Propiedades de clorocaucho o caucho clorado, recubrimientos y aplicación

pintura clorocaucho

El clorocaucho (caucho clorado, alopren, pargut, tornezita, tegófono, dartex) es un caucho de isopreno natural o sintético con un contenido de cloro de al menos 64,5%.

Propiedades físicas del clorocaucho

caucho clorado o clorocaucho

Por su aspecto, el caucho clorado es un polvo blanco suelto con un contenido de ceniza no superior al 0,15%. Al calentarse no se derrite, sino que se carboniza y se descompone a una temperatura superior a 1300С. El contenido de cloro es de 60-70%.

El caucho clorado no es explosivo, no es combustible, no es tóxico, no tiene sabor ni olor, no irrita la piel.

El clorocaucho es muy soluble en carbohidratos aromáticos (benceno y sus homólogos), ésteres (acetatos de etilo y de alquilo), cloroformo, tetracloruro de carbono, tricloroetileno, carbono azufrado, metiletilcetona. No es soluble en agua, alcohol, éter de petróleo y aceites minerales. La absorción de humedad en 24 horas es de 0,1-0,3%.

El alto contenido de cloro le da a la goma de cloro resistencia al fuego.

Recubrimientos de clorocaucho

Los revestimientos de caucho clorado son poco elásticos y, por lo tanto, se añaden plastificantes a la composición de las pinturas basadas en ellos. Los plastificantes aumentan la elasticidad y reducen la fragilidad de la película de caucho clorado.

Para los revestimientos resistentes al agua y a los reactivos químicos, las parafinas cloradas (líquidas o sus mezclas con sólidos; en este último caso, el brillo de los revestimientos mejora, su dureza aumenta) se introducen con mayor frecuencia en los materiales, y para los revestimientos resistentes a la intemperie – los ftalatos.

Se utilizan diversos pigmentos orgánicos e inorgánicos para producir esmaltes e imprimaciones (en la composición de las imprimaciones se introducen polvos metálicos – Al, Pb, Zn).

Para mejorar la adhesión, se suele introducir el brillo y la dureza en la pintura clorocaucho. El caucho clorado puede mezclarse fácilmente con una amplia variedad de resinas naturales y artificiales, pero no es compatible con la nitrocelulosa y la acetilcelulosa.

Los revestimientos de clorocaucho tienen buena adhesión a diversos sustratos (metal, hormigón, madera, etc.), durabilidad (en funcionamiento no superior a 400C), resistencia a la intemperie y al fuego, baja permeabilidad al agua, resistencia a la acción de los ácidos minerales, álcalis, alcoholes, hidrocarburos alifáticos, aceites minerales, moho, buenas propiedades de aislamiento eléctrico. Se secan rápidamente y se ponen bastante duros.

Los barnices y esmaltes de clorocaucho se utilizan para proteger las estructuras metálicas y las máquinas que funcionan en entornos agresivos y en la atmósfera industrial, así como diversos equipos de reactivos químicos. Para pintar una parte submarina de buques y piscinas, construcciones portuarias, hormigón, diseños de edificios de ladrillo. Úsalos también en la recepción de cubiertas ignífugas en un árbol y para marcar.

Producción de clorocaucho

clorocaucho como se produce

La primera cloración del caucho natural para producir un polímero sólido se describió en 1859.

Los clorocauchos pueden obtenerse clorando tanto el caucho natural (NR) como el caucho de isopreno sintético (SKI-3). La cloración se realiza en disolventes – hidrocarburos clorados, en particular, en el tetracloruro de carbono.

En la acción del cloro sobre el caucho se produce una reacción de unión (por dobles enlaces) y una reacción de sustitución (por α-CH2-groups):

Cuanto mayor sea el peso molecular del polímero, mayor será la viscosidad de la solución, por lo tanto, es necesario destruir la goma para facilitar la mezcla de la solución. Además, cuantas menos impurezas haya en el caucho, menos impurezas habrá en el producto final.

La viscosidad de la solución requerida se consigue normalmente destruyendo la goma antes de la cloración o durante la misma.

La destrucción de las macromoléculas de NK se lleva a cabo ya sea plastificando en mezcladores de caucho a temperatura elevada (hasta 1400ºC) u ozonolizando su solución en tetracloruro de carbono hasta alcanzar una cierta viscosidad, ya que la viscosidad está directamente relacionada con el peso molecular del polímero.

El ozono tiene la propiedad de unirse a gran velocidad a los dobles enlaces de las macromoléculas de caucho con la formación de ozónidos, cuya rápida descomposición provoca su «corte» en estos lugares con una disminución del peso molecular medio.

Después de obtener una solución de caucho de la masa molecular necesaria en tetracloruro de carbono, el cloro se barbatiza en ella a 20-600C para completar la saturación química, es decir, hasta el contenido de cloro ligado del 64,5%. La aceleración de la cloración se logra mediante el uso de la iniciación de los rayos ultravioleta, la radiación o el uso de iniciadores de radicales libres.

