8/12/2019 composicion_pinturas

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COMPOSICIN DE LAS PINTURAS

Las pinturas constituyen uno de los grupos ms importantes de los que se incluyen en la denominacingeneral de recubrimientos de superficie. Entre estos elementos podemos incluir pinturas, recubrimientosmetlicos, recubrimientos cermicos y recubrimientos plsticos.

Una pintura puede definirse como un compuesto fluido que a temperatura ambiente puede aplicarsesobre una superficie mediante instrumentos adecuados, transformndose despus de la aplicacin en unacapa slida y consistente que queda adherida al substrato.

Una pintura es una mezcla homognea de diversos componentes, que se pueden separar en cuatro gruposfundamentales:

Resinas - Disolventes - Pigmentos y Cargas - Aditivos

a) La materia ms importante, y que caracteriza a la pintura, es la resina , comnmente denominadaligante porque es el elemento responsable de la formacin de pelcula y que, al secar la pelcula,liga todos los componentes formando una unidad. Existen varios tipos de ligantes o resinas, queestudiaremos ms adelante en este mismo captulo.

b) Los disolventes son tambin muy importantes en lo que a la constitucin de la pintura se refiere,pero no influyen de forma decisiva en las caractersticas de la pelcula una vez seca. El uso de los

disolventes es imprescindible para la fabricacin de las pinturas, ya que la mayora de las resinas sonproductos slidos o de muy elevada viscosidad, y es preciso disolverlos a fin de poderlos manejar, yfabricar pinturas lquidas que se puedan aplicar.

c) Los pigmentos se incorporan a la pintura para darle cuerpo, opacidad, color, y en determinadoscasos, propiedades antioxidantes.

Adems de los pigmentos, intervienen tambin en la formulacin de las pinturas unos productosinertes denominados vulgarmente cargas, que en un principio se aadieron a las formulaciones ensustitucin de parte de los pigmentos para abaratar su coste, pero que actualmente desempean unpapel importante en la composicin de las pinturas, ya que se trata de productos de calidadespecialmente estudiados para conseguir determinados efectos: aumentar la resistencia mecnica,

aumentar el cuerpo de la pintura para aplicaciones o espesores superiores a lo normal, conseguir elgrado de matidez deseada, etc.

d) Existen adems otros compuestos que se aaden a las pinturas en pequeas proporciones paramejorar alguna de sus propiedades y que reciben el nombre general de aditivos, y se acostumbra adesignarlos con el nombre del defecto que combaten, como antiespumante, antifloculante, etc.

LA FORMACION DE PELICULA:

Una vez aplicada la pintura sobre un substrato, se produce el fenmeno que habitualmente se conocecomo secado, mediante el que la pelcula de pintura lquida se transforma en una capa slida. Elfenmeno que regula esta formacin de pelcula es el que se conoce con el nombre de polimerizacin.

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La resina o ligante se encuentra en la pintura lquida en forma de grandes molculas.

Una vez aplicada la pintura, empieza inmediatamente a evaporarse el disolvente, producindoseentonces el secado de la pintura como fruto de un proceso de unin entre las diferentes molculas deresina. Esta unin puede ser de tipo fsico, sin que se produzca ninguna reaccin qumica, o al contrario,puede ser consecuencia de una reaccin qumica entre las diferentes molculas de resina, reaccin querecibe el nombre de polimerizacin. El resultado es en todo caso una masa compacta de resina queengloba los pigmentos y las cargas.

Esto da pi a separar las pinturas en dos grandes grupos: las de vehculo o resina no reactiva y las devehculo reactivo, es decir, las de secado fsico y secado qumico .

a) Las primeras secan por simple evaporacin de los disolventes. Al desaparecer las molculas de losdisolventes que separan y se interponen entre las molculas de resina, se produce el contacto entreellas, unindose unas a otras por simple atraccin fsica hasta formar un todo homogneo. Estaspinturas necesitan de un ambiente que permita la total y rpida evaporacin de los disolventes.

b) En cuanto a las pinturas de vehculo reactivo, precisan para su polimerizacin, adems de laevaporacin de los disolventes, el aporte de un elemento exterior. Se subdividen en pinturas devehculo oxidable, que polimerizan por absorcin del oxgeno del aire, que hace de puente entre lasdiversas molculas individuales, y las de dos componentes en que la polimerizacin se consigue poradicin de un endurecedor a la pintura base inmediatamente antes de realizar la aplicacin.

