Formulacion de Pinturas y Aplicaciones

POLÍMEROS EN EDIFICACIÓN Y CONSTRUCCIÓN FORMULACIÓN DE PINTURAS Y APLICACIONES INTRODUCCION.- Las Pinturas o más correctamente los Recubrimientos Superficiales, revisten una extraordinaria importancia en nuestra vida diaria, prácticamente casi todos los objetos de la vida cotidiana, edificios, estructuras, etc. se encuentran pintados o con un recubrimiento superficial de naturaleza generalmente orgánica. Los recubrimientos se aplican por una o más de las siguientes razones:   

Como elemento de Decoración. Como Protección (proteger de pudrición, corrosión, etc.). Por algún propósito funcional (Pinturas conductoras, Sanitizadas, etc.).

De los efectos decorativos, el más importante con mucho es el Color. El color es una percepción visual que depende de multitud de factores, del observador, de la superficie observada (tamaño y forma), de la iluminación así como de la distancia a la que se observa (en el caso de una fachada), otros colores próximos etc. El ojo humano puede discriminar cientos de miles de colores, sin embargo es difícil la descripción del color se puede realizar utilizando alguno de los sistemas de atlas de colores o de representación de color (Munsell, NCS, Ostwald, CIE, etc.). Un color puede ser descrito por tres características principales: Tono: Es la variación cualitativa del color y mediante el cual lo definimos como rojo, azul, verde, etc. y corresponde al color de la longitud de onda predominante (máxima). Saturación: Corresponde a la mayor o menor fuerza y pureza del color, esto es cuando corresponde a la longitud de onda dominante sin mezcla de blanco o de negro, el color más puro físicamente posible correspondería a una luz monocromática. La saturación varía en forma inversa con el blanco añadido al tono, así los tonos sin blanco se denominan vivos o fuertes, mientras que si la cantidad de blanco añadida es alta tendremos los tonos pálidos. Luminosidad: Todo color, este o no saturado tiene la capacidad de reflejar la luz blanca que incide en él, a esta capacidad es la que denominamos luminosidad de un tono la luminosidad es máxima en el blanco y disminuye a medida que se va añadiendo negra en el que la Luminosidad es cero. Cuando se añade tanto blanco como negro a un color, es decir gris, el color se va haciendo sucio o turbio y pierde saturación y luminosidad. Como elemento de protección, las pinturas actúan principalmente por efecto barrera, es decir separando el elemento a proteger del agente agresor, esto requiere la aplicación de un espesor mínimo que garantice la protección durante el tiempo adecuado, así como el evitar en lo posible, los defectos sin pintura o con espesores menores del adecuado. También en algún caso pueden contener sustancias que contribuyan a proteger el sustrato. La durabilidad de una pintura va a depender del espesor aplicado y de la naturaleza química de la misma (para unas condiciones ambientales dadas), por tanto sobrepasado

1

este periodo se habrá de proceder a unos trabajos de mantenimiento a fin de aumentar la protección del sustrato. Es corriente dividir la industria de fabricación de pinturas en tres grandes apartados: a) Pinturas de decoración (empleadas en Edificación): Es el volumen más importante, incluye las pinturas “tradicionales” los barnices para madera utilizados en reparaciones caseras, el mercado del bricolaje, etc. Es de venta al público en general o bien a profesionales, pero generalmente la venta es a través de distribuidores. Dentro de ella los productos más importantes en volumen son la pintura plástica (al agua o látex). Se caracteriza porque son productos muy generales y con características similares entre distintos fabricantes, permiten su aplicación en circunstancias muy variadas y no requieren equipos complicados para aplicación o secado. Su volumen es de un 50% del total de pinturas. b) Pintura Industrial (OEM): Es aquella que se utiliza en las factorías donde se fabrican los objetos, así es la pintura utilizada en fábricas de automóviles, muebles, electrodomésticos, etc. Al contrario del caso anterior son muy específicas para cada aplicación completa para la que han sido diseñadas, generalmente requieren equipos más o menos complicados tanto para su aplicación como para su secado, a cambio se obtienen procesos de pintado de mucha rapidez y calidad. Suelen ser un 30-35% del volumen total de fabricación de pinturas. c) Pintura de propósitos Especiales: Es una categoría que recoge aquellas pinturas que no han quedado englobadas en alguno de los dos apartados anteriores. Así por ejemplo incluye la pintura de reparación de coches que se efectúan en los talleres de reparación, la pintura de barcos que se hace en astilleros, las pinturas de puentes, depósitos, estructuras, etc. las pinturas de mantenimiento efectuadas en el emplazamiento y muchas otras. Se diferencian de las pinturas de decoración en que son aplicadas siempre por profesionales y tienen que cumplir determinadas especificaciones, mientras que se diferencian de las segundas en que generalmente no necesitan equipos complicados y pueden aplicarse en una variedad de condiciones ambientales. Su volumen es de alrededor de un 12-15% del volumen total de fabricación de pinturas. En la presente charla nos centraremos en lo que hemos denominado Pintura Decorativa y especialmente en los aspectos de protección de la misma. COMPONENTES DE UNA PINTURA.- La mayoría de los recubrimientos orgánicos o pinturas pueden describirse como una solución en disolvente o dispersión (en agua) de un medio ligante, también llamado resina, en el que se dispersa un sólido inorgánico constituido por el pigmento y/o cargas. Se denomina vehículo a la fracción líquida de la pintura constituida por el disolvente y el ligante disuelto en el mismo. Finalmente una serie de componentes utilizados generalmente en pequeña proporción y cuya misión es tener algún determinado efecto, constituye lo que se denominan aditivos. De todos los componentes anteriores el más importante y el que más afecta a las características de la pintura una vez aplicada es el Ligante, que es un polímero orgánico (en algunos casos puede ser inorgánico, pinturas al silicato, al cemento) y cuyas propiedades están relacionadas con su estructura.

2

ADITIVOS: Sustancias que añadidas en muy baja proporción a una pintura a fin de mejorar o modificar ciertas propiedades de las pintura bien del film seco o de la pintura durante su fabricación, almacenaje, transporte y aplicación. La expresión “mejorar o modificar ciertas propiedades”, incluye aspectos económicos, tales como reducción de tiempo y/o mano de obra o costos y optimización de utilización de pigmentos. La cantidad de aditivos en una formulación no suele sobrepasar el 5% en peso. Algunos aditivos pueden incorporarse en el momento de la aplicación. Existe unas amplia variedad de aditivos para pinturas, podemos clasificarlos de acuerdo con su función en:      

Agentes Espesantes: Influencian las propiedades reológicas de una pintura, incrementando la viscosidad. Agentes Tensoactivos: En este grupo se encuentran dispersantes y humectantes; Antiespumantes y promotores de adhesión. Modificadores de Superficie: Aditivos de tacto (deslizamiento), matizantes. Nivelantes y Coalescentes: Aditivos Catalíticamente Activos: Secantes, Acelerantes, Catalizadores. Aditivos Especiales: Antipiel, Estabilizantes a la luz, Inhibidores de Corrosión, Biocidas, Retardantes de llama, etc.

DISOLVENTE: La mayoría de las pinturas contienen material volátil que se evapora durante la aplicación y formación de film. Su función principal es reducir la viscosidad de la pintura para que sea la adecuada para su aplicación (generalmente en el rango de 0.05 a 1 Pa.s) y controlar los cambios de viscosidad durante la aplicación y los procesos de formación del film. La selección de los componentes volátiles afecta a la aparición de defectos tales como ampollamiento (burbuja), descuelgue y nivelación y puede afectar a propiedades tales como adhesión, protección a la corrosión y durabilidad exterior. Hay muchos factores que han de tenerse en cuenta a la hora de seleccionar los disolventes para una pintura o para utilizar para su rebaje en el momento de aplicación. Estos factores incluyen criterios de solubilidad, volatilidad, efectos de viscosidad, tensión superficial, inflamabilidad, olor, polución y costo. Recordemos finalmente que actualmente la legislación esta impulsando la disminución de dichos compuestos (denominados COV o compuestos orgánicos volátiles), por lo que se esta haciendo un enorme esfuerzo de investigación para desarrollar pinturas basadas en agua, con alto contenido en sólidos o exentas en disolvente. Veamos algunas de estas propiedades: Solubilidad: El disolvente (o mezcla de disolvente a emplear) ha de ser capaz de disolver al polímero o ligante, para ello ha de tener una cierta afinidad por las moléculas del mismo. Así se puede emplear el concepto de Parámetro de Solubilidad (, que es una medida de las fuerzas intermoleculares en el estado líquido, así si se conoce el , de un determinado ligante podremos utilizar un disolvente (o mezcla de disolventes) de similar  Otra forma menos sofisticada de seleccionar disolventes es en función de su naturaleza, de modo que puedan emplearse con ligantes de naturaleza similar. Así podemos clasificarlos en:

3

No Polares: Como Aguarrás, Tolueno, Xileno, Tricloroetano, etc. Medianamente Polares: Esteres (Acetatos), Acetonas, Nitropropano . Muy Polares: Alcoholes y Glicoles. Volatilidad: Durante la aplicación y formación del film, el disolvente debe de evaporarse. La velocidad a la que transcurre dicha evaporación afecta no sólo al tiempo requerido para que la pintura pase del estado sólido al líquido, sino que afecta también al aspecto y a las propiedades físicas del film seco. Varios son los factores que influyen en la velocidad de evaporación de un disolvente y son: La Presión de Vapor del disolvente a la temperatura de secado, y que aumenta con la temperatura; La Relación Superficie/Volumen, ya que la evaporación transcurre en la interfase disolvente-aire, si dicha relación es muy alta la evaporación transcurre con mucha rapidez; La Velocidad del flujo de aire sobre el disolvente, ya que si el disolvente evaporado no es arrastrado de encima de dicha superficie, se frena la evaporación, ya que el aire se satura; Finalmente la Humedad Relativa, aunque tiene poca influencia sobre la velocidad de evaporación de los disolventes, si que influye notablemente en la evaporación de las pinturas que contienen agua, que reduce mucho su evaporación en condiciones de alta humedad. Una forma de clasificación de los disolventes en relación con la volatilidad es en función de su temperatura de ebullición, así tenemos:   

Disolventes Lentos: Con Temperaturas de Ebullición superiores a 150ºC. Disolventes Medios: Con Temperaturas de Ebullición entre 100 - 150ºC. Disolventes Rápidos: Con Temperaturas de Ebullición inferiores a 100ºC.

Evaporación de Disolventes a partir del Film: Una vez aplicado la capa de pintura comienzan a evaporar los disolventes, al principio su velocidad de evaporación depende principalmente de la presión de vapor de sus componentes volátiles, así como los otros factores mencionados anteriormente, espesor aplicado, velocidad del aire, temperatura, etc. Sin embargo a medida que la evaporación continua se alcanza un estadio en el que la velocidad de evaporación disminuye notablemente. Esto se debe a que el mecanismo de evaporación ha pasado a un mecanismo de difusión. Al principio, estadio húmedo, el disolvente en la superficie se evapora, pero disolvente procedente del interior se mueve con facilidad aportando nuevo disolvente a la superficie, por lo que la velocidad de evaporación prácticamente sólo depende de la evaporación del disolvente en superficie. A medida que la cantidad de disolvente en el film va disminuyendo, la viscosidad de la solución aumenta y por tanto disminuye el espacio libre disponible entre moléculas del ligante por lo que cuando se alcanza un determinado valor, estadio seco, entonces el disolvente se difunde muy lentamente tardando mucho en llegar a la superficie, y es ese proceso, el de difusión el que regula la evaporación, proceso que es mucho más lento que el anterior. El estadio seco, se alcanza aproximadamente cuando la Temperatura de Transición Vítrea (Tg) de la mezcla ligante disolvente, es aproximadamente igual a la temperatura de secado de la pintura. La Tg de la mezcla podemos calcularla de modo aproximado de la siguiente manera:

4

1 d (1  d )   Tg Tgd Tgl donde d es la fracción en peso del disolvente, Tg la de la mezcla y los subíndices d y l hacen referencia al disolvente y al ligante. Como Tgl >> Tgd al disminuir d por la evaporación la Tg de la mezcla tenderá hacia Tgl, y de modo mucho más rápido cuanto mayor sea Tgl. Hay que tener en cuenta que durante el secado se produce un gradiente en la concentración de disolvente, de modo que su concentración es menor en la superficie que en el interior, pudiera producirse en caso de evaporación rápida de disolventes, alta temperatura de secado, ligante con Tg, alta, un endurecimiento de la superficie, por haberse alcanzado en ella un valor de Tg igual a la temperatura, quedando disolvente en el interior y que ya no podría salir, con los problemas consiguientes de producto blando, falta de adherencia, etc. Evaporación en productos base agua: En el caso de los productos en base agua el proceso es algo más complejo. Como la pintura una vez seca ha de ser insoluble en agua, no podemos utilizar como ligantes polímeros o ligantes solubles en agua (un caso especial lo constituyen aquellos ligantes que adquieren insolubilidad durante el secado mediante alguna reacción química), por tanto hemos de recurrir a polímeros insolubles que estarán en el medio acuoso como emulsiones o dispersiones. En una emulsión el polímero o ligante se encuentra en el interior de unas pequeñas gotas, cuya pared la forma el agente emulsionante y que se encuentran dispersas en el agua, a medida que el agua va evaporando y disminuye el espacio disponible, las gotitas de la emulsión se van aproximando hasta estar en contacto unas con otras, entonces es preciso, para que se produzca un buen secado, que dichas partículas coalezcan, es decir que las moléculas de polímero de cada una de las gotas se entremezcle con las moléculas de las gotas vecinas para formar un film continuo.

