Pinturas y barnices

El invento de:

Pinturas y barnices

Pinturas y barnices, líquidos que se solidifican al exponerlos al aire y que se utilizan para cubrir superficies, para decorarlas o protegerlas. Las pinturas se forman mezclando un pigmento (la sustancia que proporciona el color) con un aglutinante que hace de medio fluido, por ejemplo el aceite de linaza, y que se solidifica al contacto con el aire. Un barniz es una disolución transparente que se solidifica formando un revestimiento protector. Los barnices opacos y coloreados se denominan lacas.

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HISTORIA

Las primeras aplicaciones de la pintura fueron únicamente decorativas. La pintura sin aglutinante, formada por óxido férrico, se usaba en las creaciones artísticas rupestres hacia el año 15000 a.C. Se conoce la existencia en Asia de algunos pigmentos, hechos de minerales, mezclas elaboradas y componentes orgánicos que se utilizaban en el año 6000 a.C. Los antiguos egipcios, los griegos, los romanos, los incas y los antiguos mexicanos conocían el añil, un pigmento azul que se extrae de la planta del añil. La goma arábiga, la clara de huevo, la gelatina y la cera de abeja fueron los primeros medios fluidos que se emplearon con estos pigmentos. Las lacas se utilizaron en China para pintar edificios en el siglo II a.C. En Europa, el uso de la pintura como protección se inicia en el siglo XII d.C. (Para más información acerca del uso de las pinturas por los artistas europeos, véase Pintura al óleo; Pintura.) Aunque los romanos ya conocían el empleo del aceite de linaza como medio fluido para la pintura, los artistas sólo lo utilizaron a partir del siglo XV. El albayalde, un pigmento blanco, tuvo una gran expansión durante el siglo XVII, y la pintura hecha con mezclas de pigmentos y medios fluidos se empezó a comercializar en el siglo XIX.

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COMPOSICIÓN QUÍMICA DE LA PINTURA

Composición de la pintura

La pintura se fabrica dispersando un pigmento en un aglutinante que puede ser aceite. A continuación se añade un disolvente que se evapora después del pintado. Después de filtrarse, la pintura se vierte en recipientes que se cierran herméticamente.

Las fórmulas de la pintura moderna cuentan con diversas categorías de compuestos químicos. El aglutinante forma el recubrimiento fino adherente; el pigmento, dispersado en el medio fluido, da a la película terminada su color y su poder cubriente; por último, el disolvente o diluyente se evapora con rapidez una vez extendida la pintura. Un material de relleno, que contiene componentes en polvo como el caolín o el sulfato de bario, mejora la resistencia de la película seca de pintura.

3.1

Aglutinantes

El aglutinante puede ser aceite no saturado o secante, que es un éster formado por la reacción de un ácido carboxílico de cadena larga, como el ácido linoleico, con un alcohol viscoso, como la glicerina. También puede ser un polímero. La estructura molecular de un aceite secante convencional, como el aceite de linaza, es la siguiente:

Al exponer esta sustancia al aire, el oxígeno ataca los extremos no saturados de la cadena de hidrocarburos en los enlaces dobles, —CH=CH—. Como consecuencia de ello se forma un óxido o éter, y los enlaces cruzados entre las moléculas forman una macromolécula insoluble:

El aceite secante es, por lo tanto, un monómero cuando está en la lata y se convierte en un polímero después de aplicarse a una superficie expuesta al aire.

Si el aglutinante es un polímero sintético, se dispersa utilizando un disolvente adecuado, de modo que cuando se evapora el disolvente las macromoléculas individuales entran en contacto y se entrelazan. La solidificación se mejora mediante la presencia en el disolvente de un catalizador de polimerización denominado secante. Los polímeros sintéticos más utilizados como aglutinantes para las pinturas son las resinas alquílicas y la nitrocelulosa (véase Celulosa). También se utilizan resinas fenólicas, resinas acrílicas, resinas epoxi, resinas de acetato de polivinilo y poliuretanos.