A continuacin estudiaremos los tipos de resina ms comnmente utilizados, catalogando en los mismoslos diversos productos de nuestra gama. Hay que advertir que en algunos productos no se usa un solo tipode resina, sino que combinan dos o ms para obtener un buen resultado.

CONSTITUYENTES DE UN REVESTIMIENTO LIQUIDO O PINTURA

A) Resinas o ligantes:

Constituyen la base principal que confiere al producto sus caractersticas especiales de brillo,elasticidad y resistencias qumicas. Los distintos tipos de resina dan el nombre genrico a cadaproducto, conocindose y comparndose en mercado por esta denominacin

Un revestimiento puede estar constituido por una o ms resinas, existiendo siempre una comoprincipal o mayoritaria, y otras de apoyo, en menor proporcin.

1.- Resinas alqudicas: Las resinas alqudicas provienen de la reaccin qumica entre glicerina y anhdrido ftlico, a los quese aaden cantidades ms o menos importantes de aceites secantes. El resultado es una resina de unsecado ms o menos rpido segn la cantidad y tipo de aceite que lleva, el grado de polimerizacin,etc. pero mucho ms rpido al de cualquier aceite secante o combinacin del mismo con resinanatural. Su dureza es asimismo mucho mayor, as como la retencin del brillo y del color y laresistencia a la humedad.

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Su secado se realiza por absorcin del oxgeno del aire, por lo que los espesores aplicados no puedenser muy elevados, a fin de permitir una buena penetracin del oxgeno hasta lo ms profundo de lascapas de pintura.

La resistencia a los disolventes y a los aceites es dbil, por lo que se reblandecen bajo su accin.

Las pinturas alqudicas o sintticas poseen un intervalo de repintado muy estricto. Si el intervalomnimo que se indica en las hojas de caractersticas de este tipo de productos no se alcanza, hayriesgo de que se produzcan arrugas y cuarteamientos de las pinturas aplicadas en estas condiciones.

2.- Resinas de clorocaucho:

Se trata de una resina sinttica obtenida por cloracin del neopreno, y se presenta en forma de unpolvo blanco que hay que diluir en disolventes para que se pueda manejar.

Su secado o polimerizacin es por simple evaporacin de los disolventes, y su gran ventaja es surpido secado y su gran inercia qumica.

Las pinturas al clorocaucho ofrecen acabados duros, elsticos y resistentes a diferentes cidos ylcalis en concentraciones moderadas. Representan un avance en este sentido frente a las resinasalqudicas, ya que pueden ser usadas, bajo formulaciones adecuadas, en inmersin. Su durabilidad esbuena, pero muestran tendencia a calear, y no resisten a los aceites vegetales y animales, grasas ydisolventes, especialmente los aromticos. Pueden ser repintadas en cuanto estn secas y nopresentan intervalos mximos de repintado, puesto que las resinas al clorocaucho son siempresolubles en disolventes aromticos, steres y cetonas, lo que hace que al repintar una pintura declorocaucho envejecida se produzca una dilucin parcial de la resina superficial por accin de losmismos disolventes de la pintura, lo que asegura una magnfica adherencia.

3.- Resinas vinlicas: Son tambin resinas sintticas parecidas a las de clorocaucho, pero su secado es ms rpido y suresistencia qumica, retencin de brillo y durabilidad son superiores al caucho clorado. Presentanexcelente resistencia al agua, a los cidos y a los lcalis, a los aceites, grasas y ceras de origenmineral, vegetal y animal. Su permeabilidad es muy baja. Su aplicacin a brocha y rodillo no esindicada debido a su secado rpido; y precisamente por esto tienen escasas propiedadeshumectantes, lo que obliga a aplicar las pinturas vinlicas sobre superficies de acero muy bienpreparadas.

Presentan la propiedad de ser solubles en sus propios disolventes, al igual que el clorocaucho, lo queasegura la adherencia entre capas.

4.- Resinas epoxdicas: Son productos que tienen la propiedad de reaccionar con agentes alcalinos del tipo de las poliaminasy poliamidas, proporcionando compuestos de gran dureza y tenacidad. La reaccin se produce atemperatura ambiente y en su inicio presenta una elevada velocidad, que decrece con el tiempo, y lareaccin no se puede dar por terminada hasta pasadas aproximadamente dos semanas. Sin embargo,en unos pocos das alcanza el 90% de todas sus propiedades.