Coalescencia Para que dicha coalescencia se produzca es necesario que las moléculas de polímero tengan que tener cierta movilidad para poder difundirse por las gotas vecinas, lo que implica que la temperatura de secados sea superior a una temperatura determinada que es la Temperatura Mínima de Formación de Film (TMFF), esta temperatura suele ser algo inferior a la Tg del polímero (ya que el emulsionante actúa de plastificante rebajando algo la Tg del polímero puro). Como veremos más adelante cuanto mayor es la Tg de un polímero, mejores son sus propiedades mecánicas y de resistencia, esto podría obligarnos a tener que necesitar unas temperaturas relativamente altas de secado si quisiéramos utilizar un ligante de altas prestaciones (y por tanto alta Tg y TMFF), sin embargo con la ayuda de Agentes

5

Coalescentes o Formadores de Film, podemos bajar la TMFF de una determinada pintura. Un coalescente es un disolvente, generalmente un glicol o un alcohol, de alto punto de ebullición que se caracteriza por tener cierta miscibilidad con agua y con el polímero, al evaporar más lentamente que el agua, en los últimos estadios del secado, el disolvente que queda es rico en el coalescente y es capaz de “redisolver” el polímero facilitando la coalescencia. Un factor a tener en cuenta es que la evaporación del agua depende de la Humedad Relativa y que si esta es alta la evaporación del agua se ralentizaría bastante y podría ser más lenta que la del coalescente y por tanto no se produciría la coalescencia de modo adecuado, aunque el film estuviera seco, pero al no haberse interpenetrado las moléculas del polímero, este sería poroso, faltaría cohesión y no tendría el film las propiedades de resistencia requeridas. Entre otras propiedades no debe de ser demasiado enérgico en el ablandamiento del polímero ya que puede provocar grumos. Se encuentran en el mercado Texanol, Dowanol DPnB, Coasol (mezcla de éteres diisobutílicos de los ácidos glutámico, succínico y atípico), Butil glico (puede formar grumos), acetato de butilglicol (tendencia a hidrólisis CARGAS Y PIGMENTOS: Los Pigmentos y Cargas, son componentes sólidos que se dispersan en el vehículo. Son partículas muy finas (algunas micras) insolubles en el medio que las contiene. Sus principales funciones son aportar color, ocultar el color del sustrato (cubrición), modificar propiedades del recubrimiento (porosidad, brillo, reología, propiedades anticorrosivas, retardo del fuego, etc.) y abaratar costos. Los pigmentos son los responsables de impartir color los podemos dividir en dos grandes grupos: Pigmentos Inorgánicos, estos se suelen caracterizar por buen poder cubriente, buenas resistencias al exterior y a agentes químicos (algunos son sensibles a ácidos o bases) y bajo costo. Son los más usados, entre ellos destacan Bióxido de Titanio (Blanco), Óxidos de Hierro (amarillo y Rojos) y los basados en Cromatos (amarillos, naranjas y rojos), aunque debido a su toxicidad se esta restringiendo su utilización, especialmente en aplicaciones no industriales. Pigmentos Orgánicos, se caracterizan por su fuerza de color, viveza de tono, sin embargo su cubrición y sus resistencias (solideces) al exterior suelen ser inferiores y generalmente su precio suele ser más elevado que el de los inorgánicos. Hay una amplia variedad de pigmentos orgánicos que se suelen clasificar por la naturaleza química de los mismos y así tenemos los Azules y verdes de Ftalocianina, Amarillos Azo, Rojos de Toluidina, Negros de Humo, etc. Las Cargas o Extendedores, no imparten color como los pigmentos, su misión es incrementar el volumen de la pintura utilizando productos de bajo costo. Pueden servir para propiedades tales como resistencia a la abrasión o al impacto, permeabilidad, brillo, etc. Otras propiedades en la que influyen es en la reología incrementando viscosidad a baja cizalla, evitando el descuelgue de la pinturazas laminares como talco y mica reducen la permeabilidad al vapor de agua y Oxígeno. Las cargas fibrosas refuerzan la estructura del film, etc. Como cargas se utilizan, además de las anteriormente citadas, los carbonatos cálcicos, silicatos de Aluminio, Cuarzo, Barita, etc. Se distingue entre Cargas que básicamente aportan sólidos a la pintura y los Extenders que mejoran la eficacia del pigmento.

6

Las cargas son en general de tamaño esférico o nodular mientras que los extenders suelen ser de forma laminar o acicular favoreciendo una distribución más uniforme de los pigmentos. Entre las cargas tenemos Carbonato cálcico natural (calcita, creta) o precipitado. Dolomita, sulfato de bario y sulfato cálcico (blanco de España) que sólo tiene su aplicación en pinturas al temple o a la cola, donde se usa como pigmento. Por su alta reactividad no se emplea en pinturas ni al agua ni al disolvente ya que las haría muy inestables. Extenders.- Caolín (Silicato de Al natural) es el típico. Silicato de Aluminio pp., Talco (silicato Mg esférico a acicular) evita formación de grietas y da estructura a la pintura, buena resistencia a agentes químicos. Mica Silicato de Al y K, estructura laminar, su principal aplicación es por el efecto barrera (“pizarra”) para exterior. Sílice Diatomea: Forma irregular lo que favorece el mateado. Wollastonita.-Silicato de Ca y Mg, se presenta en general con tamaños superiores a 45 micras se utiliza en exteriores por sus buenas resistencias atmosféricas y químicas. La absorción al aceite es media y no proporciona estructura a la pintura. Arenas de Mármol y sílice.- Se utilizan para dar textura, pueden obtenerse en diferentes granulometrías que van desde polvo impalpable hasta arenas de 0,1-0,5 mm, 0,5-0,8 mm e incluso superiores. Téngase en cuenta que las primeras son poco resistentes al ácido y menos duras que las segundas. Otras Cargas.- Cargas poliméricas (ROPAQUE); Sílices pirogénicas y aerogeles (por su proporción se suelen considerar más como aditivos); Harinas de cuarzo y granulados del mismo producto que se utilizan en la preparación de morteros epoxi o de poliuretano. Las fibras de celulosa que se utilizan para obtener características reológicas determinadas. Concentración de Pigmento en Volumen (CPV): En el film de pintura seca las partículas de pigmento y de cargas quedan dispersadas en el seno de la matriz de ligante, ya que por su naturaleza sólida no han podido coalescer o fusionarse como si lo hace el ligante formará un film continuo en el seno del cual esta disperso el pigmento y la carga. Se define la Concentración de Pigmento en Volumen como la fracción en volumen que ocupan el pigmento y la carga en el total del volumen de la pintura seca (es decir del volumen del pigmento más el que ocupa el ligante), la CPV suele expresarse en porcentajes: PVC 

Vp V p  Vl

V hace referencia al Volumen y los subíndices p y l al pigmento (y cargas) y ligante respectivamente. Si la CPV es baja entonces el volumen de pigmento es bajo y se encuentra distribuido por la masa del ligante, por el contrario si la CPV fuera excesivamente elevado pudiera ser que no hubiera suficiente ligante para rellenar todos los huecos entre las partículas de pigmento y por tanto quedarían huecos que estarían rellenos de aire. Evidentemente habría un punto intermedio, en el que habría el ligante justo para rellenar los huecos entre el pigmento, a dicha proporción de pigmento se denomina Concentración Crítica

7

de Pigmento en Volumen (CCPV), que se caracteriza porque en torno a ella varían drásticamente muchas propiedades y como veremos a continuación el factor: PVC CCPV

es un factor importante que determina numerosas propiedades de la pintura.

Veamos ahora como varían algunas propiedades:

En la figura se han representado las partículas de pigmento de color negro y el ligante de color rojo, a la izquierda la CPV es bajo y la pintura es impermeable, mientras que a la izquierda el PVC es alto, superior a CCPV y la pintura es permeable y porosa. Otra propiedad que varía es el brillo, cuando hay suficiente ligante la superficie de la pintura es lisa y tersa y por tanto refleja como un espejo (brillo alto), al ir aumentando la proporción de pigmento no queda suficiente ligante y aumenta la rugosidad superficial disminuyendo el brillo. Otra propiedad que viene afectada es el blistering (ampollamiento) si la CPV es baja hay un film continuo que impide la salida del vapor de agua de una pared húmeda, por lo que al ir creciendo dicha presión se formará una ampolla, sin embargo si es permeable al permitir la salida del vapor de agua no se

8

producirá el problema. Sin embargo la corrosión aumentaría ya que una pintura permeable permite el paso de Oxígeno y de vapor de agua hacia el interior. Otras propiedades que están relacionadas con la CPV son: resistencia al lavado y al frote, cubrición, adhesión, resistencia del film a la rotura, etc. Recordemos que la carga en la pintura seca se comporta de modo similar a como lo hace en un plástico composite, es decir si no hay suficiente ligante para humectar y ligar a todo el pigmento entonces esas zonas “vacías” constituyen un defecto y la pintura pierde integridad. LIGANTES: El ligante o resina forma la matriz de la pintura, la fase polimérica continua en la que se encuentran dispersados el resto de los componentes. El ligante es el agente formador de film y su composición es la principal responsable que determina, la permeabilidad, la resistencia química y a la intemperie, resistencia UV, etc. Determina también método de aplicación, comportamiento de secado y endurecimiento, adhesión al sustrato, propiedades mecánicas, etc. Un film continuo puede producirse por secado físico, curado químico o combinación de ambos. En el primer caso la simple evaporación de disolvente produce un film continuo al enmarañarse e interpenetrarse las moléculas del polímero. En el curado químico se produce además una reacción química en la formación de film. Esta reacción química puede ser oxidativa, con el oxígeno del aire o bien una reacción de policondensación (con otras resinas o crosslinkers) o de poliadición. En el caso de que haya una reacción química el polímero resultante tiene mejores propiedades de resistencia mecánicas y químicas. Los ligantes son productos macromoleculares con pesos moleculares que van desde 500 hasta 30.000. Los de peso molecular más alto (a veces denominados ligantes físicos) incluyen derivados de la celulosa (Nitrocelulosa y Acetobutirato de Celulosa), Acrílicas termoplásticos, Caucho Clorado y Vinílicas, y que son adecuadas para producir filmes por secado físico únicamente. Los ligantes de bajo peso molecular incluyen alcídicas, fenólicas, poliisocianatos, epoxi, etc. Estas para producir filmes de características aceptables deben de endurecer químicamente después de la aplicación en el sustrato a fin de producir macromoléculas de alto peso molecular reticuladas. Si incrementamos el peso molecular del ligante (y por tanto la Tg) mejoran propiedades tales como elasticidad, dureza, resistencia al impacto, ataque por disolvente, pero aumenta la viscosidad de la solución. Mientras que son deseables unas buenas propiedades mecánicas, también lo es una baja viscosidad que permita la utilización de poco disolvente. Por tanto se debe de alcanzar un compromiso. Los ligantes de bajo peso molecular tienen baja viscosidad en solución y por tanto permiten producir pinturas con bajo contenido en disolvente o incluso exentos totalmente de disolventes. En este caso el ligante es una mezcla de varios componentes reactivos que experimentaran una reacción química una vez aplicada la pintura al sustrato. Una excepción a la relación entre peso molecular y viscosidad de la solución, la tenemos en las emulsiones. En este caso al no estar el polímero disuelto en el medio, sino disperso en forma de pequeñas gotitas, la viscosidad de la pintura ya no es función del peso molecular sino de la fracción en volumen de las gotitas en el medio. En realidad tanto las propiedades físicas como de solubilidad están relacionadas con la Tg que a su vez esta relacionada con: El Peso Molecular del polímero; Flexibilidad de la cadena, así la presencia de enlaces múltiples, anillos aromáticos, o grupos voluminosos en la cadena y que disminuyen la rotación alrededor del enlace, incrementaran la Tg; Presencia de Cadenas laterales cortas, por el contrario disminuyen

9

la Tg. Así dependiendo del sector de aplicación se suelen utilizar polímeros con diferentes Tg.

Temperatura de Transición Vítrea (º C) 80 – 100 50 – 65 35 – 50 10 – 40

Área de Aplicación Pintura Resistente al Fuego Productos cuidado de suelo Pintura Industrial en general Pintura Decorativa

Finalmente otra característica de los polímeros que afectarán a su calidad como pintura es su naturaleza química. Así ligantes que contienen el grupo ester tales como resinas alcídicas o las basadas en acetato de polivinilo, serán fácilmente hidrolizables y poco adecuadas para exterior, los que contengan anillos aromáticos pueden presentar problemas de amarilleo a la intemperie ya que pueden absorber radiación UV y dar compuestos coloreados. La presencia de grupos funcionales polares puede facilitar la adherencia a determinados sustratos, etc. Secado Por Reacción Química: La existencia de una reacción química que nos incremente el peso molecular del polímero y la reticulación de las moléculas del mismo, nos va a mejorar notablemente las propiedades de la pintura resultante y utilizando una menor proporción de disolventes. A las pinturas que utilizan alguna reacción química para el secar se suelen denominar Recubrimientos Termoestables, de modo análogo a la terminología utilizada en plásticos. Sin embargo la presencia de una reacción química hace que se presenten algunas complicaciones. En principio los componentes que van a reaccionar tendrán que mezclarse en el momento de su utilización (productos multicomponentes), pero a partir del momento de la mezcla comenzará a reaccionar y dicha mezcla tendrá un tiempo de vida limitado. Existen sin embargo algunas técnicas que nos permiten simplificar dichos problemas:  Que la reacción química tenga lugar a temperatura elevada y sea prácticamente nula a temperatura ambiente. Es el caso de las pinturas horneables.  Que la reacción necesite la presencia de un activador, pero que este pueda encontrarse bloqueado y se desbloquee por la acción del calor o de la radiación UV (caso del secado UV).  Que la reacción se produzca con un agente que se encuentre en la atmósfera, como es el Oxígeno (secado oxidativo) como es cuando utilizamos aceites o alcídicas como ligante. O la Humedad Atmosférica, que es el caso de los poliisocianatos que secan por humedad y utilizados para parquet.  Utilización de un inhibidor volátil, que evapore durante el secado y entonces pueda comenzar la reacción. Este por ejemplo es el caso emulsiones al agua autoreticulables, en las que la reacción se encuentra inhibida por la presencia de agua y sólo comenzará a producirse una vez evaporada la misma.  Utilización de medios mecánicos de modo que los componentes se mezclen justo antes de ser depositados sobre el sustrato, por ejemplo utilizando una pistola que tenga dos alimentadores que se junten los componentes en la salida de la boquilla. Es evidente que estos sistemas o requieren la utilización de equipos de secado por calor o UV, de aplicación especiales o bien pueden plantear también alguna dificultad, 10