3.2

Pigmentos

Un pigmento para pintura es un polvo fino que o bien refleja toda la luz para producir un efecto blanco, o bien absorbe ciertas longitudes de onda de la luz para producir un efecto coloreado. Los pigmentos blancos más corrientes son óxidos inorgánicos, como el dióxido de titanio (TiO₂), el óxido de antimonio (Sb₂O₃) y el óxido de cinc (ZnO). Se usan también otros compuestos inorgánicos blancos e insolubles, como el sulfuro de cinc (ZnS), el albayalde (hidroxicarbonato, hidroxisulfato, hidroxifosfito o hidroxisilicato de plomo) y el sulfato de bario (BaSO₄). Los siguientes óxidos inorgánicos son pigmentos habituales para colores: el óxido de hierro (iii), Fe₂O₃ (amarillo, rojo o color tierra), el óxido de cromo (iii), Cr₂O₃ (verde), y el óxido de plomo (iv), Pb₃O₄ (rojo). Los cromatos de plomo, cinc, estroncio y níquel producen distintas gamas de amarillo y anaranjado. Se utiliza un conjunto de sólidos orgánicos para obtener otros colores.

3.3

Disolventes

El disolvente o el diluyente para pinturas de aceite secante es generalmente el aguarrás (una mezcla de hidrocarburos cíclicos) o una mezcla de hidrocarburos derivados del petróleo que se volatilizan adecuadamente. El disolvente para la mayoría de los aglutinantes sintéticos es un alcohol, una cetona o un éster.

3.4

Pinturas especiales

Las pinturas de esmalte se componen de un óxido de cinc y litopón mezclado con aceite de linaza y un barniz de alto grado. Las pinturas luminosas contienen distintos sulfuros fosforescentes de bario, estroncio y calcio. Las acuarelas que usan los artistas se fabrican en una pastilla seca o como una pasta húmeda; en ambos casos contienen pigmentos molidos muy finos en goma arábiga o dextrina, y para obtener la forma húmeda se añade glicerina.

La pintura aguada al látex apareció en 1949. El aglutinante sintético se emulsiona, es decir, queda suspendido en el agua en forma de gotas minúsculas. Cuando la pintura se seca, el agua se evapora y el pigmento y las partículas del aglutinante se unen, formando una película relativamente fuerte. Esta película es lo suficientemente porosa como para permitir el paso de la humedad, y se reduce de este modo la formación de ampollas. La mayoría de las pinturas al látex se aplican sólo en interiores y se han hecho muy populares porque son inodoras y fáciles de aplicar.

En algunas aplicaciones, las denominadas pinturas de emulsión sólida o de revestimiento en polvo reemplazan a las pinturas líquidas. Estas pinturas se pulverizan sobre una superficie metálica, como ocurre en la producción de maquinaria o de marcos de ventanas, y se adhieren gracias a la atracción electrostática. El calor provoca que el polvo fluya y forme una película.

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BARNIZ Y LACA

Los barnices son disoluciones transparentes que se producen mediante el calentamiento de un aceite secante, una resina, un secante y un disolvente juntos. Si se aplica como una película delgada, el barniz produce un revestimiento duro y transparente al secarse. Las numerosas variaciones en composición y preparación de los barnices hacen difícil su clasificación. El denominado barniz de alcohol, por ejemplo, es una resina disuelta en un disolvente volátil que no contiene ningún aceite secante.

Las lacas son algunos barnices naturales y sintéticos, y en particular los obtenidos de la savia del árbol del barniz, Rhus verniciflua, un zumaque japonés que contiene una resina fenólica llamada urushioi. La savia se calienta para eliminar la humedad, y queda un jarabe de color castaño oscuro. Se agregan pigmentos y a veces agentes diluyentes. El material resultante se aplica sobre madera, metal o artículos de cerámica como una película fina. Cuando se endurece, la capa de laca se pule con un abrasivo y se aplica otra capa sobre ella. Es frecuente usar más de treinta capas en una pieza fina de laqueado. Las lacas comerciales que se utilizan para pintar objetos metálicos tienen normalmente una base de piroxilina (véase Plásticos).