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El producto final presenta diferentes propiedades segn el tipo de endurecedor utilizado, pero engeneral podemos decir que su resistencia mecnica y qumica es excelente, especialmente al agua y alos lcalis, as como a los diferentes tipos de disolventes, ya que el producto final es totalmentedistinto de la resina epoxi original y del endurecedor, tratndose de un producto nuevo conpropiedades distintas.

Sus inconvenientes principales se refieren a su presentacin en dos envases separados (pinturafabricada con resina epoxi por un lado y endurecedor por otro) que deben mezclarse inmediatamenteantes de la utilizacin, mezcla que tiene una duracin limitada. Se inicia en el envase la reaccinentre los dos componentes, con lo que la mezcla se espesa progresivamente hasta la solidificacintotal.

Otro inconveniente importante es que el curado se vuelve muy lento por debajo de 15C y puedeconsiderarse prcticamente inexistente por debajo de 5C, temperatura mnima a la que se puedenaplicar las pinturas epoxdicas.

Los intervalos de repintado son muy estrictos en cuanto al mximo se refiere, ya que en un sistemade varias capas, la capa precedente debe estar seca al tacto, pero no dura, ya que su polimerizacinexcesiva provoca un fallo en la adherencia de la capa posterior. Este tiempo mximo de repintadodepende de la temperatura.

La posibilidad de fabricar resinas epoxdicas lquidas de baja viscosidad ha trado como consecuenciala fabricacin de pinturas exentas de disolventes, de gran inters para su aplicacin en espacioscerrados y de gran resistencia qumica y mecnica.

5.- Resinas de poliuretano: Se trata de unas resinas que, como las epoxdicas, curan o endurecen bajo la accin deendurecedores especiales, y por un mecanismo parecido al de las resinas anteriormente estudiadas.Su gran ventaja sobre ellas es que su retencin de brillo y color es superior, siendo las pinturas depoliuretano las que por ms tiempo conservan su brillo y color iniciales (lo cual es muy importante enpinturas blancas) de todas cuantas se conocen.

Como caractersticas principales, aparte del mencionado brillo y color inicial, cabe hacer mencinespecial de su gran elasticidad (muy superior a la de las resinas epoxi) con unas prestaciones frente alos problemas de dilatacin del acero, insustituibles en la mayor parte de trabajos a realizar.Tambin cabe destacar como se merece su alta resistencia qumica, lo que las hace copar losprimeros puestos en cuanto a especificaciones se refiere.

B) Pigmentos:

Como hemos dicho son productos slidos en polvo, que se aaden al vehculo de dispersin formandouna mezcla homognea, que al aplicarla a la pintura, comunican a la misma opacidad y color, a la vezque le dan cuerpo y mejoran su resistencia mecnica. En ciertos casos comunican a la pinturapropiedades antioxidantes.

1.- Pigmentos inertes:

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Son aquellos que cumplen con todas las misiones anteriormente reseadas, excepto la de comunicarpropiedades antioxidantes a la pintura. Se trata de diversos tipos de compuestos minerales yorgnicos, que estudiaremos a continuacin.

Los pigmentos ms usados con gran diferencia sobre los dems, son los blancos, empleados parafabricar pinturas de este tono y de tonos claros. De entre todos los pigmentos blancos existentes, elms utilizado en la actualidad es el dixido de titanio, porque es el ms blanco y el que a igualdad depeso posee mejor capacidad.

En cuanto a los pigmentos coloreados, pueden dividirse en dos grandes grupos. El primer grupo estformado por los pigmentos inorgnicos o minerales, en el que encontramos el xido de hierro, losazules de hierro, los verdes y amarillos de cromo, los naranjas y los rojos de molibdeno, los xidos de

hierro rojos y amarillos, los amarillos y naranjas de cadmio, etc. Dichos pigmentos, al igual que elblanco, pueden incorporarse a las pinturas en porcentajes relativamente elevados, con lo que seobtienen productos de buena opacidad y elevado brillo.

El otro grupo de pigmentos coloreados lo forman los pigmentos orgnicos, que tienen la ventaja deposeer colores ms vivos que los minerales. En este captulo cabe destacar el rojo de toluidina, losazules y verdes de ftalocianina y el negro de humo. Dichos pigmentos slo pueden agregarse a laspinturas en mnimas proporciones, por lo que la opacidad de los esmaltes coloreados con estospigmentos suele ser baja.