como en el caso del secado oxidativo que como la presencia de oxigeno es permanente el secado continuará indefinidamente (aunque muy lentamente) pudiendo dar acabados excesivamente rígidos, o en el caso del secado por humedad el mismo es muy dependiente de las condiciones ambientales. Finalmente en el caso de que tengamos que utilizar una pintura multicomponente, entonces se procederá a mezclar los mismos en el momento del uso, proceder a una adecuada homogeneización y teniendo en cuenta el tiempo de vida de la mezcla, preparar únicamente la cantidad a utilizar durante dicho periodo. Durante el secado de estos productos la Tg va aumentando por una parte por la evaporación del componente volátil (disolvente) y por otra por la reacción química, esta ultima procederá con relativa rapidez mientras la Tg del sistema sea inferior a la temperatura ambiente, pero a medida que ambas se aproximen la velocidad de reacción también se ralentizará, ya que disminuye la movilidad del polímero. Por tanto es posible que si la temperatura de secado es baja el polímero finalmente no alcance una Tg adecuada y sus prestaciones no sean entonces las adecuadas, a pesar de que la pintura aparentemente este seca. Así pues en este caso las condiciones ambientales son mucho más exigentes que en el caso del secado físico. Hay que prestar también especial atención a la posible presencia de inhibidores o de sustancias que puedan reaccionar con los componentes antes de su aplicación. TIPOS DE LIGANTES: La mayoría de los Ligantes utilizados son polímeros orgánicos obtenidos generalmente sintéticamente a partir de moléculas más pequeñas denominadas monómeros, en un proceso denominado Polimerización, de tal modo que según el tipo y proporciones de los mismos se pueden graduar sus propiedades finales, también durante el proceso de fabricación se puede optimizar el peso molecular final. Los monómeros pueden clasificarse en duros, blandos o reactivos. Entre los duros tenemos metil, metacrilato, estireno y acetato de vinilo. Los acrilatos son más blandos que los metacrilatos y monómeros blandos incluyen Etil Acrilato, 2- etil hexil acrilato, y también metacrilatos de cadena larga. Los monómeros reactivos incluyen grupos funcionales susceptibles de reaccionar con posterioridad a la formación del polímero, durante el proceso de secado y realizando el Secado por Reacción Química. Entre estos grupos funcionales los más utilizados son el grupo hidroxilo, el epoxi, el Isocianato, el grupo Amino o Amido y el doble enlace C = C. A este tipo de Ligantes lo denominamos Termoestables. Los sistemas poliméricos utilizados raramente son homopolímeros sino que suele emplearse dos (copolímeros) o tres monómeros (terpolímeros) para obtener el polímero final. La dureza del polímero viene caracterizada por su Tg y en el caso de haber utilizados varios monómeros se puede calcular mediante la ecuación:

w w 1  1  2 Tg Tg1 Tg 2

Veamos algunos de ellos: Acrílicas: Los ligantes acrílicos pueden formularse como termoplásticos (alto peso molecular), Termoestables (menor peso molecular y conteniendo OH) y como Látex o emulsión al agua (alto peso molecular). Las resinas se forman a partir de esteres de los ácidos acrílico o metacrílico.

11

Los ésteres más usuales son los ésteres del ácido acrílico con el alcohol n-butílico o con el 2-etilo hexil alcohol (EHA). Estos monómeros constituyen la base de las dispersiones plásticas acrílicas. Combinados los esteres acrílicos entre si o en combinación con los esteres metacrílicos se obtienen las dispersiones acrílicas puras. La combinación con estireno, son las dispersiones acrílicas estirenadas. Al no contener H terciarios unidos directamente a la cadena polimérica son excepcionalmente estables al deterioro por el oxigeno, la luz UV o la saponificación y buena resistencia a la intemperie. En el caso de la modificación con estireno aumenta su dureza y resistencia al blocking, sin embargo no son tan resistentes a la radiación UV y tienen tendencia al caleo. Acetato de Vinilo: Se puede utilizar como homopolímero del Acetato de Vinilo (VAc) (CH2 = CH – O – CO – CH 3), Polivinil Acetato (PVA), empleado principalmente en colas. El film o pintura seca de las dispersiones de PVA se caracteriza por su dureza por una alta absorción de agua y por su baja resistencia al álcali, ya que es fácilmente saponificable, formándose el alcohol polivinílico que es soluble en agua. Para su utilización en dispersiones plásticas y mejorar sus prestaciones se copolimeriza con otros monómeros especialmente con ésteres del ácido acrílico y con Veo Va, que son monómeros basados en éster vinílico de diferentes ácidos Versáticos. Estos se caracterizan por una alta resistencia a la saponificación y su hidrofobia Dependiendo del porcentaje del segundo monómero se mejora la resistencia a la saponificación y se reduce la absorción de agua. Los copolímeros Vinílicos – Veo Va se conocen como Dispersiones Veo Va con excelentes características de ligante para recubrimientos de exterior por su alta resistencia a la intemperie. Con una tecnología más costosa, utilizando reactores bajo presión, se polimeriza el acetato de vinilo con etileno (E). Esta combinación de monómeros se conoce como dispersiones etilénicas. Su campo de aplicación es para pinturas de interior exentas de disolvente (bajo COV o ecológicas) También en estas combinaciones se puede introducir el Cloruro de Vinilo (VC), obteniéndose productos más económicos Vac/E/VC. Acrilo Nitrilo (AN): De formula CH2 = CH – CN. Contribuye con dos propiedades importantes a los polímeros. Por un lado es responsable de la reticulación de las cadenas poliméricas dentro de las partículas de la emulsión, lo que aumenta la cohesión del polímero y le otorga un importante carácter elástico y resiliencia a los productos terminados. Por otro lado se caracteriza por una alta hidrofilia en el polímero, que conduce al ensuciamiento del mismo y sensibilidad a la luz UV, lo que acelera el amarillamiento y el caleo de las pinturas. Resinas Alcídicas: Se introducen en los años 1930 para sustituir a los aceites secantes y a las lacas Nitrocelulósicas. Tienen buena durabilidad y relativamente bajo costo, siendo muy utilizadas en la actualidad. Sus propiedades finales vienen determinadas por el tipo y grado de modificación. Aunque utilizables en exterior su durabilidad a la intemperie a largo plazo así como su resistencia a la decoloración y perdida de brillo son inferiores a las acrílicas. Las Alcídicas se sintetiza a partir de tres componentes básicos, Ácidos Polibásicos, Polioles y (excepto en alcídicas exentas de aceite), Ácidos Grasos. La naturaleza y proporción de estos componentes controlan las propiedades de la resina. El número de combinaciones es enorme y las especificaciones de una resina alcídica.

12

Dependiendo del porcentaje de ácido graso en la resina se clasifican las alcídicas en cortas en aceite (< 45%), medias (45 – 55%) y altas (> 60%). El tipo de ácido graso también gobierna las propiedades de la alcídica. Las resinas se clasifican en secantes, semisecantes y no secantes, dependiendo del grado de insaturación en el resto ácido graso (Índice de Yodo de, > 140, 125 – 140 e < 125, respectivamente). El secado oxidativo de las alcídicas, lleva consigo la oxidación de los dobles enlaces del ácido graso (dicha oxidación es más rápida y eficiente si los dobles enlaces están conjugados). Una vez seco la dureza alcanzada es inversamente proporcional al grado de modificación con aceite. Las alcídicas cortas en aceite dan generalmente, filmes de alta calidad por lo que respecta a retención de brillo y color pero de baja flexibilidad y pobre adhesión. Las largas en aceite son generalmente superiores en términos de dispersión de pigmento, propiedades reológicas y estabilidad al almacenaje. Las resinas alcídicas se caracterizan por su adherencia, flexibilidad y durabilidad. Con modificaciones determinadas pueden mejorarse prestaciones. Un punto débil es su tendencia a la saponificación. Son solubles en disolventes alifáticos las largas en aceite y en aromáticos las cortas en aceite. También se pueden emulsificar para obtener productos en base agua. Las no secantes se utilizan como plastificantes en lacas NC y las modificadas con OH en resinas que pueden ulteriormente reaccionar con Isocianatos, melamina, etc. Resinas Epoxi: El grupo epoxi u oxirano puede participar en muchas reacciones en particular con los grupos carboxilo, hidroxilo, fenol y amina. Estas reacciones son exotérmicas (70-80 Kjoules/equivalente epoxi) y a menudo son catalizadas fácilmente. La reacción epoxi-amina (o amida) es la más utilizada. Las resinas epoxi más utilizadas están basadas en la reacción entre el Bisfenol A y la Epiclorhidrina. Según el peso molecular pueden ser líquidas o sólidas. Las excelentes propiedades de los productos epoxi pueden explicarse por su estructura. La cadena sólo contiene enlaces C – C o éter (C – O – C) que son muy estables y aportan resistencia química, mientras que un factor importante en su tenacidad es el amplio espacio entre los grupos epoxi. La presencia de grupos OH que son polares ayuda a la adhesión, así como al formarse un enlace éter a partir del grupo epoxi no se produce contracción. También los grupos aromáticos contribuyen a la dureza del film resultante, aunque por otra parte los hace sensibles al amarilleo por radiación UV, lo que limita su utilización al exterior, salvo como fondos. Las resinas epoxi pueden utilizarse en un sistema de dos componentes con poliaminas o poliamidas. Los filmes así obtenidos tienen una extraordinaria resistencia química, dureza, resistencia a abrasión, flexibilidad y adhesión. Las resinas epoxi se pueden modificar con resinas de silicona para incrementar la resistencia al agua. Isocianatos: El grupo Isocianato (NCO) es muy reactivo tanto consigo mismo como con otros grupos funcionales y la reacción puede catalizarse con facilidad. Reacciona exotéricamente (40 KJoule/mol) con aquellos compuestos conteniendo H activos, en particular alcoholes, aminas, fenoles y agua a temperatura ambiente o temperaturas moderadamente elevadas. La reacción con aminas es la más rápida, pero con OH es la más utilizada. La reacción es más rápida con alcoholes y aminas primarias que con las secundarias. Los poliisocianatos pueden ser aromáticos o alifáticos, siendo más reactivos los primeros. El agua reacciona con los poliisocianatos con una velocidad similar a la de los alcoholes secundarios, se produce en primer lugar ácido carbámico (RNHCOOH) que se

13

descompone en una amina, que puede reaccionar a su vez con otro isocianato y CO 2. Esta reacción procura evitarse en las aplicaciones normales, por lo que los disolventes utilizados deben de ser deshidratados, pero se aplica en el curado por humedad de los Isocianatos monocomponentes. Las pinturas de poliuretanos de dos componentes están basadas en resinas hidroxifuncionales y en aductos de isocianato obteniéndose a temperatura ambiente recubrimientos de altas prestaciones, resistencia a disolvente, abrasión, intemperie, etc. Las resinas a utilizar pueden ser Alcídicas, Poliéster, Polieter, Epoxi y Acrílicas. Se puede disponer también de dispersiones de poliuretano en las que el producto de reacción entre el Isocianato y el compuesto hidroxifuncional se dispersa en agua, estas dispersiones tienen propiedades similares a la de los poliuretanos de dos componentes utilizándose principalmente para recubrimientos para parquets o cuando quieren obtenerse altas prestaciones. Caucho Clorado: El caucho clorado se obtuvo primeramente por cloración de caucho que había sido degradado previamente. El contenido en Cloro oscila entre el 64 – 68 %, Actualmente se parte de sustancias sintéticas como poliisopreno, polipropileno, polietileno y otras poliolefinas. Los productos así obtenidos tienen un contenido en Cloro superior al 64% y un peso molecular que puede ir de 50.000 a 350.000. Los recubrimientos que se obtienen con estos productos son altas resistencias a agentes oxidantes Ozono o peróxido), agua, sales inorgánicas, ácidos, álcalis y gases, buena solubilidad en disolventes excepto en agua, alcoholes e hidrocarburos alifáticos; baja inflamabilidad; comportamiento bacteriostático y fungistático. Las desventajas radican en su alto contenido en Cloro y su baja resistencia al calor (70-90º) descomponiéndose y desprendiendo HCl. Su tendencia a amarillear y calear cuando se expone al exterior es inferior a acrílicas y poliuretano. Se utiliza como ligante principal en pinturas de secado aire y cuando se necesite una gran resistencia química, al agua o productos de gran durabilidad. Como este producto es en sólido frágil necesita la adición de plastificantes. Las pinturas basadas en caucho clorado se han empleado en edificios, piscinas, pinturas de tráfico y marina. Bitumen: Los sistemas bituminosos incluyen productos asfálticos así como alquitranes de la destilación de hulla, así como combinaciones con resinas sintéticas o naturales. Los procedentes del alquitrán tienen buena resistencia a la humedad (mejorable al combinar con epoxi), buena resistencia a ácidos, álcalis y aceites vegetales, animales y minerales; pero no tienen resistencia a intemperie y se degradan por la acción de la luz. Los recubrimientos bituminosos, disueltos en disolventes aromáticos, se utilizan principalmente en aplicaciones subterráneas. Al menos que se reticule con otra resina es termoplástico y fluirá a temperaturas superiores a 38ºC. En tiempo frío se endurece y es frágil por lo que puede cuartear por larga exposición al sol, aunque mantiene sus propiedades protectoras. Disponible sólo en color negro se utiliza en recubrimientos de tuberías (pipeline) tanto interior como exterior y es relativamente barato. Debido a su contenido en benzopirenos no puede estar en contacto con agua potable o alimentos. Las pinturas asfálticas son sólidos procedentes de destilación del petróleo y suspendidas en disolvente alifático. Tiene buena resistencia al agua y estabilidad a la luz UV y no cuartea o se degrada expuesto a la luz. No siendo tóxico puede estar en contacto con alimentos. Es resistente a sales minerales y álcalis hasta concentraciones del 30% y tiene propiedades anticorrosivas.

14

Por el contrario tiene poca resistencia a Hidrocarburos, aceites, grasas y a algunos disolventes orgánicos. Por sus mejores propiedades a la intemperie se utiliza allí donde las de alquitrán no tendrían durabilidad, especialmente en el sellado de tejados y terrazas. Se han empleado también para la protección de estructuras de cemento contra agua agresiva químicamente (efluentes y residuales), estructuras de acero.

