pintura química-exposicion
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PINTURAS 1. DEFINICIÓN
La pintura es una mezcla líquida o pastosa que aplicada por pulverización,
extensión o inmersión sobre una superficie se transforma por un proceso
de curado en una película sólida, contenido de humedad y temperatura en
el concreto a edades tempranas.plástica y adherente que la protege y/o
decora.
El curado es el mantenimiento de un adecuado
2. PROCESO DE PRODUCCIÓN
Las pinturas están compuestas de tres sustancias separadas que trabajan
en conjunto, un pigmento que da el color, un ligante que le confiere
adherencia y por ultimo un vehículo (solvente) que permite la aplicación de
la misma.
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El primer paso en la fabricación de pinturas es el mezclado del pigmento
con resinas, solventes y adhesivos para formar una pasta. El pigmento se
premezcla con resina. ( un agente humectante o surfactante que ayuda a
humedecer al pigmento), más uno o más solventes y aditivos para formar la
pasta.
Dispersión de pigmento
La mezcla pasta se deriva a un molino de arena, que es un cilindro grande
que agita pequeñas partículas de arena o sílice para moler las partículas de
pigmento, disminuyendo su tamaño y dispersándolas a través de toda la
mezcla, luego se filtra la mezcla para remover las partículas de arena o
sílice.
Disolución o adelgazado de la pasta
La pasta se envía a recipientes donde se agita con la cantidad apropiada
de solvente conforme al tipo de pintura.
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Enlatado
La pintura terminada se bombea al cuarto de envasado. por una cinta
transportadora vienen las latas deslizándose horizontalmente donde se le
colocan las etiquetas. Luego se colocan verticalmente para recibir el
volumen medido de pintura mediante bombeo. a continuación una maquina
coloca la tapa sobre la lata llena y una segunda maquina ejerce presión en
la tapa para sellarla
Control de calidad.
Los fabricantes de pinturas cuentan con una vasta serie de controles de
calidad mediante los cuales se verifica densidad, resistencia a la abrasión,
dispersión, y viscosidad. Luego se toman muestras de pinturas y se aplican
sobre superficies para estudiar su resistencia al escurrimiento (chorreado),
velocidad de secado y textura. También se controla su resistencia a la
decoloración por exposición a los agentes climáticos etc.
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3. COMPONENTES DE UNA PINTURA 3.1. PIGMENTOS
Su función principal es la de conferir color y opacidad a la capa de
pintura. Son generalmente sustancias sólidas en forma de polvo de
muy fina granulometría.
Entre los pigmentos más destacados tenemos a:
Cromato de plomo: “Amarillo de cromo”
Sulfuro de mercurio: “Bermellón”
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Bioxido de Titanio:
Oxido de Zinc:
Óxido de Hierro: “Ocre Rojo”
ftalocianina de cobre
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Ferrocianuro férrico
Silicato de Aluminio: “Azul Ultramar”
Anilina:
Carbonato hidratado de cobre: “Malaquita”
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Óxido de cromo: “Verde de cromo”
3.2. LIGANTES:
También llamado vehículo fijo, aglutinante o más vulgarmente
resina. Es el componente básico de la pintura a la que confiere la
posibilidad de formar película una vez curada. De él dependen las
propiedades mecánicas y químicas de la pintura, y por tanto su
capacidad protectora. Es el elemento que da cuerpo, dureza y
durabilidad a la pintura y que protege a la base.