El mecanismo de cloración de NK y SKI-3 es muy complicado y no ha sido detectado completamente en la actualidad.

También hay otra forma de obtener clorocaucho: la cloración de NK (SKI-3) en cloroformo.

Este método de interacción expone una solución saturada de cloro en el cloroformo a la solución de caucho.

El método de obtención del clorocaucho se lleva a cabo a -20-250ºC, con una solución de caucho de 10-20,5% en cloroformo con saturación a temperatura de cloración en cloroformo. El proceso puede llevarse a cabo de forma continua o periódica. Por lo tanto, el aumento de la temperatura en 100C acelera la reacción en 10 – 15 veces.

Debido a la disminución de la temperatura por debajo de -200C, es posible que se produzcan pérdidas en la estabilidad de la solución de polímero con un contenido de cloro que alcanza el 45-50%. El aumento de la temperatura por encima de los 250C también es inoportuno, ya que va acompañado de procesos secundarios.

El uso del cloroformo como disolvente se debe a que la viscosidad de las soluciones de caucho en él es mucho menor que en el carbono de cloruro de cereza. Así, a 250C la viscosidad de la solución de caucho al 1% en cloroformo y tetracloruro de carbono es igual a 6,8 y 74,7 MPas, respectivamente.

Aplicación del clorocaucho

El principal campo de aplicación del clorocaucho es la industria de la pintura.

Se producen tres tipos principales de pinturas a base de clorocaucho:

  • Imprimaciones, que tienen una buena adhesión, especialmente a la superficie de acero y a las capas de recubrimiento posteriores;
  • de capa fina, el llamado tipo «clásico»;
  • pinturas para «recubrimientos gruesos».

Cuando se aplican pinturas de imprimación, no es necesario preparar la superficie minuciosamente, basta con tratarla con cepillos de alambre.

La pintura del tipo llamado «clásico» es una pintura basada en una mezcla de clorocaucho con un plastificante inerte. La pintura se aplica principalmente con un pincel. Los recubrimientos gruesos forman una película gruesa con alta resistencia química, que es muy eficaz para la protección a largo plazo del acero contra la corrosión. La película es homogénea y se seca rápidamente. La vida útil en condiciones bastante duras es de más de diez años.

Las pinturas resistentes a los químicos se usan principalmente para proteger las estructuras de acero. Sus ventajas consisten en que son baratas (principalmente debido a la posibilidad de aplicar la película de gran espesor); duraderas en el proceso de funcionamiento; no requieren una preparación minuciosa de la superficie; representan un sistema de un solo componente; se secan rápidamente, se aplican con éxito en tiempo frío; tienen buena adhesión, incluso a la pintura vieja. Los revestimientos gruesos se utilizan en plantas químicas, centrales nucleares, instalaciones marítimas y portuarias, barcos, plataformas de perforación en alta mar, plantas de alcantarillado, plantas de gas, puentes y talleres de galvanización.

En las empresas de la industria alimentaria, y también para la protección de tuberías, tanques de agua, se aplica un casco de un buque con revestimientos de capa fina. Las cisternas de las carreteras, algunas instalaciones marítimas y portuarias, la superestructura de los buques y la maquinaria agrícola protegen el alopren con revestimientos alquídicos. La resistencia química del caucho de cloro lo convierte en uno de los mejores recubrimientos para superficies de cemento alcalino.

Las pinturas para carreteras son un área de aplicación particular para el caucho clorado. Las pinturas a base de caucho clorado son resistentes al desgaste, de secado rápido y bien visibles en las carreteras de hormigón y asfalto. Tienen buena adhesión y resistencia a los productos químicos y abrasivos utilizados durante las nevadas y las eras de hielo. No sólo las autopistas, sino también los aeropuertos, fábricas, estacionamientos, etc. requieren pinturas de marcado.

Debido al alto contenido de cloro, el caucho de cloro no se quema. Esto lo convierte en un material valioso para las pinturas resistentes al fuego y a la corrosión, que han encontrado una amplia aplicación en las refinerías de petróleo. El trióxido de antimonio se añade a las pinturas resistentes al fuego, que reaccionan con el caucho de cloro en caso de incendio. En este caso, se emiten cloruros volátiles de antimonio y cloruro de hidrógeno, que amortiguan la llama.

En los adhesivos, el caucho clorado como agente independiente de formación de películas prácticamente no se utiliza, y se emplea como aditivo modificador para mejorar las propiedades de los adhesivos de neopreno, nitrilo y poliuretano. La modificación del caucho clorado aumenta la fuerza cohesiva y adhesiva de la película adhesiva, mejora la resistencia a largo plazo de los compuestos adhesivos a temperaturas normales y elevadas y aumenta la resistencia del adhesivo a los reactivos químicos.

La composición adhesiva del caucho de cloro y el neopreno es especialmente eficaz cuando se utiliza como sustrato para fijar el caucho a los metales (acero, hierro fundido, aluminio, bronce, cobre, etc.). La modificación de los adhesivos de nitrilo con caucho de cloro aumenta sus propiedades de adhesión y la resistencia a la gelificación.

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