2.- Pigmentos antioxidantes: Se trata de compuestos qumicos minerales que intervienen en las reacciones qumicas responsablesde la corrosin, modificando su sentido e intensidad, retardando e impidiendo el proceso corrosivo.Los principales pigmentos antioxidantes son derivados del zinc y sus sales: el cromato de zinc, eltetraoxicromato de zinc, fosfato de zinc, etc.

3.- Pigmentos metlicos: Se usan tambin en la fabricacin de pinturas los pigmentos metlicos, bien sea en polvo o enescamas, a fin de comunicar a las mismas ciertas propiedades antioxidantes. Actualmente lospigmentos metlicos ms usados son: las escamas de aluminio y el polvo de zinc. Las escamas dealuminio se usan para aumentar la impermeabilidad de productos tales como los bituminosos y paraconseguir acabado metlico. En cuanto a los polvos de zinc, usados nicamente como productosantioxidantes, hablaremos de su uso al tratar de las imprimaciones ricas en zinc.

C) Cargas:

Las cargas son compuestos minerales de color blanco o neutro, que se emplean por las propiedadesfsicas particulares de cada uno, para conseguir determinados efectos, tales como mejora de ladureza, matizado, aumento del contenido en slidos sin encarecer excesivamente, disminucin de latendencia de las pinturas a sedimentar, aumento de la opacidad, etc. Las cargas ms importantes sonel carbonato de calcio, el talco y el sulfato de calcio, el sulfato de bario, la mica, la slice y el caoln.

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D) Disolventes:Los tipos principales de disolventes son:

1.- Hidrocarburos alifticos , derivados del petrleo. Tienen baja volatilidad y son generalmenteempleados para la disolucin de las resinas alqudicas.

2.- Hidrocarburos aromticos derivados del benceno. Tienen mayor volatilidad y se emplean paradisolucin de resinas alqudicas, vinlicas y de clorocaucho. Los tipos principales son el Xileno y elTolueno.

3.- Alcoholes , que en diferentes proporciones se usan para equilibrar las mezclas de disolventes quese emplean para diluir las resinas epoxi y vinlicas, aunque no sean disolventes natos, ni de un tiponi de otro. Los ms importantes son el Butanol y el Isopropanol.

4.- Las cetonas , que constituyen los disolventes preferenciales de las resinas vinlicas, son productosde gran volatilidad, siendo su olor fuerte e irritante. Los ms importantes son: la Metil-Isobutil-cetona y la Metil-etil-cetona.

5.- Los steres constituyen un grupo de disolventes que podramos llamar universales, de gran poderde disolucin y que se suelen incorporar a las pinturas epoxdicas, vinlicas y de poliuretano, paramejorar algunas propiedades.

Los disolventes no slo sirven para disolver la resina, sino que su papel en la pintura atiende alproceso de secado y polimerizacin, de tal manera que la volatilidad del disolvente o mezclas de losmismos debe estar convenientemente escalonada y de acuerdo con el tipo de resina y pintura con elque se combina. Si tenemos una resina alqudica de polimerizacin lenta y la trabajamos con undisolvente de alta volatilidad, lo ms probable es que obtengamos una pintura que sequerpidamente en superficie, pero que quede blanda en su interior. En muchas ocasiones, incluso seincorporan a las frmulas disolventes que no son capaces de disolver por s solos a la resina, pero queuna vez la resina disuelta en los disolventes apropiados, son admitidos en la frmula. Esta adicin sehace precisamente para equilibrar la velocidad de evaporacin, y en tal caso reciben el nombre dediluyentes.

Los disolventes se emplean tambin para preparar mezclas cuya misin es la de ajustarconvenientemente la viscosidad de las pinturas al instrumento de aplicacin, ya que segn se empleerodillo, brocha o pistola, deben efectuarse a veces correcciones en la viscosidad si sta es demasiadoalta, lo que se consigue mediante la adicin de las mezclas de disolventes anteriormentemencionados.

Tambin son necesarios para limpiar los instrumentos de aplicacin.

E) Aditivos:

Se utilizan para mejorar determinadas propiedades, tales como acelerar el secado y endurecimientode las pinturas, para reducir e incluso eliminar la formacin e burbujas y ampollas en aplicaciones arodillo o brocha, etc.