La composición de los ligantes es variable: resinas, gomas, aceites,
polímeros acrílicos, etc. Pueden tener componentes volátiles o no
volátiles. El hecho de ser la composición variable va dar lugar a
tener diferentes tipos de pinturas: pinturas plásticas, pinturas de
emulsión, pinturas al aceite, etc.... En definitiva, el tipo de aglutinante
será función de las características que se deseen en la pintura
Es el ingrediente esencial encargado de:
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Llevar en suspensión los demás componentes
Conseguir la adherencia suficiente con el soporte
El proceso de solidificación y de su resistencia
Forma la película de la pintura, por lo que de los aglutinantes (o
ligantes) dependen:
dureza y flexibilidad de la pintura
adherencia al soporte
estabilidad a la temperatura
resistencia al cambio de color o amarilleamiento
resistencia al agua, al sol y a las agresiones químicas
3.2.1. CLASIFICACIÓN DE LOS LIGANTES
RESINAS ALQUIDICAS:
Son las más importantes de todas las resinas sintéticas,
cuyo volumen total utilizado en los recubrimientos de
superficies supera el de todas las restantes. Son
esencialmente poliesteres de alcoholes polihidroxilicos y
ácidos policarboxilicos combinados químicamente con los
ácidos de diversos aceites secantes, semisecantes y no
secantes en diferentes proporciones. Los ácidos del aceite
se unen en las moléculas de resina por esterificación
durante la fabricación y se convierten en parte integrante del
polímero. La porción de poliéster contribuye a la dureza de
las resinas usadas en los barnices ordinarios, y los ácidos de
los aceites proporcionan flexibilidad, adherencia y solubilidad
en disolventes no costosos.
También se usan las resinas alquidicas modificadas que
contienen otras resinas, tales como las derivadas de la
colofonia, compuestos fenolicos, viniltolueno y siliconas.
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RESINAS AMINICAS
La utilización de las resinas aminicas combinadas con
determinadas resinas alquidicas, han hecho posible la
producción de acabados con programas de cocción mas
cortos, mejores durezas, resistencia a la distorsión y a los
agentes químicos, y mejor duración en exteriores, en
comparación con los acabados compuestos de resinas
alquidicas solamente.
La química de las resinas aminicas es extremadamente
compleja debido a su gran numero de reacciones en su
síntesis, y porque los compuestos aminicos mismos pueden
existir en forma tautomericos.
RESINAS FENOLICAS
Son las derivadas del fenol, secan al horno y son resistentes
al agua y a gran cantidad de agentes químicos. Se pueden
dividir en dos grandes grupos: las solubles en los aceites
secantes, y las insolubles, que se disuelven en alcohol. Se
fabrican principalmente a partir del fenol y fenoles para
sustituidos que reaccionan con el formaldehído para formar
grupos metilol en los anillos de fenol. Presentan rápido
secado, buen aspecto y generalmente buena resistencia a la
humedad y a los agentes químicos. Sus principales
inconvenientes son que se colorean fácilmente y tienen
tendencia a amarillear después que han sido aplicadas.
RESINAS EPOXICAS
Son resinas con grupos epoxi. Se obtienen por
condensación de epiloclorohidrina y bisfenol. Pueden secar
en horno al aire, cuando son debidamente catalizadas. Son
resinas muy adherentes, y de excelente resistencia química
y mecánica.
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RESINAS VINILICAS
Se forman apartir de monomeros que contienen dobles
enlaces que polimerizan por adición lineal en moléculas de
largas cadenas. Entre ellas están las resinas derivadas de
los monomeros, cloruro de vinilo, cloruro de vinilideno,
acetato de vinilo; estireno y sus derivados, alcohol vinílico,
butadieno, acrilonitrilo y esteres acrílicos y metacrilicos. Los
monomeros de vinilo son generalmente gases o líquidos
volátiles de baja viscosidad a la temperatura ambiente.
Cuando polimerizan se hacen sólidos incoloros, o casi
incoloros. Se venden como soluciones en diversos
disolventes o como dispersiones en agua.
3.3. DISOLVENTES
Los disolventes son sustancias que permiten la dispersión
de otra sustancia en su seno. Son compuestos químicos de
diferente origen y naturaleza, que se caracterizan por poseer
unas determinadas propiedades físicas y químicas que les
confieren la aptitud para su uso como tales. Los disolventes
pueden ser sólidos, líquidos o gases, aunque normalmente
sólo se consideran los que en condiciones normales de
presión y temperatura se presentan en estado líquido.
