Silicato de Sodio

Aplicaciones: Jabón de Lavanderia | Detergentes | Adhesivos | Morteros Refractarios | Textil | Tratamiento de Agua | Pinturas y Pigmentos | Destintado de papel | Industria de la Fundición | Industria del Petróleo

Los Silicatos de Sodio también conocidos como vidrios solubles, son sustancias inorgánicas  compuestas primordialmente por Óxido de Silicio (SiO2) y Óxido de Sodio (Na2O).

Estos compuestos se producen mediante la fusión del carbonato de sodio y el dióxido de silicio (arena sílica de alta pureza):

Na2CO3 + nSiO2 → Na2O n(SiO2) + CO2

La forma genérica de los Silicatos de Sodio pueden representarse como Na2O nSiO2 xH2O, partiendo de esta fórmula se pueden obtener diversas composiciones o relaciones que van desde 1.6 SiO2 : 1 Na2O hasta 3.3 SiO2 : 1 Na2O, que son las que se pueden manejar satisfactoriamente dentro de los rangos permisibles de solubilidad de los silicatos.

Para su comercialización el Silicato de Sodio se presenta como una solución acuosa, disponible para su entrega al cliente en pipas, contenedores, tambores y porrones.

Aplicaciones:

Los Silicatos de Sodio tienen diferentes usos industriales, debido a que sus  componentes (óxido de sodio y óxido de silicio) actúan conjuntamente, situación que no presentan la mayoría de los álcalis.

La variedad de relaciones con las que se fabrican  los Silicatos de Sodio, así como la diversidad en densidades,  permiten su aplicación en diferentes industrias, como son:

- Jabón de Lavanderíaarriba ↑

Se recomienda el uso de los Silicatos de Sodio S-41 y S-42.

Los Silicatos de Sodio han desplazado  a las resinas como la colofonia, rosina, etc., en la elaboración de jabones.  Situación que surgió en un principio debido a la escasez y al alto costo de las resinas saponificables. Posteriormente el uso de los silicatos se generalizó en virtud de que los investigadores encontraron diversas ventajas atribuibles al silicato en las nuevas formulaciones .

Dentro de las principales ventajas se encuentran:
 
a) Evitar la formación de grasas libres que producen el “arranciamiento” del jabón durante su almacenamiento.

b)  Favorecer la formación de espuma abundante y persistente.

c)  Controlar la solubilidad para evitar que el jabón se consuma rápidamente.
 
d)  Regular el potencial del hidrógeno (pH) para que no dañe la piel y  se mantenga durante la operación de lavado (actúa como BUFFER).
e)  Reaccionar con los iones de Ca2+ y Mg2+ contenidos en las aguas denominadas “duras”, lo que permite que el jabón se aproveche eficientemente en el proceso de lavado.

 - Detergentesarriba ↑

Se recomienda el uso del Silicato de Sodio S-2.35.

En los detergentes el Silicato de Sodio tiene una participación activa en las propiedades de los mismos, entre las que podemos mencionar:
 
a) Inhibir la corrosión.- El silicato de sodio forma una capa protectora sobre la superficie del metal que ayuda a prevenir la corrosión de los metales.
 
b) Aumentar la humectación.- Uno de los primeros pasos en el proceso de lavado es la humectación, el silicato de sodio disminuye la tensión superficial, lo que favorece este proceso.
 
c) Emulsificación.- Los silicatos ayudan a la dispersión de las manchas de grasas (generalmente ácidas), suspendiéndolas en la solución de lavado y evitan su re-depositación.

d) Defloculación.- Favorecen la ruptura de manchas de partículas inorgánicas (tierra, arena, etc.), dispersándolas en el agua evitando así su reagrupación.

e) Saponificación.- Actúan en el proceso de rompimiento de las moléculas de grasa para formar un jabón soluble.

f)  Alcalinidad.- El óxido de sodio incrementa la alcalinidad en el proceso de lavado.

g) Amortiguamiento.- Tiene un efecto amortiguador (Buffer) que permite mantener un pH alto en presencia de suciedad ácida.

h) Poder secuestrante y suavizante.- Los Silicatos reaccionan con los iones de Ca2+ y Mg2+ contenidos en las aguas, lo que permite que se generen compuestos que se eliminan en el enjuague, removiendo los minerales y la dureza del agua.