RECUBRIMIENTOS

ARQUITECTÓNICOS:

En las edificaciones encontramos una gran variedad de materiales de construcción. Entre los más usuales en muros y paredes se encuentran: piedra, mampostería, ladrillos y hormigón. Generalmente las edificaciones se construyen con materiales que posteriormente se recubren con un acabado que denominamos Recubrimiento Arquitectónico, que cumplirá diferentes funciones como embellecimiento y protección. En los muros de exterior los recubrimientos se aplican para protegerlos de los agentes deteriorantes de la intemperie y del medio ambiente, así como darles un efecto decorativo. Para las pinturas de Exterior los requerimientos más importantes son: a) Efecto Decorativo 1) Baja captación y retención de polvo. 2) Elevada retención de color. 3) Resistencia a Intemperie (radiación UV, agentes atmosféricos, etc.) 4) Resistencia a agua y a agentes alcalinos. b) Para protección del sustrato. 1) Elevada permeabilidad al vapor de agua (lo que permite eliminación de la humedad de paredes). 2) Baja absorción de agua líquida (lo que impide o disminuye la penetración de agua hacia la pared). 3) Impermeabilidad al CO2 (lo que disminuye la carbonatación del cemento). 4) Adhesión al sustrato. Estas pinturas se presentan en el mercado como con nombres como: pintura lisa, rugosa, revestimiento liso o rugoso, revoque de capa gruesa (2-3 mm). Se diferencian en textura, el espesor de capa y la forma de aplicación. En algunas pinturas texturadas se emplean fibras de celulosa de 40 micras o más con el fin de obtener acabados rugosos. En el caso de las paredes de interior, predomina el efecto decorativo, aunque puede hacerse para tener una mayor higiene (lavabilidad) o proporcionar mejores resistencias mecánicas o químicas en zonas de mayor uso, utilización industrial, etc.

15

Nos referiremos en general a recubrimientos aunque se pueden subdividir en aquellos que constituyen una base para el acabado final como son los: Empastes o Masillas, Morteros, Preparadores de Fondos (Selladores, Fijadores), y los propiamente acabados como: Pinturas y Recubrimientos texturizados. Distinguiéndose finalmente entre productos de exterior e interior ya que sus requerimientos son distintos. SUSTRATOS MINERALES: Denominamos sustrato al material que se va a recubrir con pinturas, que son en su mayoría de naturaleza mineral, aunque podríamos encontrar de tipo metálico, madera, plástico, etc. Una de las características más importante de los sustratos es su porosidad y su poder absorbente. Entre los sustratos no porosos, se encuentra la piedra, ladrillos vitrificados y lozas. Generalmente no van a ser recubiertos, pero en caso de necesitar hacerlo hay que tener en cuenta problemas de adherencia. Los sustratos porosos como cemento, hormigón, mampostería y los empastes o masillas plásticas permiten una penetración gradual de los componentes líquidos o en suspensión al aplicar la pintura o el recubrimiento, como son el ligante y las cargas finas obteniéndose un fuerte anclaje entre el sustrato y el recubrimiento garantizando una buena adherencia. . Los cementos y hormigones son superficies fuertemente alcalinas y tienden a formar una eflorescencia cristalina conocida como “lechada de cal”, eflorescencia que a pesar de su apariencia de adhesión al soporte, acaba desprendiéndose del mismo y además impermeabiliza la superficie no permitiendo la penetración de la pintura. Las superficies de cemento y hormigón nuevas deben de fraguar durante 28 días antes aplicar cualquier clase de recubrimiento. A partir de los 28 días se puede proceder a la eliminación de la lechada de cal mediante una solución ácida (5% de HCl). El ácido hace una reacción muy visible especialmente con las sales cálcicas: la duración del tratamiento debe de ser de entre 15-30 minutos, debe entonces procederse al lavado de la superficie con agua limpia para eliminar los restos de ácido y a continuación dejar secar. Se debe de procurar que la humedad del hormigón sea inferior al 5%. La eliminación también puede efectuarse por abrasión mediante cepillo metálico de forma manual o mediante máquina de disco. El Yeso Proyectado a diferencia del normal es poco poroso, por lo que puede dar problemas de adherencia, por lo que una vez masillado (para tapar defectos) es conveniente el tratamiento con una imprimación de tamaño de partícula pequeña para facilitar la penetración. Humedad: El agua se encuentra presente muy a menudo en los materiales de construcción, especialmente en los edificios nuevos. Esto es particularmente cierto para el cemento y el yeso, pero también para cualquier otro material que ha estado almacenado a cielo abierto durante la construcción. Las superficies “húmedas” recientes, pueden requerir un recubrimiento inicial de alta permeabilidad para permitir el secado de la pared y un posterior recubrimiento más impermeable. El contenido en humedad puede cuantificarse según la Humedad Relativa en contacto con la superficie, así la norma BS 6150 clasifica las superficies en cuatro grupos según su contenido en humedad:   

Secas, - < 75% Secando, - 75 – 90% Húmedas, 90 – 100% 16



Mojadas, 100% (con humedad superficial visible)

Las superficies mojadas son difíciles de pintar, pero las húmedas y en proceso de secado pueden pintarse con pinturas en emulsión (base agua) y que estén formuladas por encima del CCPV para incrementar la permeabilidad. El agua a la que no se hubiera permitido salir, por no ser bastante permeable la pintura reduciría la adhesión, podría producir ampollamiento (blistering) y podría facilitar la aparición de moho. La humedad es también un factor importante en el ataque por álcalis, la eflorescencia y el manchado (staining). Ataque Alcalino: El cemento es fuertemente alcalino así como algunas mamposterías, tal alcalinidad en presencia de humedad puede saponificar pinturas basadas en aceite y alquídicas así como decolorar algunos pigmentos. Eflorescencia: Son depósitos de tipo salino que aparecen sobre la superficie de mampostería, ladrillo, etc. a menudo en forma densa y voluminosa. El movimiento de la eflorescencia es debido a que dichas sales están solubilizadas en agua y precipitar al llegar a la superficie y evaporar el agua. La eflorescencia más voluminosa suele ser sulfato sódico y a menudo puede romper la pintura de baja permeabilidad, aunque las pinturas al aceite (alquídicas) tienen cierta capacidad de mantener enterrada la eflorescencia. Los recubrimientos permeables, tales como las pinturas en emulsión formuladas por encima de la CPV crítica, permiten que la eflorescencia pase a través de ellas a la superficie donde pueden limpiarse con un paño húmedo, pero cantidades importantes de eflorescencia pueden provocar fallos de adherencia y desprendimiento de la pintura sobre la eflorescencia. Los tipos más densos de eflorescencia suelen ser Carbonato Cálcico, es más difícil de quitar (por su menor solubilidad) pero permite el repintado con más facilidad después de una ligera abrasión. Manchado (Staining): Son manchas amarronadas que pueden aparecer en pinturas en emulsión aplicadas sobre ladrillo, clinker, bloques huecos de arcilla. El color se debe a sales solubles o materia orgánica capaz de colorearse en medio alcalino. CARACTERISTICAS SUSTRATOS MINERALES: Veamos las características de los principales sustratos minerales así como las condiciones y requerimientos para su pintado. Sustratos a base de Cemento: El cemento industrial que es un aglomerante hidráulico es un ligante mineral a base de Silicatos Di y Tricálcicos en polvo al añadir agua se produce una reacción química en un proceso denominado fraguado y que según la temperatura puede tardar hasta 28 días. Mediante este proceso el cemento en polvo se convierte en un cuerpo rígido, duro y resistente a la intemperie y al agua. El desarrollo inicial de la reacción está basado entre otras reacciones, en la reacción entre la cal y el agua para formar hidróxido cálcico: CaO + 2H2O → Ca (OH)2 pero la durabilidad a largo plazo la proporciona la reacción del Hidróxido Cálcico coloidal con el CO2 para formar carbonato cálcico. Ca (OH)2 + CO2 → Ca CO3

17

Los materiales fabricados con cemento se diferencian por los componentes con los que va mezclado. El Hormigón es la mezcla de cemento y áridos, generalmente sirve para formar el esqueleto de soporte de una edificación. Tiene alta durabilidad a la intemperie y resistente al agua su estructura es porosa y alcalina. La permeabilidad al agua es un factor importante de durabilidad del cemento, tanto en el sentido de resistencia mecánica que como resistencia química. Durante su vida en servicio el hormigón está sujeto a procesos físicos como enfriamiento o calor que pueden provocar daños. Otros daños potenciales son las reacciones expansivas álcali – agregado, aunque en este caso un recubrimiento no sería de protección. En principio el hormigón es un material durable que no suele requerir protección aunque en algunos casos, un recubrimiento pueda proteger de un ambiente ácido y prevenir el ataque del refuerzo, si el espesor del hormigón no se considera suficiente. También puede ser necesario protegerlo contra algún agente específico para el que sea sensible el hormigón. El cemento Portland (pero no el que tiene un alto contenido en Alúmina) es atacado fácilmente por SO2 y sulfatos, especialmente Magnésico y Amónico. Esto produce una reducción de la alcalinidad del hormigón y una degradación de la dureza. El ataque por agua de mar se debe al sulfato magnésico y además la presencia de cloruros puede atacar al refuerzo metálico. El agua pura puede disolverle carbonato cálcico, pero esta acción es lenta a menos que este pasando continuamente agua. La presencia de CO 2 que incrementa el pH aumenta el ataque. La resistencia a los ácidos tanto orgánicos como inorgánicos del cemento es baja. La resistencia del cemento Pórtland a los álcalis es buena, no así la del que contiene un alto porcentaje de Aluminio que son atacados por álcalis, debiendo de evitarse el lavar con detergente suelos con este tipo de hormigón. En las construcciones de hormigón armado lleva en su interior una armadura metálica de varillas de hierro destinados a resistir altos esfuerzos de flexión y tracción. El hierro está protegido de la corrosión por los pH > 11 del hormigón. Por reacción con el CO 2 del aire (carbonatación) el hierro se puede oxidar. Para proteger el hormigón se puede emplear un revoque plástico o una pintura impermeable. Aunque estos sustratos no son biodegradables la estructura superficial rugosa de la mayoría de los sustratos de mampostería o de cemento, permite la recolección de nutrientes y humedad, así se puede encontrar crecimiento de algas, líquenes, mohos y hongos. En soportes de yeso las bacterias reductoras de sulfatos pueden provocar el manchado (staining) de pinturas conteniendo plomo y también pueden incrementar la corrosión. Es vital que previo al pintado se quite por rascado o cepillado cualquier resto de crecimiento orgánico para evitar su reinfección. También deberían de tratarse las paredes con un desinfectante adecuado. Otros sustratos a base de cemento son los Morteros, mezclas de cemento con arenas y eventualmente con cal. Se aplican en construcción como masillas para cerrar fisuras y como revoco o enlucido sobre paredes huecas o de ladrillo para nivelar la superficie. También los Bloques de Hormigón Celular, con alto contenido en células de aire y da bajo peso y el Fibrocemento, que contiene cemento, arena y fibras. Yeso y sus Derivados: El yeso o escayola es un material utilizado extensamente para terminar paredes interiores; sus problemas característicos son la porosidad y alcalinidad variables. Esto último es especialmente importante con yesos altos en cal. El yeso más común está basado en el sulfato cálcico semihidratado (Yeso de Paris o escayola) obtenido por deshidratación del yeso mineral (el dihidrato). Al amasarlo con

18

agua el yeso fragua volviendo a formar el dihidrato. La reacción con el agua es rápida por lo que cuando tiene que aplicarse sobre superficies grandes se tiene que retardar el fraguado con sulfato potásico o bórax. En los yesos que contienen cal se puede formar hidróxido potásico por reacción con el sulfato potásico lo que puede afectar a las propiedades de la pintura a aplicar con posterioridad. Los materiales de yeso son rígidos, blandos y fácilmente lijables. Si sin embargo el yeso no ha fraguado bien la superficie puede quedar pulverulenta y de fácil desprendimiento, además si se mojan con posterioridad se expande con consecuencias adversas para el yeso y la pintura. Todos los yesos son fuertemente hidrofílicos y al mojarse pierden notablemente sus resistencias mecánicas. Algunos defectos que nos podemos encontrar en la aplicación de recubrimiento sobre sustratos de yeso son los siguientes: Los yesos incorporan rellenos de tipos muy diversos, entre ellos residuos de cartón reciclado que están contaminados de taninos y tintes. Estas impurezas son solubles en agua y al aplicar pintura acuosa son extraídas a la superficie, presentando manchas marrones. Una solución práctica es la de aplicar sobre estos empastados una imprimación a base de disolventes. Al empastar muros con yeso y proceder a su nivelación puede haber diferencias en el proceso de compactación y por tanto diferencias de absorción de agua. Al pintar estas diferencias de absorción se traduce en diferencias de brillo. Las escayolas industriales pueden presentar una dificultad para el pintado, ya que contienen aceites desmoldeantes que dificultan la adherencia de la pintura. Se recomienda lijar la superficie o aplicar una imprimación a base de disolvente. Piedra y Ladrillo: Ambos son vistos como materiales durables que salvo contadas excepciones no necesita protección. Cuando se pintan se hace generalmente por motivos decorativos, en el caso de paredes interiores para facilitar limpieza y mejorar iluminación. Se puede presentar eflorescencia tanto en piedra como en ladrillo. El ladrillo es un material cerámico cocido a base de arcilla o de barro con arena. El proceso de sinterización lo hace resistente a la intemperie. Los ladrillos vitrificados son muy resistentes a la intemperie, tienen repelencia a la suciedad y son de fácil lavado. En muros de ladrillos no vitrificados es apropiado proteger el muro o la pared contra la humedad impregnándola con hidrofugantes de tipo silicona.

TIPOS DE RECUBRIMIENTOS ARQUITECTÓNICOS.- Este tipo de recubrimientos puede abordarse de múltiples maneras: por tipo de sustrato (mampostería, cemento, etc.); aplicación (ingeniería civil, residencial, etc.); por propósito (protección, reparación) o por función (anti grafiti, resistencia química, etc.). Probablemente el sector más amplio del mercado sea el de pintura decorativa de paredes y fachadas, en los que normalmente se utilizan pinturas en emulsión bien acrílicas o vinílicas. Recientemente se está desarrollando la utilización de pinturas de baja permeabilidad para la protección del cemento armado y en el que han encontrado un importante nicho las pinturas basadas en resinas epoxi liquidas. La Comisión Europea de Normalización ha desarrollado una norma europea EN-1062 – 1 (Mayo 1994) para intentar normalizar los distintos tipos de recubrimientos. En ella se distinguen tres niveles de brillo especular y cinco niveles de espesor de film (cuerpo), así como para pinturas texturadas se distinguen cuatro niveles de tamaño de grano. De este modo y refiriéndonos sólo a características de aspecto hay 60 categorías posibles.