Su función es, básicamente, permitir la aplicación de la
pintura por el procedimiento adecuado, confiriéndole
consistencia apropiada, ya que en general una pintura sin
disolvente tendría una viscosidad elevada. Otra de sus
funciones es la de facilitar la fabricación de la pintura y
mantener la estabilidad una vez envasada.
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3.3.1. REQUISITOS DE LOS DISOLVENTES / SOLVENTES:
Deben ser inertes (No introducir reacciones químicas)
Han de solubilizar la resina base con objeto de obtener
la pintura en un estado líquido viscoso.
Han de ser volátiles bajo en las condiciones que se
forma la película de pintura, es decir, una vez comience
el proceso de secado/curado de la pintura los
disolventes han de evaporarse con objeto de no formar
parte de la pintura seca.
3.3.2. CLASIFICACIÓN DE LOS DISOLVENTES
Disolventes polares: Se utilizan para disolver sustancias
polares. El ejemplo clásico de un solvente polar es el agua.
Los alcoholes de bajo peso molecular también pertenecen
a este tipo.
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Disolventes apolares: Son sustancias químicas, o una
mezcla de las mismas, que son capaces de disolver
sustancias no hidrosolubles y que por sus propiedades
disolventes tienen múltiples aplicaciones en varias
tecnologías industriales y en laboratorios de investigación.
Algunos disolventes de este tipo son: éter dietílico,
cloroformo, benceno, tolueno, xileno, cetonas, hexano,
ciclohexano y tetracloruro de carbono. Un caso especial lo
constituyen los disolventes fluorados, que son más
apolares que los disolventes orgánicos convencionales.
3.3.3. FACTORES QUE AFECTAN LA SELECCIÓN DE LOS DISOLVENTES / SOLVENTES:
Poder De Solubilidad O Solvencia
Viscosidad
Punto De Ebullición
Velocidad De Evaporación
Toxicidad
Olor
Coste
3.3.4. ¿QUÉ DIFERENCIA HAY ENTRE DISOLVENTES Y
DILUYENTES?
En el área de pintura hablamos indistintamente tanto de
disolventes como de diluyentes, siendo ambos compuestos
químicos que se añaden en la pintura pero con funciones y
objetivos diferentes
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Llamamos disolvente a cualquier líquido presente o añadido
a la pintura y diluyente a cualquier sustancia que añadida a
la pintura provoca una reducción de su contenido en sólidos.
Los disolventes se definen como compuestos químicos que
se introducen durante la fabricación de la propia pintura y
antes de su envasado, con la finalidad de mantener todos
los componentes de las pinturas (resina, pigmentos,
aditivos…) en un estado líquido / viscoso tal y como lo
conocemos.
Los diluyentes se definen como los compuestos químicos
que se introducen a la pintura previa a su aplicación, con el
objeto de variar la viscosidad así como otras propiedades
relacionadas con la velocidad de curado que pueden
afectar a la funcionalidad y estética de la capa de final de
pintura.
3.3.5. REQUISITOS DE LOS DILUYENTES:
Han de ser compatibles con los disolventes
incorporados en la propia pintura.
Han de ser volátiles bajo en las condiciones que se
forma la película de pintura, es decir una vez comience
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el proceso de secado/curado de la pintura los
diluyentes han de evaporarse con objeto de no formar
parte de la pintura seca.
3.3.6. FUNCIONES DE LOS DILUYENTES:
Ajustar la viscosidad de la pintura en función del
método de aplicación y la pintura utilizada (aplicación
con rodillo, pistola, pinturas con altos contenidos en
solidos)
Regular el tiempo de secado y evaporación (diluyentes
lentos en verano y rápidos en invierno) y por ende
evitar problemas funcionales y estéticos (hervidos,
pérdidas de brillo…)
3.3.7. LOS DISOLVENTES Y EL MEDIOAMBIENTE.
Los disolventes, al igual que los diluyentes, necesitan
evaporarse durante el proceso de secado/curado de la
pintura con objeto de no formar parte de la película seca,
esta evaporación produce en el ambiente una concentración
de compuestos químicos (Cov´s – compuestos orgánicos
volátiles) afectando negativamente tanto al medio ambiente
como a la salud de las personas que se encuentran
expuestas.
