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
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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
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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.
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3.1
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Aglutinantes
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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:
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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:
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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.
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3.2
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Pigmentos
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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.
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3.3
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Disolventes
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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.
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3.4
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Pinturas especiales
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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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4
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BARNIZ Y LACA
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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).