19

El Estándar hace también referencia al tipo químico de ligante así como al estado de dispersión: (a) en base agua; (b) en base disolvente; (c) exento de disolvente. Por lo que hace referencia al tipo químico:  

Inorgánico - Cal, Cemento, Yeso, Arcilla, Silicato. Orgánico – Acrílica, Vinílica, Aceite, Alquídica, Poliéster, Caucho Clorado, epoxi, organosilicona, poliuretano, asfalto.

Los recubrimientos también se clasifican en función del uso final. Las principales categorías son. (a) Preservación; (b) Decoración y (c) Protección. El termino Preservación significa mantener el aspecto y estado original del sustrato, como podría ser un tratamiento con un producto repelente al agua transparente. Un énfasis especial se pone en la absorción y permeabilidad al agua de las pinturas, tanto líquida como vapor. La Absorción Capilar de agua se expresa por el coeficiente W que es la cantidad de agua en Kg. Que pasan a través de una superficie de 1 m 2 durante el transcurso de una hora (el test se realiza pintando un ladrillo y sumergiéndolo en agua, se representa el aumento de peso en función de la raíz cuadrada del tiempo, tomándose el valor de la porción lineal de la gráfica). La permeabilidad al vapor de agua se mide con el factor Sd (metros) que es el espesor de aire equivalente en permeabilidad. Para la protección de la lluvia una buena pintura plástica ha de tener baja absorción y alta permeabilidad. Otras propiedades requeridas en algunos casos para los recubrimientos son: Capacidad de unir grietas (Crack Bridging); Resistencia a Mohos, Algas y Hongos, Resistencia a Álcalis y Permeabilidad al CO2. Veamos algunos tipos de recubrimientos. Selladores y Tratamientos Incoloros: La naturaleza porosa y a menudo pulverulenta de las superficies de mampostería ha creado la necesidad de productos repelentes al agua y/o selladores que actúen como imprimaciones previas al pintado. Los repelentes al agua disminuyen la penetración del agua de lluvia con un efecto mínimo sobre el aspecto (“preservativos” en la terminología). Actúan inhibiendo la absorción capilar pero en general no producen un film continuo. Las propiedades de interés incluyen resistencia a la penetración del agua, velocidad de transmisión de vapor de agua (permeabilidad), resistencia a la eflorescencia y longevidad del efecto. Como repelentes se han utilizado ceras, aceites y jabones metálicos aunque actualmente han sido sustituidas por resinas de silicona en sus diversas formas. Se han utilizado también: siliconatos, silanos, resinas epoxi y acrilatos. Cuando se utilicen las siliconas hay que tener en cuenta sus características, así por ejemplo no deben de utilizarse sobre cal. Los Selladores (estabilizadores) intentan consolidar las superficies pulverulentas. Suelen ser resinas alquídicas disueltas en aguarrás. Las modificadas con aceite de Tung o fenólicas modificadas con aceite de Tung, son adecuadas por su resistencia al álcali. Hay que tener en cuenta que algunas pinturas en emulsión no adherirán bien sobre un film continuo de estos selladores. Es importante asegurar que estos selladores tienen la suficiente baja viscosidad para facilitar la penetración y aplicarlos únicamente si la superficie es friable, si esta es sólida no se debe de aplicar. Una alternativa a resinas en disolvente es la utilización de un látex de un tamaño de partícula muy fino y a relativamente baja concentración, así se han utilizado látex acrílicos, de estireno y de poliuretano.

20

Imprimaciones resistentes al Álcali: Estos productos tienen como misión aislar sustratos alcalinos de pinturas no resistentes a los álcalis. Aunque se utilizan normalmente previas a la aplicación de pinturas alquídicas o al aceite, se han empleado también para mejorar la adherencia de pinturas en emulsión sobre sustratos de yeso. Las imprimaciones álcali-resistentes se han venido formulando con resinas fenólicas y de cumareno modificadas con aceite de Tung. También pueden formularse con Látex acrílico, aunque ha de ser de pequeño tamaño de partícula para asegurar una buena penetración.

PINTURAS INORGÁNICAS: Entre estas tenemos: Pinturas al cemento: Está constituida por cemento blanco y a veces gris solo o mezclado con cal, con Dióxido de Titanio y pigmentos resistentes al álcali. En polvo para ser mezclado en el momento del uso. El secado se produce por fraguado del cemento, teniendo que mojar el soporte antes de la aplicación. Se aplica sobre mortero de cemento o ladrillo poroso, tiene una buena resistencia al exterior. Como tiene esta pintura una textura rugosa tiende a coger polvo y facilitar el crecimiento de algas, además se erosiona fácilmente en ambientes ácidos. La posible interacción entre esta pintura y el yeso inhabilita su aplicación sobre el mismo. Sus propiedades pueden modificarse con la ayuda de aditivos. Pinturas al Silicato: Están basados en Silicato Potásico aunque los recubrimientos de silicato actuales llevan una cantidad de polímero apreciable para cumplir con las exigencias del mercado. El Silicato Potásico es prácticamente una solución de cuarzo (SiO 2) en Potasa (KOH) formándose una molécula de silicato SiO3K2 hidratado, el cual en el proceso de secado y en contacto con el anhídrido carbónico en el aire se deshidrata y polimeriza, formando nuevamente moléculas de cuarzo con una estructura tridimensional que liga en forma muy resistente y duradera los materiales minerales en contacto. Durante la reacción se puede formar Carbonato Potásico higroscópico que forma una fina capa en la superficie y que es disuelto lentamente por la humedad, este es el motivo de utilizar silicato potásico en vez de sódico, ya que este último produciría eflorescencias salinas. Con silicato potásico se pueden formular pinturas y texturizados. Estos recubrimientos al silicato difieren de los sistemas de pinturas orgánicas. Se forman enlaces químicos entre la pintura y el sustrato y por tanto la adhesión no es puramente física. La capa de pintura tiene estructura de silicato y es permeable con un alto grado de dureza. La evaporación de la humedad no queda impedida, por lo que no se produce delaminación de la pintura. Como las capas de silicato tienen una amplia permeabilidad al vapor no disturban el equilibrio con el CO2 del aire cuando se aplican a yeso o a mortero. Como el sustrato mineral y la capa de silicato tienen una estructura química similar exhiben análogo comportamiento frente al calor y al frío, por lo que se minimizan las tensiones entre sustrato y pintura. Las buenas resistencias de las pinturas de silicato a las condiciones medioambientales intemperie y temperatura se deben a su estructura mineral, resistente químicamente y a la utilización de pigmentos estables a la luz. Al secar estas pinturas tienen un aspecto mate y no forma una película continua sobre el soporte.

21

Por sus propiedades es especialmente recomendable en restauración edificaciones históricas, en los cuales a faltas de impermeabilizantes el inmueble está expuesto a mucha humedad. Se puede aplicar sobre sustratos minerales tanto en exterior como en interior. Los sustratos incluyen, cal, cemento, cemento a la cal, enlucidos de cemento, hormigón, etc. también sobre pinturas de silicato antiguas. Al aplicar sobre pinturas viejas de cal han de eliminarse los restos y sobre yeso se pueden aplicar después de una imprimación especial. Otros usos de pinturas al silicato incluye pinturas anticorrosivos sobre metal e ignífugas sobre madera. Se utilizan dos tipos los silicatos alcalinos y el silicato de etilo. En ambos casos el resultado de la utilización de silicatos como ligantes es la formación de una estructura pétrea de elevada dureza y resistencia a la intemperie. En el caso del silicato K (alcalino) este cura por carbonatación formándose carbonato potásico y SiO2. La sílice resultante es insoluble y forma una capa unida a soportes silíceos, hormigón, cemento, vidrio, debido a su afinidad química. A diferencia de los silicatos alcalinos. El silicato de etilo cura por humedad formándose sílice y alcohol etílico, por lo que deberán darse las condiciones adecuadas de humedad. El silicato potásico tiene un amplio uso en pinturas para fachada de capa fina y capa gruesa, hasta más de 20 mm. Se aplica siempre directamente sobre superficies minerales: piedras, mampostería, cementos, morteros, etc. nunca sobre pintura vieja. El silicato K y el de etilo se utilizan de forma alternativa en la protección de estructuras que deban de tener duraciones prolongadas de hasta 20 años. Cuando las condiciones son bajas en humedad se utiliza el K si no el de etilo. Para interiores hay un pequeño nicho para estas pinturas por su aspecto ecológico ya que se pueden formular sin olor y sin disolventes. Además por su alto pH (alrededor de 11) no necesitan biocidas. Pintura a la Cal: Pintura en base agua como ligante hidróxido cálcico (cal apagada) puede contener pigmentos hasta un 10%. Una vez aplicada comienza una lenta reacción de carbonatación por lo que se va formando carbonato cálcico. A veces cuando se ha aplicado la pintura, se fija el pigmento añadiendo silicato sódico. Tiene un aspecto mate, absorbente y de endurecimiento lento. Se suele aplicar sobre mortero, ladrillo poros, etc. por su buena adherencia, pero nunca sobre metal madera o yeso. En la actualidad está en desuso. Pinturas al Temple: Es pintura al agua con colas vegetales (p.e. almidón) como ligante y yeso o carbonato cálcico como pigmento. Es una pintura muy porosa (el ligante suele estar alrededor de un2.5% sobre la carga) permeable y fácil de aplicar. Tiene poca dureza y resistencia al agua (no es lavable) por lo que no es aplicable en exteriores. Se usa en superficies de yeso o escayola en el interior de edificios. Debido a su naturaleza catiónica tienen agarre sobre el yeso (alcalino), como además es transpirable se puede aplicar sobre yeso húmedo que podrá secar, ayudando a disimular las irregularidades del yeso proyectado. Al cabo de unos 28 días y ya completamente seco el yeso, se podrá aplicar una pintura plástica. Tiene distintas formas de aplicación: Temple Liso; Temple Picado, dejando una superficie con relieve acusado, Gotelé, se aplica como gota gruesa con un equipo especial; Rayados y Aspilleras.

PINTURAS PLASTICAS: Las Pinturas y recubrimientos plásticos tienen como característica común un ligante orgánico sintético en forma de un Polímero en

22

Dispersión Acuosa. La Tecnología de fabricación se remonta a los años 40 del pasado siglo y hoy constituyen el campo más importante de las pinturas de decoración. Se entiende como pintura una capa de material protector y decorativo con un máximo de 300 g/m2 de material aplicado a rodillo o brocha. Debido a la gran cantidad de ligantes existentes y sus posibilidades de combinación se puede fabricar una gran variedad de tipos de recubrimientos:   

Imprimantes – Imprimaciones Emplastes, Masillas y Pastas Niveladoras Acabados: Pinturas Texturizados, Elásticas e Impermeabilizantes, para tejas.

Se suelen distinguir tres grupos generales: “Interior-Exterior”, “Interior” y “Exterior”. Las primeras dan un buen resultado en interior y algunas no dan mal resultado en exterior, por lo que algunos fabricantes las aconsejan para exteriores si las demandas no son muy altas. Las de “interior” son en general productos económicos formulados por encima de la CPV Crítica; se caracterizan por su alta opacidad y baja resistencia al frote y se comportan mal al exterior. Las Pinturas en Emulsión para Exterior, tienen calidad suficiente y se formulan específicamente para este propósito. Parámetros importantes de la formulación incluyen la elección de ligante, PVC y coalescente que debe de seleccionarse a fin de cumplir necesidades específicas tanto durante el secado como después (p.e. tiempo de retoque, de alcanzar resistencia al blocking, etc.). Es también conveniente la adición de un fungicida y/o algicida para inhibir el crecimiento orgánico en el film. Los dos grupos principales de ligantes usados en pinturas en emulsión son Acetato de Vinilo y los Copolímeros Acrílicos. Utilizándose como comonómeros 2-EHA y VeoVa. La mayor resistencia al álcali está asociada a las acrílicas, aunque depende de la formulación en su conjunto. También tienen las acrílicas una buena resistencia al caleo en comparación con los otros tipos. La resistencia al caleo está relacionada con la naturaleza del ligante, la mejor resistencia la dan ligantes de pequeño tamaño de partícula con baja TMFF. La relación de monómero duro y blando se ajusta para minimizar recogida de polvo y mantener suficiente flexibilidad para mantenerse unido el film por los movimientos del sustrato que pueden producir pequeñas grietas. Otro tipo de Látex Acrílico esta modificado con Cloruro de Vinilo o de Vinilideno. Estos Látex son de carácter aniónico y tienen un pH por bajo de 2 lo que afecta a su compatibilidad con otros tipos de Látex. Tienen una muy alta resistencia al álcali. Una característica de estos ligantes modificados con Cloro es su baja permeabilidad al vapor de agua que es de uno o dos órdenes de magnitud menor que el de los acabados al agua convencionales. La CPV de una pintura debe de elegirse al modo que se obtengan las propiedades físicas requeridas. La CPV de una pintura en emulsión en exterior es de 35 – 40%, aunque este factor sólo no es significativo ya que debe de estar relacionado con la CCPV, que a su vez está relacionado con el poder ligante de la emulsión y la demanda de agua de los pigmentos y cargas, así podrá formularse a una CPV mayor una carga con baja demanda de agua ya que se CCPV es mayor. La elección de carga es también importante por otros aspectos, cargas laminares y fibrosas como talco o mica pueden reforzar el film, disminuir permeabilidad y disipar tensiones. Aunque las pinturas de exterior se formulan a CPV inferiores a la crítica, para disminuir permeabilidad, se ha sugerido que son posibles formulaciones por encima de la crítica con la adición de resina de polisiloxano hidrofóbica.

