El amoniaco es un compuesto químico utilizado en diferentes industrias. Es un gas incoloro que se produce de forma natural durante el proceso de descomposición de la materia orgánica, como plantas, bacterias, desechos de animales, entre otros. Sin embargo, es un potente agente oxidante, que puede causar combustión espontánea y es inflamable al usarlo en concentraciones de entre 16% y 25%.
En la formulación de pinturas se puede utilizar amoniaco para el ajuste de pH, aunque su uso ha disminuido debido a que puede causar irritación y ardor en el sistema respiratorio, la piel y ojos, y uno de los aditivos utilizados como alternativa son las aminas de las cuales te contaremos hoy en el blog de Pochteca.
¿Qué son las aminas?
Las aminas son compuestos orgánicos que derivan del amoniaco (NH3). Son bases débiles que tienen la capacidad de neutralizar a otros componentes ácidos para mantener el equilibrio del pH en diversas formulaciones. Además, tienen propiedades emulsionantes, lubricantes y de viscosidad por lo que se usan en la formulación de pinturas y recubrimientos.
En general, las aminas son compuestos orgánicos y grupos funcionales que contienen un átomo de nitrógeno con un par solitario. Se obtienen por la sustitución de las moléculas de hidrógeno por radicales alquilo. De este modo, las aminas serán primarias, secundarias o terciarias si se sustituyen una, dos o tres moléculas de hidrógeno, respectivamente.
Las aminas primarias son aquellas en las que uno de los tres átomos de hidrógeno del amoniaco se reemplaza por un grupo aromático o alquilo. Por ello, también se conocen como aminas alquílicas primarias cuando contienen metilamina, aminoácidos y un agente amortiguador. La anilina es la amina primaria más conocida.
Las aminas secundarias son aquellas que tienen dos moléculas sustituyendo al nitrógeno, estas pueden ser alquilo, arilo o ambos. En este caso se obtiene dimetilamina o difenilamina, entre otras.
Por su parte, las aminas secundarias tienen tres moléculas orgánicas como reemplazo, que pueden ser alquilo, arilo o ambos, unidas para obtener trimetilamina y el EDTA. Una cuarta amina serían aquellas terciarias que incluyen el anillo de 3 miembros aziridina o el anillo de seis miembros piperidina. Estas se conocen como aminas terciarias clíclicas y la N-metilpiperidina y la N-fenilpiperidina son algunos ejemplos.
Las aminas con cuatro sustituyentes orgánicos en el nitrógeno son cationes de amonios cuaternarios con un centro de nitrógeno cargado.
Uso de las aminas en la formulación de pinturas
Las aminas son utilizadas como aditivo en la formulación de pinturas, resinas y recubrimientos arquitectónicos como neutralizante, estabilizador de la dispersión, para mejorar el rendimiento de las pinturas y la dispersión de los pigmentos. Forma una película con protección anticorrosiva, alto nivel de protección contra la oxidación y un leve olor a amina.
Las aminas también se utilizan en la formulación de recubrimientos epoxi curados con aminas, los cuales tienen grupos funcionales anime y alcohol formados durante el curado. En general, encontramos cuatro tipos de endurecedores de amina: aminas alifáticas, aminas cicloalifáticas, aminas aromáticas, poliamidas y amidoaminas.
Estos endurecedores de amina reaccionan a temperatura ambiente por lo que se usan en el curado de recubrimientos epoxi para aplicaciones que sean sensibles a las temperaturas elevadas. Las aminas alifáticas reaccionan con más facilidad que las aminas cicloalifáticas y que las aminas aromáticas, aunque estas últimas tienden a formar resinas epoxi con una mayor resistencia a temperaturas aún más altas.
El uso de endurecedores de aminas tiene beneficios en cuanto a la velocidad de curado del recubrimiento, la resistencia química y ante solventes, la flexibilidad, resistencia mecánica, color y baja toxicidad, en comparación con otros aditivos. Además, el aumento de temperatura durante el proceso de curado incrementa la velocidad de reacción y la capacidad de aplicar el recubrimiento.
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