexograf a, esmaltes para u a y acabados para cueros, apareciendo siempre nuevas aplicaciones.

4 Es muy grande el n mero de registros de patentes relacionadas con la aplicaci n de nuevos productos basados en la nitrocelulosa. La preocupaci n con el agotamiento de los recursos naturales y la importancia que la sociedad ha dado a la preservaci n del medio ambiente, ponen en relieve algunas caracter sticas de la nitrocelulosa, cuya fuente principal, la celulosa, es una materia prima no petroqu mica, renovable, abundantemente encontrada en la naturaleza. La nitrocelulosa tambi n es completamente at xica y biodegradable, y utiliza solventes de bajo ndice de toxicidad de acuerdo con las exigencias del ambiente de trabajo.

5 Debido a su solubilidad en diversas clases de solventes org nicos, se pueden formular productos con amplio espectro de VOC (compuestos org nicos vol tiles, del Ingl s, volatile organic compounds). Hay, adem s, muchas investigaciones en curso para el desarrollo de tipos de resina de nitrocelulosa hidrosolubles. 4 5 CELULOSA La celulosa es la materia prima b sica para la producci n de nitrocelulosa. Las principales fuentes de obtenci n de celulosa para nitraci n son: madera y fibras de algod n. Para la producci n de nitrocelulosa, se utilizan pulpas con m s de 98% de pureza.

6 La celulosa pertenece a la clase qu mica de los carbohidratos, presentando una composici n qu mica relativamente simple. Es un pol mero de alto peso molecular, de estructura lineal, que tiene como unidad repetidora a la beta-D- glucosa (C6H1005)n a lo largo de su cadena, llegando a tener de a unidades, o m s. Cada unidad de beta-D-glucosa contiene un grupo hidroxilo primario representado por (-CH2-OH) y dos grupos hidroxilos secundarios (-OH), y juegan un importante papel en la transformaci n qu mica de la celulosa en nitrocelulosa, pues estos grupos funcionales son los que reaccionan parcialmente con el cido n trico formando la nitrocelulosa.

7 Los grupos hidroxilos primarios presentan mayor reactividad que los secundarios, y son los primeros a reaccionar durante la nitraci n. CELULOSA Por um processo de imers o, faz-se a nitra o da celulose com cido n trico e sulf rico NITROCELULOSA PROCESO DE PRODUCCI N DE LA NITROCELULOSA La nitrocelulosa es producida industrialmente a partir de pulpas de celulosa de alta pureza. La reacci n de nitraci n de la celulosa, es realizada en reactores de acero inoxidable que contienen una mezcla de cido n trico y cido sulf rico, en condiciones de proceso rigurosamente controladas.

8 El producto es enviado para una centr fuga que retira la mezcla sulfo-n trica. La nitrocelulosa centrifugada es lavada hasta la eliminaci n de todo el cido residual y estabilizada por ebullici n en autoclaves. En seguida, se la encamina para el ajuste final de viscosidad, que es efectuado a trav s de la reducci n controlada de 6 su peso molecular. La nitrocelulosa es entonces deshidratada por centrifugaci n, y el agua residual es substituida por 25 a 30% de etanol o de isopropanol. Cuando est debidamente humedecida con alcoholes, la nitrocelulosa presenta seguridad para su manipulaci n y transporte.

9 La nitrocelulosa es acondicionada en sacos pl sticos antiest ticos y embalada en tambores de fibra o cajas de cart n. El proceso de nitraci n, dependiendo de la proporci n de los reactivos presentes en la mezcla sulfo-n trica, puede llevar a la formaci n de tipos de nitrocelulosa con diferentes tenores de nitr geno, que var an de 10,8% a 12,2% para la industria de pinturas y barnices, y de 12,5% a 13,6% para fines b licos o civiles, como propelentes de cohetes y p lvoras de base simple y doble. v TIPOS DE NITROCELULOSA Durante la fabricaci n de la nitrocelulosa, son controladas diversas variables en el proceso de nitraci n y de reducci n de viscosidad.

10 Se obtienen, as , diferentes tipos de nitrocelulosa, los que son caracterizados con relaci n al tenor de nitr geno y a la viscosidad. a) Tenor de Nitr geno Una de las principales caracter sticas de la nitrocelulosa es su tenor de nitr geno, que depende de la extensi n del grado de nitraci n de las hidroxilos de la celulosa. El valor te rico m ximo que puede ser alcanzado es de 14,14 % que corresponde a una FLUJO DEL PROCESSO DE PRODUCCI N DE NITROCELULOSA 7 nitrocelulosa en la cual los 3 hidroxilos reaccionaron con el cido n trico. En la pr ctica, sin embargo, la nitrocelulosa industrial se encuentra en la banda de 10,8 % a 12,2 % de nitr geno.