23

La aplicación de una pintura en emulsión sobre una superficie rugosa con topografía de “colinas y valles”, incrementa “mudcraking” (Cuarteo) más acusado a bajas temperaturas. Dicho defecto se produce por una contracción tridimensional del film al secar, pero que tiene una dimensión (la adherida al sustrato) impedida de contraerse. Si la Tensión Interna que se crea es superior a la que puede resistir el film durante la coalescencia, se producirá la rotura del film. El papel del coalescente es crítico en controlar el mudcracking, tanto en tipo como nivel. Las emulsiones exentas de disolvente suponen un gran reto y se ha de tener especial cuidado en el balance pigmento/carga. L talco y la mica son útiles en inhibir el mudcracking. Masillas.- Pastas espesas y de elevada viscosidad y tixotropía, su misión es la de tapar defectos importantes en el soporte. Como en el caso de los aparejos su aplicación es conveniente después de la imprimación. Se aplican a espátula y la P/R puede variar grandemente entre 10/1 y 15/1. Masillas para Paredes.-Se utilizan para tapar defectos básicamente sobre yeso. Se presentan tanto en forma líquida como en polvo. Los más utilizados son en base acuosa. Se trata de productos que deben de secar en profundidad, tener la mínima contracción posible, mantener una superficie fácil de lijar y absorbente, que pueda aplicarse fácilmente a estufa. Base Acuosa.- Los productos en polvo se preparan en mezcladores que den una mezcla homogénea y guardarse en envases que los protejan de la humedad. A la hora de utilizarlos se mezclaran con agua en las proporciones indicadas por el fabricante.. La composición está basada en sulfato cálcico y yeso escayola que le da cuerpo y el secado necesario. En el caso de las masillas líquidas se disminuye la proporción de escayola y se incorpora HEC que actuará de ligante. En este caso tendrán que añadirse los aditivos adecuados, especialmente algún biocida. Base Disolvente.- Se utilizan menos que en base agua. Son. Menos absorbentes y más difíciles de mojar por pinturas al agua que las anteriores por lo que puede que tarde más en secar la pintura sobre las zonas masilladas que sobre el yeso. En cualquier caso debe de esperarse a que se encuentre bien seca antes de aplicar la pintura. Pastas para Dibujar.-Son pastas de un alto PVC y altamente tixotrópicas que una vez aplicadas pueden dibujarse con rodillos con figuras, peines de alambre, espátulas, etc.. La formulación se hace con emulsiones de Vinil VeoVa de TMFF 16-18ºC y PVC superiores al 80%. Se utiliza Carbonato Cálcico, Talco y Caolín. Aparejos.- Productos cuya misión es la de tapar pequeños defectos en las superficies a pintar: su aplicación se efectúa sobre la imprimación o en lugar de esta. Estos productos se formula con relaciones P/R entre 7/1 y 9/1. Pinturas para Interiores.- Son generalmente lisas y pueden ser brillantes o mates.. Una característica importante de estas pinturas es su resistencia al frote húmedo. Deben de ser lavables lo que implican que han de resistir como mínimo más de 2000 frotes y preferentemente más de 5000.

24

Pinturas Mates.- Diferenciamos en principio dos tipos de pinturas mate, para techos y para paredes. Las primeras han de tener buen poder cubriente pero no es necesario que tengan resistencia al frote húmedoPintura para Techo.- Su composición se mueve entre los siguientes parámetros: . Un PVC alto entre el 80-90%. Para que con este PVC tenga un mínimo de lavabilidad se requiere que la resina en emulsión tenga un alto poder aglutinante, por lo general se utilizan emulsiones estireno-acrílicas de TMFF de 19-21ºC, aunque también se puede utilizar acrilo-vinilos o vinil-veova que aportan sedosidad al tacto y facilidad de aplicación. . El sistema pigmentario debe de dar suficiente cubrición, teniendo en cuenta que a niveles superiores al PVCC también las cargas aportan opacidad. Como mínimo habrán de contar con un 5% de Bióxido de Titanio y las cargas carbonato cálcico y extenders como talco y caolín. El Satintone 5 (caolín) da buenos resultados aplicado al 20% sobre el bióxido de Titanio. Carbonato cálcico pp o silicato de Al también dan buenos resultados. . La reología también es importante ya que se ha de procurar aplicar en una sola mano, por lo que se ha de evitar una tixotropía excesiva que obligará a diluir en exceso. Agentes reológicos newtonianos son los más adecuados.. Pinturas para Paredes.- Existe una amplia variedad de nombres y tipos, en general se caracterizan por. . Una resistencia al frote húmedo suficiente para ser lavadas en caso de ensuciamiento. . Tacto sedoso y agradable. . Buena homogeneidad de color evitando la sobrecubrición en los empalmes. . Presentar buen aspecto, si defectos como ojos de pez, pinoles, etc. . Versatilidad para aplicación a rodillo, brocha, pistola, airless, etc. . En la aplicación a rodillo presentar la suficiente extensibilidad, sin salpicados, etc. No hay que confundir los términos de pintura al gotelé con los de pintura texturizada. Los primeros son preparaciones para aplicar como soporte y que posteriormente serán pintados con una pintura de interiores, los segundos son pinturas de acabado cuya reología hace que tenga un aspecto rugoso por si mismo. De forma general las pinturas para interiores mate suele tener las características siguientes: . El PVC comprendido entre 75 y 90% limitado por la resistencia al frote húmedo que también depende del ligante. . En la elección del ligante se tendrá en cuenta el PVC al que se quiera trabajar y el tiempo de borde húmedo que permita el trabajo. Las emulsiones de vinil veova y vinil acrílicas aportan tiempos de borde húmedos superiores a las acrílicas estirenadas. . El sistema pigmentario, como en la mayoría de las pinturas plásticas entre un 5-10% de bióxido de Titanio un extender (caolín o talco) y la carga mayoritaria será carbonato cálcico. Los carbonatos de mayor tamaño permiten un PVC más alto, los más finos aportan mayor poder cubriente pero a su vez producen rebrillo en los empalmes. . Los aditivos reológicos se utilizaran en función de los resultados que se deseen obtener. Los esteres de celulosa de alta viscosidad son los más empleados (como el

25

Natrosol 250 HHBR) sin embargo la utilización de otros de menor viscosidad cono 250 HBR facilitan la aplicación a rodillo y aumentan el tiempo de borde húmedo. Los espesantes de PU más newtonianos `permiten obtener pinturas de aspecto consistente pero no permiten una excesiva dilución. Los poliacrílicos no asociativos, al igual que los espesantes celulósicos permiten una mayor dilución ya que una vez agitados recuperan viscosidad debido a su carácter tixotrópico. En pinturas rugosas se emplean mezclas de espesantes celulósicos con espesantes de poliuretano o poliacrílicos asociativos de viscosidad alta a alta cizalla que aportan buena facilidad de aplicación y una rápida recuperación de la viscosidad después de la aplicación lo cual impide la nivelación y permanece el aspecto rugoso. . Los coalescentes son los convencionales, Texanol, Nexcoat 795 o NX-795, o utilizar coalescentes de bajo olor residual como NX-770. Pintura de una sola capa.- Son pinturas de alta cubrición capaces de cubrir con cualquier color en una sola manos. Sus características son las de una pintura interior. Las diferencias básicas son: . El bióxido de titanio es del orden del 10-12%. . el PVC se lleva al límite compatible con una resistencia al frote húmedo adecuada. . La reología es prácticamente newtoniana. Para ello se utilizan esteres de celulosa en proporciones bajas 0,15-0,35 y agentes reológicos newtonianos de tipo asociativo para obtener la viscosidad adecuada. La pintura es espesa pero fluye. Este tipo de comportamiento reológico hace que la pintura no se deje extender excesivamente y evita en gran manera las salpicaduras. Pinturas con efectos.- Se trata de un acabado en dos manos, la primera de fondo con un color determinado y un acabado consistente en un barniz en emulsión cuya pigmentación está compuesta por pigmentos iridiscentes o de chips de poliéster u otros materiales. Pinturas Satinadas.- En general no se aplican en exteriores ya que debido a su termoplasticidad tienen tendencia a ensuciarse. Sus características de composición son las siguientes: . Su PVC es bajo entre 20 y 40% . Los agentes reológicos han de dar buena nivelación por lo que se utilizan de tipo newtoniano.. . El sistema pigmentario consta de 12-15% de Bióxido de Titanio y cargas de baja absorción como barita con tamaño de partícula pequeños (2-5 micras). . La adición de ceras en emulsión en la última fase de la fabricación favorece la eliminación de la pegajosidad o tack. En todas las pinturas plásticas es importante dejar un tiempo suficiente entre capas, para que la segunda no ablande a la primera y esta tenga tiempo de penetrar en el soporte este tiempo que se estima en unas 4-8 horas mejora la cubrición. En el caso de las pinturas este requisito es más importante ya que la primera actúa de selladora e iguala la absorción del soporte, lo que da un acabado más uniforme.

26

PINTURAS TEXTURADAS: Se entiende como Recubrimiento Texturado una capa de entre 1 y 3 Kg. /m2 de material que se aplica con llana o espátula. Para obtenerlas se añaden agregados tipo “arena”. La granularidad está comprendida entre 100 – 1500 m de tamaño de partícula. El efecto más inmediato de añadir estos agregados a la pintura es un cambio de aspecto, especialmente a distancias cortas. En algunos casos puede tener mejor resistencia al caleo, pero por otra parte al dar una superficie rugosa tienen más tendencia a recoger polvo. La arena se incorpora generalmente en el momento del uso en proporción de 25 – 40 % en peso, en realidad estas pinturas tienen la arena embebida en una matriz de emulsión pigmentada. Aunque la arena es el agregado más común se pueden usar otros materiales como polímeros en polvo y fibras, aunque estas últimas pueden afectar a la reología dando problemas en la aplicación. Algunos aspectos de la durabilidad están relacionados con el espesor aplicado, así pinturas altamente texturadas cuando adecuadamente formuladas pueden dar protección de hasta 10 años, aunque con los problemas de retención de polvo. Tienen un CPV más alto que las anteriores (50 – 60 %) y mayor tamaño de partícula del agregado (hasta 2 mm de diámetro) así como el uso de un modificador reológico a fin de incrementar la viscosidad a alta cizalla. El espesor aplicado puede llegar al 3 mm a paleta o pistola, seguido por un rodillo Texturado; el color se aplica normalmente pintando encima con una pintura convencional. Algunas variantes de este proceso incluyen escamas coloreadas dispersadas en una pintura en emulsión transparente consiguiéndose un efecto multicolor. La permeabilidad al vapor de estos productos esta en un rango intermedio entre los d alta permeabilidad de las pinturas convencionales y la baja permeabilidad de las pinturas asfálticas y la de lo pinturas al disolvente de dos componentes. La resistencia al agua es buena, mejor que la del enlucido de cemento y arena. PINTURAS ESPECIALES: Pinturas de menor utilización pero que tienen aplicaciones prácticas interesantes para algunos sectores. Sistemas Látex de Alto Rendimiento: Son sistemas de pintura que alcanzan un gran espesor por tanto máxima protección, por lo que se pueden dar garantías de hasta 15 años. Estos sistemas constan de una Imprimación y de un Acabado, incluyendo muchas veces la aplicación de un Fondo. Para obtener la máxima protección es usual llegar a dar cinco capas. Las imprimaciones en estos sistemas están basados en Látex acrílicos a de PVA de tamaño de partícula muy fino para incrementar penetración. Se pueden emplear emulsiones asfálticas en caso de querer mejorar las resistencias al agua y al vapor, bien solas o mezcladas con acrílica. En ambos casos deberá de utilizarse un sellador, que puede ser acrílico, para evitar el sangrado del asfalto al acabado. También se pueden emplear en estos sistemas fondos reforzados con fibras, especialmente para sistemas de reparación. Los acabados son generalmente estructurados y texturados. Se utilizan acrílicas, acrílicas estirenadas y acetatos de vinilo. En caso de superficie muy dañada previamente al pintado suelen utilizarse morteros basados en epoxi. Pinturas de Resina de Silicona: Se caracterizan porque combinan una emulsión acrílica con resina de silicona que aporta hidrorrepelencia, se formulan a una CPV superior a la crítica por lo que tiene una elevada permeabilidad al vapor de agua y una alta barrera a la penetración del agua por la presencia de la silicona, de este modo se consigue una buena pintura de fachadas. 27

Pinturas Elastoméricas: Se emplean para la renovación o rehabilitación de fachadas deterioradas con fisuras y grietas de hasta 2 mm de espesor. Aunque en general las grietas no presenten un problema para la estructura y su estabilidad, si son perjudiciales en la protección contra la humedad ambiental. En general han de cumplir los siguientes requerimientos técnicos:  Aplicación orientada a la renovación y rehabilitación de fachadas.  Protección frente a la humedad.  Elasticidad permanente para cubrir grietas de hasta 2 mm.  Propiedades mecánicas y Elastoméricas aptas en un rango de temperaturas entre -10 y + 40ºC.  Barrera contra el CO2.  Resistencia a la intemperie sin caleo.  Sin pegajosidad y de ensuciamiento reducido. Las primeras pinturas empleaban dispersiones acrílicas estirenadas de Tg alrededor de 20ºC y con una gran cantidad de plastificantes para proporcionar elasticidad. El inconveniente era alta pegajosidad y ensuciamiento, así como la perdida de elasticidad por la migración del plastificante. La segunda generación estaba basada en polímeros blandos de Tg de -5 a – 10ºC, blandos y elastoméricos. El inconveniente era una tenacidad reducida del polímero y pocas resistencias mecánicas a temperaturas de 40ºC y una pegajosidad residual con fuerte ensuciamiento. Con este tipo de polímero se cumple la norma UNE 53-413-87 de Revestimientos Plásticos Flexibles y encuentra aplicación como Impermeabilizante. Los ligantes modernos para sistemas elásticos son polímeros con una Tg de -5 a -30ºC que disponen de una Reticulación Interna equivalente a la vulcanización del caucho natural que proporciona una tenacidad alta y aumenta la fuerza a la tracción o rotura a la temperatura ambiente y más altas. A estas dispersiones se les incorpora adicionalmente un Reticulante Activado por radiación UV que reduce la pegajosidad superficial y evita el ensuciamiento acelerado. A este tipo de polímeros se les denomina Elastómeros y pueden cumplir las normas más estrictas. Pinturas Impermeables: En estas pinturas destacan la resistencia al agua de las dispersiones acrílicas y que se aprovechan en aplicaciones verticales para impermeabilizar fachadas y en aplicaciones horizontales para techos y terrazas. Los ligantes empleados son los que hemos comentado en el apartado anterior y con los que se formulan pinturas de fachadas lisas y rugosas para recubrir fachadas agrietadas que evitan que a través de las grietas penetre el agua de lluvia. Para aumentar la resistencia mecánica del recubrimiento se incorpora una malla de fibra sintética o de vidrio, de esta manera se garantizan resultados duraderos en aplicaciones horizontales para zonas transitables. Las pinturas y recubrimientos impermeabilizantes deben de tener propiedades elásticas como indica la norma EN ISO 7783 parte 7. Estas pinturas presentan generalmente una alta barrera a la carbonatación. Estas pinturas tienen como hemos dicho anteriormente una baja absorción capilar de agua, pero también una baja permeabilidad al vapor de agua, por lo que si la pared contiene humedad habrá problemas para su secado pudiendo producirse ampollamiento.

