Optimización del proceso de elaboración de resinas alquídicas de bajo impacto ambiental por sustitución de polioles sintéticos

Abstract

La fabricación de resinas alquídicas en la industria ha ido en aumento, debido al uso en pinturas y recubrimientos. Este tipo de resina contiene un elevado porcentaje de compuestos orgánicos volátiles (COV’s) debido al alto contenido de solventes aromáticos, lo que ha generado preocupación ya que afecta tanto de manera ambiental como a la salud del ser humano. Por ello, el presente trabajo de suficiencia profesional tiene como objetivo desarrollar una resina alquídica de bajo impacto ambiental optimizando el proceso de elaboración, sustituyendo al poliol convencional llamado pentaeritritol (PE) por un poliol eco amigable llamado propanotriol o glicerina (G) y así poder diluir esta resina con la menor cantidad de solvente posible. Para ello, se modificó la formulación en cuatro etapas: 100% de PE con 0% de G, 50% de PE con 50% de G, 25% de PE con 75% de G y por último 0% de PE con 100% de G. Los resultados indicaron que sustituir al 100% el pentaeritritol por glicerina disminuyó el uso de xilol (solvente) en un 74,16 % ya que a medida que se sustituyeron los polioles, se utilizaba menor cantidad de solvente en la etapa de dilución. Adicional a ello, se modificó el catalizador convencional oxido de Plomo (PbO) y se utilizó el hidróxido de litio (LiOH) ya que la reacción entre el aceite y la glicerina con el PbO como catalizador requirió una temperatura de 250°C, en cambio con el LiOH solo 210°C, disminuyendo el tiempo de la reacción de alcoholisis. Por todo lo mencionado, se obtuvo un producto con parámetros fisicoquímicos óptimos y de bajo impacto ambiental, siendo una alternativa viable para la industria de pinturas.

The production of alkyd resins in the industry has been increasing due to their extensive use in paints and coatings. However, this type of resin contains a high percentage of volatile organic compounds (VOCs) as a result of the significant presence of aromatic solvents, raising concerns because of their environmental and human health impacts. Therefore, the present professional competency project aims to develop an environmentally friendly alkyd resin by optimizing the manufacturing process. This was achieved by replacing the conventional polyol, pentaerythritol (PE), with an eco-friendly polyol, propane – 1,2,3 – triol or glycerol (G), in order to minimize the amount of solvent requeired for dilution. The formulation was modified in four stages: 100% PE - 0% G, 50% PE - 50% G, 25% PE - 75% G and 0% PE - 100% G. The results showed that replacing pentaerythritol entirely with glycerol reduced the use of xylene (solvent) by 74,16%, as less solvent was needed during the dilution stage as the proportion of glycerol increased. Additionally, the conventional catalyst lead oxide (PbO) was replaced with lithium hydroxide (LiOH), since the reaction between oil and glycerol using PbO required a temperature of 250°C, while with LiOH only 210°C, significantly decreasing the alcoholysis reaction time. Overall, an alkyd resin with optimal physicochemical properties and environmental impact was obtained, proving to be a viable alternative for the paint industry.