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Ante esta situación el pintor que utilice este tipo de pinturas
ha de protegerse vía máscaras respiratorias, buzos, guantes
de protección, gafas… de los efectos adversos que pueden
producir los disolventes y diluyentes.
Respecto el tema medioambiental y con el objetivo de
reducir la concentración de Cov´s se utiliza filtros de carbón
activo, generadores de ozono, quemadores de cov´s…
Ante el grado de peligrosidad laboral y medioambiental que
representan el uso intensivo de pinturas al disolvente,
actualmente los países están poniendo en prácticas leyes
que induzcan a la utilización de otras pinturas que no
contengan disolventes ni sea necesario utilizar diluyentes.
Ante esta necesidad la industria de la pintura ha desarrollado
alternativas como las pinturas de altos sólidos, pinturas al
polvo o las pinturas al agua en donde el diluyente y
disolvente de la pintura es agua.
3.3.8. ELECCIÓN DEL DISOLVENTE
La elección del solvente está directamente relacionada con el tipo
de reacción y requiere tener en cuenta ciertas consideraciones. A
la hora de escoger el solvente se debe tener perfectamente
estudiada la solubilidad de los reactivos a la temperatura a la cual
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se tiene que realizar el experimento. Cuando se deben realizar
experimentos a temperatura elevada se tienen que seleccionar
disolventes de puntos de ebullición altos, como por ejemplo DMF,
DMSO, N-metilpirrolidona, tolueno, xileno, etc.
Si se requiere trabajar a baja temperatura se suelen emplear
disolventes de bajo punto de fusión como el THF o el éter. Para
disminuir la viscosidad se utilizan mezclas de disolventes como
THF:éter:pentano 4:4:1 o THF:éter:hexano 4:4:1.
Además de la temperatura también se debe tener especial
atención con del tipo de reacción a realizar. Por ejemplo, la
polaridad del solvente puede influir en reacciones de sustitución
nucleofílica. En algunos casos la solubilidad mejora con la adición
de codisolventes.
Para las reacciones con reactivos organometálicos, los
disolventes se deben purificar previamente y tienen que estar
libres de agua y peróxidos.
TABLA DE LOS PRINCIPALES DISOLVENTES Y SUS ESPECIFICACIONES
Disolvente p.e (ºC) p.f. (ºC)
Pentano 36 -129
Hexano 69 -94
Benzeno 80 5,5
Dietil éter 34,5 -116
THF 64 -65
DME 82 -58
Trietilamina 89 -115
TMEDA* 122 -55
Hexametapol** 232 7
p.e. punto de ebullición p.f. punto de fusión
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3.3.9. DISOLVENTES MÁS IMPORTANTES
PENTANO
Pentano es un hidrocarburo saturado o alcano con fórmula química
C5H12. El pentano es un líquido incoloro inflamable con olor a
gasolina.
HEXANO
Se trata de un líquido incoloro, fácilmente flamable y con un olor
característico a disolvente. Es poco soluble en agua, pero se
mezcla bien con los disolventes orgánicos apolares como el alcohol,
el éter o el benceno. Es muy poco polar por lo que su momento
dipolar es casi nulo y su fuerza de elución es muy baja
BENCENO
Es un hidrocarburo aromático de fórmula molecular C6H6,
(originariamente a él y sus derivados se le denominaban
compuestos aromáticos debido a la forma característica que
poseen).
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TOLUENO
El tolueno es una sustancia que también se conoce como
metilbenceno. Se trata de un hidrocarburo de tipo aromático que se
produce a partir del benceno.
Esta sustancia puede hallarse en la naturaleza en árboles del
género Myroxylon y en el petróleo crudo. Además puede obtenerse
mediante distintos procesos industriales.
ETER ETÍLICO
El éter etílico, o dietiléter es un éter líquido, incoloro, muy
inflamable, con un bajo punto de ebullición, de sabor acre y
ardiente. Es más ligero que el agua (su densidad es de 736
kg/m3), sin embargo su vapor es más denso que el aire (2,56
kg/m3).