28

Impermeabilización de Terrazas.- Las terrazas o tejados horizontales presentan a menudo problemas de filtración que provocan humedades en los niveles inferiores. En estos casos las pinturas hidrofugantes no dan buenos resultados ya que la humedad puede penetrar por fisuras grandes. La solución a estos problemas pasa por la aplicación de un recubrimiento filmógeno en toda la superficie y en la parte inferior de las paredes de forma que el film forme una cubeta impermeable. Los sistemas utilizados pueden ser al agua o al disolvente. En el primer caso se conocen con diversos nombres, impermeabilizantes, pinturas al caucho, emulsiones de caucho, etc. Los ligantes utilizados son emulsiones poliméricas de monómeros acrílicos o acrílico estirenados con TMFF de 0º, se trata de polímeros blandos de elevada elasticidad. Estos polímeros pueden encontrarse en dos formas en la primera, como polímero simplemente elástico y en la segunda aditivado con fotoiniciador que permitirá una reticulación en superficie, dando una capa superficial más dura. La principal diferencia estará en la pegajosidad residual. Se utilizará una u otra según la terraza deba de ser transitable o no. El PVC está alrededor de un 30% con brillo satinado y una elasticidad del film entre 700 y 1200. Los pigmentos suelen ser óxidos de Hierro rojo y negro, Verde de Cromo, Titanio, etc. Las cargas son de baja absorción empleándose carbonato cálcico y barita o sólo barita. La adición de pequeñas cantidades de cera de parafina de 7º de punto de fusión disminuye la absorción de agua del film seco. Estos recubrimientos precisan de la aplicación de espesores elevados mínimo de 600 micras de film seco, de lo contrario el envejecimiento superficial provoca que se convierta en films frágiles y de baja elasticidad. En los productos al disolvente se utilizan poliuretanos de 1 o dos componentes, en el primer caso el secado es por humedad y en el segundo por reacción con un isocianato Hidrofugantes.- Se utilizan en recubrimientos exteriores a fin de que el agua no penetre en el. Los tipos más comunes son el siliconato potásico, las siliconas hidrofugantes y las ceras. Los siliconatos y las siliconas tienen un efecto perlante que impide la penetración del agua. Debe de tenerse en cuenta que la efectividad de los siliconatos es más corta en el tiempo que la de las siliconas. Las ceras que se utilizan son generalmente ceras parafínicas en emulsión. Son productos formulados con silicona modificada con grupos metilo que provocan una fuerte hidrofobia en el sustrato. La formulación se hace por simple dilución con agua o disolvente y la concentración del orden del 10-20%. La aplicación se hace a pistola, evitando el que chorree, en la mayoría de los casos se hacen dos o más aplicaciones con el fin de que el producto penetre 15 a 20 mm. en el poro del material, con objeto de que aún en el caso de fuertes lluvias el agua no llegue a la superficie no tratada. Los hidrofugantes de silicona no forman película lo cual permite la transpiración del sustrato y la evacuación del agua procedente del interior del mismo. Absorbentes de agua.- Son necesarios en diversos tipos de recubrimiento. Especialmente si contienen pigmentos metálicos. Se utilizan según la aplicación zeolitas, óxido cálcico y algunos isocianatos monofuncionales. Aparejos.- Productos cuya misión es la de tapar pequeños defectos en las superficies a pintar: su aplicación se efectúa sobre la imprimación o en lugar de esta. Estos productos se formula con relaciones P/R entre 7/1 y 9/1.

29

Pinturas para Tejados y Aislamiento Térmico: Las pinturas con pigmentos convencionales tienden a absorber la Radiación en el IR cercano (NIR), que constituye más de la mitad de la radiación solar. Sustituyendo estos pigmentos por unos especiales denominados “cool” que tienen una menor absorción en el NIR y por tanto una reflectancia solar más alta. De esta manera se reduce la temperatura superficial del tejado y por tanto son menores las necesidades de refrigeración en edificios. Entre estos pigmentos tenemos: Blanco de TiO2; Amarillos de titanato de Ni y de Cr; Negros mezcla de óxidos metálicos (Fe, Cr)2 O3 y compuestos relacionados; Azul de Titanato de Co; y diversos colores con Titanio sobre escamas de mica. La adición de cierto tipo de partículas cerámicas también puede incrementar la reflectancia de la pintura y por tanto disminuir su calentamiento que aplicadas constituyen barreras de aislamiento técnico. Pinturas Antimanchas: Cuando se pinta sobre manchas de humedad, hollín, grasa, humos, nicotina, manchas de bolígrafo, etc. puede suceder que al cabo de algún tiempo vuelven a aparecer las manchas sobre la nueva pintura. Estos se debe a que o bien el agua si las manchas son solubles o bien el coalescente si las manchas son solubles en disolvente redisuelven la mancha y al secar aparecen en la nueva superficie y esto en todas las manos que se den. Para evitarlo se han de aplicar pinturas especiales denominadas Antimanchas. Se trata de pinturas normalmente mates, cuya reología está diseñada para aplicar espesores importantes, 50-80 micras en una sola mano, deben de tener un buen poder cubriente y deben neutralizar los elementos solubles que podrían pasar del sustrato a la pintura húmeda y de esta a la superficie. La composición de estas pinturas puede ser en base acuosa o en base disolvente y su formulación puede basarse en los siguientes puntos: . Concentración de pigmento cerca del PVCC. . En medio acuoso se utilizan resinas en dispersión de un tamaño de partícula fina, preferentemente acrílicas puras de relativa dureza. El contenido en coalescentes ha de ser el mínimo necesario para una buena formación del film. En medio al disolvente pueden utilizarse acrílicas estirenadas disueltas en tolueno. Las resinas Pliolite se utilizan con este film. También pueden utilizarse alquídicas tixotrópicas medias o cortas en aceite. La pigmentación ha de contener bioxido de Titanio carbonato cálcico. Es importante que contengan caolín en proporción ligeramente superior a la normal. En las de base acuosa se recomienda la utilización de fosfato de Zn en una proporción del 8% ya que actúa como fijador de humo y nicotina. En base al disolvente se puede utilizar fosfato u oxido de Zn, aunque este último puede afectar a la estabilidad cuando se utilizan resinas alquídicas. Es importante no aplicar ninguna pintura sobre la pintura antimanchas hasta que esté totalmente seca, 7 días en las acuosas y en las al disolvente 48 horas si son de secado físico y si es por oxidación, 3-6 días Pinturas Autolimpiantes: Un problema que se plantea en la pintura exterior, especialmente en fachadas es la deposición en las mismas de partículas de suciedad,

30

polvo, hollín, contaminación etc. Problema que es más acusado en pinturas con una Tg baja (blandas), porosas y/o texturadas. Para tratar de minimizar estos efectos se han desarrollado un nuevo tipo de pinturas que trata de limitar estos defectos. Un tipo de estas pinturas está basado en el Efecto Loto, ya que es similar a la textura de la flor de loto. Está basado en que la superficie de esta pintura es muy hidrofóbica y al mismo tiempo constituida por una serie de valles y crestas de tamaño muy pequeño. De esta manera cuando llueve las gotas de agua, al no mojar bien, quedan formando una gota esférica que al rodar por la superficie por la acción de la gravedad, arrastra la suciedad limpiando la superficie. Otro sistema está basado en la utilización de partículas de nano Titanio, que al ser de tamaño nanométrico es transparente a la radiación visible, pero absorbe la radiación UV y actúa como catalizador y descompone las partículas de suciedad, contribuyendo al limpiado de la superficie. Pinturas Anti-Grafiti: Estas pinturas tratan de minimizar el daño producido en fachadas, vehículos y equipamientos públicos por inscripciones, pintadas, etc. que afean el patrimonio urbano y cuyo costo de limpieza es muy elevado. Básicamente su efecto está basado en la utilización de aditivos (siliconas, fluoruros, ceras, etc.) que bajan bastante la tensión superficial evitando o minimizando la humectación de la pintura por el spray o equivalente. Generalmente son transparentes y se aplican como capa de protección. De estos recubrimientos, los más sencillos (soluciones de cera) no son resistentes a las operaciones de limpieza, generalmente enérgicas, necesarias en estos casos, por lo que habrán de volver a pintarse después de la operación de limpieza. Otros recubrimientos basados generalmente en el tipo de poliuretano tienen bastante resistencia a los disolventes empleados en las operaciones de limpieza y por tanto no necesitan este repintado. Estas pinturas pueden ser tanto en base agua como en base disolvente. Existen en el mercado dos tipos de pinturas anti grafitis, en primer lugar, las que se destruyen al eliminarse el grafiti y deben repintarse cada vez que se hace una limpieza y los que se pueden limpiar sin necesidad de eliminar la pintura base. Dentro de este último grupo están los que precisan de una limpieza con disolvente de alta eficacia y los limpiables simplemente con chorro de agua. Anti grafitis temporales.- La capa protectora de grafitos es una solución en disolvente de un polímero acrilo-estirenado con una tg aproximada de 30-40ºC aditivada con algún agente que no permita la adherencia, como por ejemplo un aceite de silicona de bajo peso molecular ceras etc. Se suministra a la viscosidad de aplicación 40-50” CF 4. Como agentes de limpieza se utiliza una mezcla de disolventes generalmente nafta aromática 16/18 con pequeñas proporciones de alcohol y esteres. Si se aditiva con tensoactivo de un HLB aproximadamente 13,5 como el nonil fenol con 10 moles de oxido de etileno o alcohol decílico con 6 moles de OE es posible efectuar la limpieza y un enjuagado simultaneo con agua ya que el tensoactivo favorece la emulsión de la pintura disuelta. Anti grafitis Permanentes.- Se utilizan barnices de poliuretano de dos componentes, compuestos por una resina acrílica de un porcentaje en OH de 4 y un isocianato alifático. El barniz se hace con una reticulación elevada (del orden de 110%), con el fin de que la resistencia a los disolventes sea también elevada. La adición de aceites de silicona dificulta la adherencia de capas posteriores.

31

Anti grafitis de Silicona.- Son compuestos siliconados especiales, la pintura es simplemente su dilución. Tienen una alta hidrofobia y lipofobia, lo que hace que las pinturas no mojen sobre ella formando perlas- La limpieza se efectúa con agua a presión y es resistente durante varios usos.

Pinturas Higiénicas o Sanitizadas: Son pinturas de base acuosa que contienen ingredientes activos capaces de actuar ante la presencia de agentes patógenos como bacterias, microorganismos y hongos. Se emplean en el interior de hospitales, comedores, almacenes o plantas de tratamiento de alimentos, así como en aquellos lugares que pueda sospecharse la presencia de parásitos etc. aumentando la protección sanitaria y disminuyendo la necesidad de desinfección y limpieza frecuente. En estas pinturas se debe de alcanzar un equilibrio entre alta efectividad frente a microorganismos y baja toxicidad para personas y animales, así como el procurar que su efectividad sea lo más duradera posible. Con la incorporación de productos nanométricos o encapsulados, en el interior de los cuales se almacena el producto activo se consigue mejorar ambos efectos. Recubrimientos Ecológicos: Últimamente el consumidor ha adquirido una sensibilidad ecológica que se manifiesta en su disposición a asumir mayores costos para proteger la salud y el medio ambiente. Por lo que respecta a las pinturas Plásticas, esta inquietud representa el interés por pinturas y recubrimientos de interior libres de componentes nocivos y una creciente demanda de estos productos. Así se han venido cubriendo las siguientes metas:   

Pinturas sin olor, exentas de amoniaco y utilizando disolventes sin olor. Pinturas exentas de disolvente, que utilizan plastificantes (Teb. > 250ºC) o dispersiones plásticas de Tg inferiores a 5ºC. Pinturas Ecológicas, que se sujetan a determinadas reglamentaciones.

Entre estas reglamentaciones destacan:   

ECO-Label, vigente en Europa (EU 96/12 EC). Blauer Angel (Ángel Azul), reglamentación alemana. Low VOC (Bajos COV) en EE UU y ELF en Alemania.

Además de la disminución o supresión total de disolventes otras restricciones afectan a la utilización de emulsionantes APEO (Álcali-fenol etoxilados) y de algunos conservantes como el CTI (Cloro Metil Isotiazolinona). Pinturas para Suelos.-Los suelos pueden ser de muy distinta naturaleza y para distintas utilizaciones. Así pueden ser de hormigón o madera para suelos deportivos. Suelos industriales para tráfico ligero o pesado, con resistencia a agentes químicos, terrazas transitables que deben de ser impermeabilizadas, terrazas no transitables y un largo etc. Pistas Deportivas.- Debemos de distinguir si se trata de madera o cemento, asi como el tipo de acabado que se quiera conseguir ya que puede ser duro y de alta resistencia a la abrasión o bien blando y menos resistente a la abrasión..