Otra de las propiedades relacionadas con la utilización de los Silicatos de Sodio en la formulación de los detergentes sintéticos, es la protección que le da a las fibras (tela) y la disminución de la tendencia a perder el color.

- Adhesivos. arriba ↑

Se recomienda el uso de los Silicatos de Sodio S-41 y S-42.

Los Silicatos de Sodio poseen características que los hacen funcionar por sí mismos como adhesivos, dentro de las que se pueden mencionar:

 a)  Humectación de superficies:

Los adhesivos a base de silicato humectan rápidamente los vidrios, superficies cerámicas, asbestos, mica, fibras de celulosa, lana sintética, pelo, nylon, madera no resinosa y la mayoría de los minerales como: acero, aluminio, zinc, plomo y algunas otras superficies metálicas.

b)   Incremento de viscosidad:

El segundo paso en la acción de los adhesivos a base de silicato, es la transformación de un líquido a un sólido que es comúnmente favorecida por la pérdida de humedad en el orden de 5% del peso del adhesivo. La rapidez en la eliminación del agua depende primordialmente de la relación del silicato, las soluciones alcalinas se secan más lentamente, por lo que las apropiadas para esta aplicación son las soluciones con mayor contenido de sílice.

c)  Fuerza de la Adhesión (Unión):

El tercer factor importante en el uso de los silicatos como adhesivos es la fuerza de enlace que presentan cuando éstos son aplicados; ya que proporcionan fuerzas de unión de alrededor de 1000 psi, que son suficientes para sostener o unir materiales de naturaleza frágil.

Algunas veces se agregan sustancias como la Dextrina, Almidón y Caseína a las soluciones de Silicato de Sodio, con  el objeto de mejorar su propiedad como adhesivos. Las dos primeras proporcionan únicamente flexibilidad al pegamento, en tanto que la Caseína proporciona resistencia mecánica.

Productos que se fabrican con adhesivos a base de silicato de sodio:
 
  Cartón corrugado.
  Fibra de cartón.
  Tubos espirales.
  Laminación de papel aluminio, estaño.
  Madera.
  Triplay.
  Muros aislantes de construcción.

Mortero refractario- Morteros Refractarios. arriba ↑

Se recomienda el uso del Silicato de Sodio C-42.

El uso de los Silicatos de Sodio en esta rama industrial se debe a que la completa deshidratación de las soluciones de silicato ocurre a altas temperaturas, generalmente en el rango de 1000-1100 °C.  Los investigadores han encontrado una aplicación importante en la reparación y protección de superficies refractarias, lcubriéndolas con una mezcla formada de Silicato de sodio y arcilla en capas delgadas.

a)  Facilitan la formación de uniones fuertes al secarlas.                 
 
b)  Resisten altas temperaturas.

c)  Poseen resistencia a los ácidos con excepción del ácido fluorhídrico.
 
d)  Tienen resistencia a la disolución, a pesar de una deshidratación.
 
e)  Son fáciles de aplicar.

- Textilarriba ↑

Se recomienda el uso del Silicato de Sodio S-42.

La aplicación de los Silicatos de Sodio en la industria textil se enfoca primordialmente en la operación de blanqueo.
 
El blanqueo con peróxido se efectúa mejor en un baño alcalino, en donde se libera oxígeno que es lo que proporciona el efecto de blanqueo.  Cuando se encuentra presente el sílice en forma coloidal el baño es aún más efectivo, lo anterior se debe a que se estabiliza y reduce la descomposición o la pérdida de oxígeno. Así mismo  los Silicatos  preservan y estabilizan los compuestos sólidos de los blanqueadores, mismos que se descomponen en agua para formar peróxido de hidrógeno, estas substancias son generalmente perboratos, percarbonatos, persulfatos y peróxidos de metales alcalinos.