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4. CLASIFICACIÒN DE LAS PINTURAS 4.1. POR LA FORMA EN QUE LLEVAN A CABO EL PROCESO DE
SECADO Y ENDURECIMIENTO.
A) PINTURAS DE SECADO POR EVAPORACIÓN
En estas el ligante no sufre variación durante el proceso de
secado. Estas confieren una adherencia excelente entre capas.
Estas pinturas presentan bajo contenido en sólidos y alta
viscosidad.
B) PINTURAS DE SECADO OXIDATIVO
En estas, el ligante se caracteriza por poseer ácidos grasos en
su estructura. El secado se realiza por absorción de oxígeno del
aire después de la evaporación de los disolventes. Son las más
utilizadas por la excelente combinación de propiedades que
reúnen.
C) PINTURAS DE SECADO AL HORNO
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Estas deben ser sometidas altas temperaturas para su secado.
La temperatura de secado oscila entre los 100 y 200 °C por un
por un período de 5 a 30 minutos. Estas pinturas adquieren sus
propiedades finales después de haberse estufado a diferencia de
las que utiliza ligantes de secado oxidativo en las que la
adherencia, máxima dureza o resistencia a los agentes agresivos
pueden tardar semanas y meses en llegar a su nivel máximo.
D) PINTURAS DE SECADO REACTIVO
En ellas la reacción debe producirse con un segundo
componente denominado catalizador o endurecedor, añadido
previamente a su aplicación. Debido a que la reacción se
produce a temperatura ambiente, es necesaria la utilización en
dos componentes para evitar que se realice en el envase. Estas
pinturas, aunque precisan algunos días para alcanzar el
endurecimiento total, después de conseguido presentan
propiedades similares e incluso superiores a las de secado al
horno. Son muy utilizadas en el campo de la protección y
conservación industrial.
4.2. POR LA FUNCIÓN QUE DESEMPEÑA.
IMPRIMACIONES
Primeras capas de pintura en contacto directo con la superficie
fuertemente ligada y con bajo contenido de ligante. Sirven de anclaje
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para las siguientes manos y evitan la oxidación en superficies
metálicas por medio de pigmentos anticorrosivos. Se aplican sobre
madera, hormigón, mampostería, plástico y metales.
CAPAS DE FONDO O INTERMEDIAS
Se aplican sobre la imprimación generalmente con la misión de
aumentar el espesor del sistema de pintura para evitar dar varias
capas de acabado. La relación pigmento/ligante es inferior a la de
las imprimaciones pero superior a las de las pinturas de terminación.
PINTURAS DE ACABADO
Son aquellas que se aplican como última capa del sistema, bien
sobre la imprimación o mejor aún sobre la capa intermedia.
Formuladas con relación baja pigmento/ligante para conseguir las
mejores propiedades de impermeabilidad y resistencia, se
pigmentan en toda la gama imaginable de colores. Normalmente
brillantes también se fabrican en brillo, satinado o incluso mate.
BARNICES
Son recubrimientos no cubrientes por opacidad, es decir
compuestos solamente por ligante y disolvente. Se emplean para
embellecer y proteger madera, plástico y metales. Pueden ir en
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ocasiones pigmentados con colorantes solubles o pigmentos
transparentes.
4.3. POR SU COMPOSICIÓN
4.3.1. PINTURAS DE EMULSIÓN AL AGUA
PINTURAS DEFINICIÓN Y USO PROPIEDADES
AL TEMPLE
Es una pintura al agua,
que usa como ligantes colas
Porosa y
permeable
No es resistente al
agua
Poca dureza
Bajo coste
Propensa a la
formación de mohos
A LA CAL
Es una pintura al agua, cuyo aglutinante y
pigmento es la cal
Acabado mate
Porosa y absorbente
Endurece con el
tiempo
Tiene propiedades
microbicidas
No es flexible
AL CEMENTO
Es una pintura a base
de cemento blanco y pigmentos resistentes a la alcalinidad
El secado se
produce por el mismo mecanismo
que el fraguado del cemento por lo que es necesaria la presencia de
humedad en esta fase
Produce una capa
mate muy absorbente
AL SILICATO
Las pinturas al silicato reaccionan con el
carbonato cálcico del soporte produciendo
compuestos insolubles
Son permeables al
vapor
Dilatan
conjuntamente con el soporte ya que tienen una
buena adherencia al haber una reacción química
(petrificación)
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4.3.2. PINTURAS DE EMULSIÓN AL ACEITE
Su carácter
alcalino impide el desarrollo de microorganismos
Al ser de origen mineral, son
ignífugas, insolubles y resistentes a
gases industriales
PLÁSTICAS O ACRÍLICAS
Usan como ligantes
dispersiones poliméricas (plásticos sólidos), que
al secar dejan un residuo transparente, flexible similar a un
plástico
Se diluyen en
agua
Poco olor
Al evaporarse el ligante no hay
reacción acuosa son sensibles a los factores
atmosféricos (con calor secan rápidamente y con
frío tardan excesivamente)
Son impermeables
al agua de lluvia y tienen escasa
Impermeabilidad al vapor
No amarillean
Poco poder de
penetración en superficies poco porosas
PINTURA DEFINICIÓN Y USO PROPIEDADES
AL ACEITE
Usan como ligantes aceites secantes
(linaza), para conseguir más cuerpo y más brillo
se disuelven en hidrocarburos (
white spirit) o en aguarrás
admiten toda clase
de pigmentos
poseen gran flexibilidad y
poder de penetración
son de secado
lento
pierden el brillo y
amarillean en el exterior
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ESMALTES GRASOS
compuestos por una
mezcla de aceites y resinas duras naturales o sintéticas
(se diferencian de los sintéticos en queen estos se produce una
reacción química entre el aceite y la resina)
su brillo se
mantiene en interiores pero se pierde en el
exterior
son poco
resistente a los álcalis
son de secado y
endurecimiento lento
tienen olor penetrante durante su
aplicación y secado
ESMALTES Y
BARNICES SINTÉTICOS
reciben esta denominación
todas las pinturas a base de resinas alcídicas en las
que se produce una reacción entre el aceite y el
disolvente, formando películas tersas y
resistentes (brillantes, satinadas o
mates)
secan rápidamente, por
evaporación del disolvente y
Sufriendo luego
un proceso de oxidación
Tienen brillo que se mantiene
incluso en el exterior
Son resistentes a
los agentes químicos no demasiado
agresivos (ambientes urbanos, etc.)
Tienen poca resistencia a los
álcalis
ESMALTES ACRÍLICOS:
Son esmaltes al
agua, es decir el ligante es una
dispersión en agua de los polímeros
químicos
No amarillean
tienen poco olor
al secar por evaporación del agua
Deben aplicarse con temperaturas superiores a 5º c
son resistentes a los álcalis
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5. PROPIEDADES GENERALES DE LAS PINTURAS
DENSIDAD REAL: EN PICNÓMETRO, POR PESAJE VISCOSIDAD: COPA FORD
GRANULOMETRÍA INFLAMABILIDAD: 300º - 400º C FINURA DE PIGMENTO: CON TAMICES DE MÁS 6.400
MALLAS/CM2 DUREZA: UN LÁPIZ DE ESTAÑO EN FORMA DE CONO DE 8 MM
DE BASE Y 10 MM DE ALTO, SE CARGA CON 500 GRAMOS Y SE DESPLAZA A 1 CM/SEG, NO DEBIENDO DEJAR MARCA
TIEMPO DE SECADO: HUELLA PODER DE CUBRICIÓN: RENDIMIENTO INTENSIDAD DE COLOR: COLORIMETRÍA
TRANSPARENCIA: VIDRIO ADHERENCIA: CORTE POR ENREJADO IMPERMEABILIDAD
ELASTICIDAD Y FLEXIBILIDAD: TRACCIÓN INDICE DE REFRACCIÓN RESISTENCIA AL AMBIENTE