Se ha demostrado que la adición de silicato en los baños de peróxido propicia que sean más estables y duraderos, consecuentemente se utiliza una menor cantidad de reactivos.

Los baños de peróxido neutralizados con silicato son capaces de blanquear lana, seda, algodón y rayón o mezclas de telas que utilicen estas fibras.

El Silicato de Sodio posee efectos que actúan directamente en el blanqueo y puede actuar  como detergente conjuntamente con sosa cáustica.

Se considera que la acción protectora de los silicatos se debe a su cualidad de mantener hidróxido férrico defloculado y con esto no  permite que ejerza su acción local, esta situación es importante puesto que algunas veces se utiliza óxido férrico para catalizar la acción del peróxido de hidrógeno.

Además el Silicato de Sodio contribuye en la penetración y humectación de las fibras, ayudando a remover las impurezas que pudieran estar presentes.

- Tratamiento de Agua. arriba ↑

Para esta aplicación se recomienda el uso del Silicato de Sodio S-41.

El Silicato de Sodio forma una capa protectora en la superficie del metal que impide la corrosión, por lo que puede usarse como agente de inhibición de corrosión, tanto en los sistemas de distribución de agua potable como en los de agua industrial.

Así mismo el Silicato de Sodio se puede utilizar como agente secuestrante del hierro y manganeso, presentes en las fuentes de agua, previeniendo la coloración que se origina por la oxidación de estos elementos.

- Pinturas y Pigmentos. arriba ↑

Generalmente los Silicatos de Sodio que se utilizan en este tipo de aplicaciones son los de relaciones más altas del tipo S-41 ó S-42.

Pinturas metálicas: son pinturas con un vehículo a base de silicato de sodio y un pigmento metálico, son útiles para pintar o recubrir superficies que van a recibir o manejar calor.

Cuando se mezclan los Silicatos de Sodio y polvos de aluminio, se puede lograr una pintura o recubrimiento para puertas de hornos, estufas y otros aparatos de temperatura elevada en los que la conservación del calor es un objetivo y donde una pintura que contenga material orgánico se quemaría rápidamente.

También los Silicatos de Sodio se utilizan como vehículos para pinturas especiales que se aplican sobre muros enyesados, cemento o pisos de concreto ya que forman capas insolubles; la aplicación es duradera en interiores y exteriores, secan a temperatura ambiente con un acabado mate, no tienen dificultad en su aplicación, no son tóxicos y no desprenden olores.

La cantidad que se puede agregar varía dependiendo de la resistencia que tienen los pigmentos a los compuestos alcalinos. La mezcla de los pigmentos, generalmente óxidos metálicos, se efectúa antes de agregar silicato que va en una proporción de 7 a 10% dependiendo el tipo de formulación.
 
Las superficies metálicas se protegen más de la corrosión si se usan pinturas a base de Silicato en comparación a las que se les adiciona zinc o plomo.
 
Para obtener una mayor resistencia y rigidez, algunas veces se puede agregar hule látex en una proporción del 10% para las aplicaciones en tuberías o equipos, en los que se requiera la protección.

- Destintado de Papel. arriba ↑

Para esta aplicación se recomienda el uso del Silicato de Sodio S-41 ó Pentasil.

Los Silicatos de Sodio se utilizan para la remoción de la  tinta, sin ocasionar un daño a las fibras del papel.
 

Fundicion- Industria de la Fundición. arriba ↑

Se recomienda el uso del Silicato de Sodio M-50, S-2.35 y FAE-51.

El Silicato se utiliza como aglutinante en la fabricación de moldes para la fundición de piezas de metales ferrosos y no ferrosos. Los moldes fabricados presentan propiedades de dureza y porosidad adecuadas, lo que permite una apropiada liberación de gases. Cabe mencionar que para lograr un endurecimiento más rápido se puede aplicar CO2.

Petroleo- Industria del petróleo. arriba ↑

Se recomienda el uso del Silicato de Sodio S-2.0 y S-2.35.

El Silicato de Sodio se emplea como aditivo en los fluidos de perforación base agua, en virtud de que ayuda a darle fluidez a los lodos de perforación facilitando su manejo.