32

En los suelos de madera se suelen emplear recubrimientos transparentes para realzar la veta de la madera se utilizan: Polímeros de poliuretano en emulsión acuosa. Poliuretanos 2 C en base acuosa. Poliuretanos 1 y 2 C en base disolvente Alquídicas Uretanadas (medio disolvente) Sistemas catalizados por ácido. Suelos Industriales de tráfico ligero y rueda blanda.- En este apartado se incluyen almacenes, garajes y otros suelos cuya resistencia a la abrasión debe de ser suficiente pero no elevada. Se incluyen también las pistas deportivas. Dependiendo de la utilización necesitaran mayor o menor resistencia a agentes químicos. Así de menor a mayor resistencia tenemos los siguientes productos. Polímeros en base acuosa, se emplean en interiores tienen Tg elevada del orden de 5060ºC. Algunos son auto reticulantes contienen monómeros como el acrilonitrilo que favorecen una reticulación posterior al secado físico y con ello una mayor resistencia a la abrasión y a agentes químicos domésticos.. EL PVC está por debajo del crítico generalmente del orden del 40-50 y se suele añadir silicio en polvo (7%) para mejorar resistencia a la abrasión. Se emplean resinas alquídicas medias o largas en aceite modificadas con resinas fenólicas lo que mejora el secado y la resistencia al agua. Estos sistemas son económicos y de fácil aplicación, permite un tráfico intenso pero de baja erosión. Tampoco es recomendable en exteriores. Pueden formularse en base agua o disolvente combinando una resina alquídica con una fenólica esterificada. Las resinas alquídicas uretanadas también se pueden emplear para estas aplicaciones. Acabados en Base Epoxi.-La utilización de resinas epoxi catalizadas con poliamidas o aducto amina son la base de las pinturas para la aplicación de suelos que exijan a la vez una elevada resistencia mecánica y una moderada resistencia química. Así en el pintado de talleres donde se produzcan vertidos de gas-oil, líquidos de freno, etc. estas resinas dan un excelente resultado. Sin embargo la exposición a la intemperie de estos productos no es buena por lo que no son aconsejables para exterior. Los acabados en base acuosa pueden formularse a partir de emulsiones de resinas epoxi o bien disolviendo el endurecedor en agua y utilizándole como base para la dispersión pigmentaria y añadiendo en el momento del uso la resina epoxi. Que se dispersa en la dispersión de poliamida.. Los acabados en base disolvente se emplea la resina epoxi solida de un peso equivalente alrededor de 450 utilizando poliamidas con un índice de amina de alrededor de 340. Puede utilizarse también un aducto de amina como endurecedor, estos tienen la ventaja de que no presentan tiempos de inducción y son menos sensibles a la humedad del sustrato. Los disolventes a emplear son aromáticos con pequeñas adiciones de butanol o isobutanol a fin de evitar separaciones. Poliuretanos.-Los poliuretanos de dos componentes para suelos aportan un excelente acabado y una retención de brillo superior a los epoxi, tienen también una buena resistencia a la intemperie. Debe tenerse en cuenta que los poliuretanos tienen una mejor resistencias a los álcalis, mientras que en los sistemas epoxi es mejor frente a los ácidos. Para que el recubrimiento tenga buena resistencia química y una resistencia a la abrasión alta deben formularse sistemas de alta reticulación. Se utilizan para estos

33

sistemas poliéteres, acrílicas o alquídicas hidroxiladas con contenidos de OH superiores al 3,5%. Se pueden formular estos sistemas tanto al agua como al disolvente. Suelos de Tráfico Intenso y Rueda Dura.-Se incluyen en este apartado recubrimientos de capa gruesa y morteros que deban sufrir un fuerte ataque abrasivo a la vez que contengan una excelente resistencia química. Para este fin hay que tener en cuenta: Preparación de la superficie Condiciones de la aplicación. Capas de anclaje o adherencia. Pintura epoxi de capa gruesa (>500 micras). Sistemas Autonivelantes. Morteros a base de resina epoxi. Especialidades. Preparación de Superficies.- Las películas de capa gruesa formadas con revestimientos epoxi son de extremada dureza y flexibilidad relativa, lo que implica que el film de recubrimiento ha de tener una excelente adherencia sobre el sustrato para evitar que se desprenda debido a cambios térmicos o movimientos en la obra. Por otra parte, debido a su elevada dureza debe de tener la suficiente penetración para que el film del recubrimiento no arrastre en su contracción durante el secado la capa superior del hormigón. La preparación de la superficie debe de empezar por un saneamiento de la superficie que se lleva a cabo mediante un granallado de arena, especialmente en el caso de suelos nuevos, para desprender todas las partes del soporte que no estén perfectamente adheridas a la superficie. Una vez efectuado el saneamiento superficial se procede a la aspiración del polvo y al parcheado de huecos y zonas que precisen una reparación mediante mortero, que puede ser epoxi o de cemento. Si la reparación se efectúa con mortero de cemento deberá después de su fraguado completo, 28 días, tratarse los parches con una solución de HCl al 5% durante unos 10 15 minutos y luego lavar con agua limpia. Cuando no sea posible efectuar un granallado o chorreado, se procederá a la limpieza con ácido durante unos 15-30 minutos con el fin de eliminar la lechada de cal, y un posterior lavado con agua.. Una vez seca la superficie se procederá a una imprimación de anclaje, este producto deberá de tener una buena capacidad de penetración y servir de unión entre el soport y la posterior capa de recubrimiento. La capa de imprimación se deberá dejar secar durante 4-5 horas con el fin de evaporar los disolventes si los contiene. Los tiempos de aplicación entre capas epoxi no deben de superar las 24 horas, tiempos superiores pueden dar problemas de adherencia. Condiciones de Aplicación.- Los recubrimientos epoxi curan por una reacción entre el grupo epoxi y una amina (o amida), dependiendo la velocidad de reacción de la temperatura. Deberán de aplicarse por encima de los 10ºC, la aplicación a temperaturas inferiores produce falta de endurecimiento, exudación del endurecedor (amina) y falta de uniformidad en la película formada. La humedad del suelo también es un factor a tener en cuenta ya que humedades superiores al 5% pueden producir falta de adherencia y una reticulación defectuosa del producto.

34

Los sistemas también contienen diluyentes reactivos que son cadenas de un grupo epoxi La utilización de diluyentes reactivos no deben de ser excesivas (>15% sobre resina epoxi) ya que pueden producir una excesiva plastificación.. Los productos 100% sólidos tienen una velocidad de reacción elevada, lo que significa que después de efectuada la mezcla de los dos componentes se dispone de un tiempo determinado, en general no superior a los 20 minutos después del cual se produce un endurecimiento acompañado de un fuerte desprendimiento exotérmico. El tiempo de vida útil de la mezcla se conoce como pot-life. En los sistemas con disolvente aunque no llega a producirse el endurecimiento total, si que pueden perderse propiedades por la reacción transcurrida, por lo que el tiempo de vida útil oscila entre las 4 y 6 horas. La aplicación de los productos 100% sólidos puede hacerse con pistola de doble boquilla con lo que la mezcla se efectúa en el momento de la proyección y por tanto no le afecta el pot-life. Capa de Anclaje o de Adherencia.- Su objeto es reforzar el sustrato y proporcionar una superficie adherente a las sucesivas capas de pintura o recubrimiento. Estas capas son una mezcla de resina epoxi y endurecedor sin pigmentación alguna. Su característica principal es su buena penetración. En el caso de pinturas al disolvente tienen un contenido bajo en sólidos, en general no superan al 30%, lo que da una baja viscosidad y una buena penetración. En este caso debe de respetarse el tiempo de aplicación entre capas asegurando la completa evaporación del disolvente, ya que si no se puede producir blistering que es la formación de ampollas o burbujas. En los sistemas epoxi 100%, sin disolvente, se emplean resinas epoxi de bajo peso molecular que son líquidas. Los endurecedores son aminas cicloalifáticos 100% sólidos y de muy baja viscosidad.. Si aún así la mezcla es excesivamente viscosa para penetrar en el soporte, se utilizan disolventes reactivos que son cadenas con un grupo epoxi que tienen viscosidades muy bajas. Sin embargo una utilización excesiva (>15% sobre el total de resina epoxi) puede dar problemas de excesiva plastificación. Pintura Epoxi de Capa Gruesa (>400 micras).- Son productos 100% sólidos, se utilizan resinas epoxi liquidas con un equivalente epoxi de unos 185. Como catalizador aminas cicloalifaticas con equivalente amina entre 75-100. La pigmentación no ha de ser excesiva ya que por el alto espesor es fácilmente cubriente. La aplicación es entre 500 y 700 micras. Recubrimientos epoxi autonivelantes.-Son productos que se aplican por simple vertido y se reparten sobre la superficie mediante herramientas adecuadas como rastrillos del espesor que quiera aplicarse o mediante la ayuda de una llana.. Se trata de productos de elevada fluidez, que tienden a repartirse sobre la superficie. El espesor del recubrimiento depende de la cantidad aplicada, así es de 1 mm por cada litro por metro cuadrado aplicado. Los suelos a tratar deben de estar perfectamente nivelados horizontalmente ya que de lo contrario se obtienen distintos espesores dependiendo de la inclinación del suelo. Se emplean resinas epoxi de baja viscosidad, aminas cicloalifáticas y diluyentes reactivos. La pigmentación se reduce a mínimo para no afectar a la fluidez.. La preparación del producto debe de ser con agitación mecánica para garantizar una mezcla homogénea, pero procurando incorporar la menor cantidad posible de aire. Morteros Epoxi de Espesor Superior a 0,7 cm.- Tienen altas prestaciones con respecto a la abrasión y agentes químicos; por otra parte aportan características estéticas que dan a los suelos un aspecto de alta calidad.

35

Se trata de una mezcla de áridos y resina epoxi y se presenta en tres componentes: Componente epoxi, formado por la resina epoxi, el pigmento y eventualmente diluyente reactivo. Endurecedor formado por amina cicloalifática. Árido formado por arena de sílice de 0,1-0,7 mm (en función del acabado que se pretenda obtener). La proporción árido/ peso epoxi+catalizador varia entre 6:1 y 4:1 la proporción de la mezcla dependerá de la granulometría del árido y de la impermeabilidad requerida del mortero. El árido del mortero deberá de estar lavado y seco a fin de no contener sales solubles. Los áridos pueden estar coloreados con fines estéticos así como incorporar áridos coloreados de mayor tamaño y color distinto al del mortero. La preparación del mortero se hace con un agitador lento, sirviendo también una hormigonera, se incorpora primero la parte de la resina epoxi pigmentada, a la que se incorpora el árido hasta tener una pasta homogénea, entonces se incorpora el endurecedor que hace que la viscosidad baje y se agita 3-5 minutos hasta tener una mezcla completa.. La aplicación no es sencilla debiendo de hacerla personal especializado. El motivo es que la extensibilidad es mala y debe de hacerse a la llana en zonas pequeñas o con helicóptero en zonas grandes. En ambos casos puede ser necesario mojar la llana o las palas del helicóptero con un disolvente aromático para evitar se peguen al mortero. PINTURAS AL DISOLVENTE PARA CONSTRUCCION.- El mercado de pinturas al disolvente, al igual que el de las pinturas en emulsión, tiene un mercado definido de pinturas de interior y exterior, cuando se requieren mejores prestaciones finales. También son más complejas y diversificadas. Entre estas pinturas tenemos: Alquídicas, Acrílicas, Estirenadas, Caucho Clorado, y soluciones de PVC. Pinturas Alquídicas: Aunque su resistencia al álcali de estas pinturas no es buena, las pinturas alquídicas para mampostería pueden dar buen resultado si se aplica una imprimación resistente al álcali previamente. La resistencia al álcali se puede mejorar notablemente utilizando Alquídicas Uretanadas. De secado rápido, primero por evaporación de disolventes experimenta con posterioridad una reacción química de oxidación con el oxígeno del aire hasta su secado total. El proceso puede retardarse mucho en tiempo frío y a la humedad. Se pueden obtener altos grados de brillo y retenerlo durante mucho tiempo incluso al exterior. Buena resistencia al agua (aunque no para inmersión) y a la intemperie agentes químicos no muy enérgicos y a los detergentes suaves. La resistencia frente a aceites derivados del petróleo y disolventes no es muy alta. Los disolventes enérgicos las reblandecen. Se utilizan principalmente sobre madera y metal. Pinturas Termoplásticas al disolvente: Se utilizan como un producto mono componente en dos manos, aunque veces pueden necesitar una imprimación especial sobre superficies pobres. Se utilizan en general en las mismas situaciones que las pinturas en emulsión la integridad del film es buena, aunque tiene algo más de tendencia al caleo que las pinturas en emulsión. Nótese que en estos casos como se trata de una solución no tenemos TMFF, como en el caso de las emulsiones. Una característica de estas pinturas es el aspecto de moteado o diferente brillo a zonas Cuando se aplica a zonas de diferente porosidad o en zonas que se superpone la pintura. El problema se debe a la absorción del ligante en solución por el sustrato, así el film que queda por encima de la superficie puede sobrepasar la CPV Crítica dando un aspecto

36

mate. El problema será tanto más acusado cuanto más alta sea la CPV. En estas pinturas la CPV se regula mediante la adición de cargas gruesas y finas junto con las finas del pigmento TiO2. Un adecuado balance de las mismas así como de su distribución de tamaños es importante para tener unos buenos resultados. Las resinas termoplásticas comerciales disponibles necesitan de la adición de plastificante exterior para obtener el mejor balance de propiedades mecánicas. El tipo y nivel de plastificante ha de adecuarse a las condiciones climáticas del entorno así como ajustarse a las variaciones de los otros componentes de la pintura. Estas pinturas requieren de disolventes aromáticos para solubilizar el ligante, pero un exceso de los mismos nos puede dar problemas de levantamiento de la capa anterior de pintura al repintar. Más recientemente se dispone de resinas solubles en alifáticos. Un tipo diferente de pinturas termoplásticos al disolvente son las que están basadas en la tecnología de Dispersiones No Acuosas (NAD). Tales pinturas tienen muchas de las propiedades de las emulsiones al agua, aunque mejoran notablemente la resistencia temprana al agua. Lo que es una ventaja cuando se aplican en tiempo lluvioso. Pintura al Clorocaucho: Las pinturas que contienen Caucho Clorado o Cloruro de Polivinilo (PVC), tienen buena resistencia al ataque y se pueden obtener pinturas con una vida en servicio de 10 – 15 años. Tiene una alta resistencia al agua y los agentes químicos (ácidos y bases), aunque los disolventes la atacan así como los aceites vegetales grasos la pueden reblandecer. Por su alto contenido en Cloro (alrededor del 65%) tiene acción fungicida y algicida, así como retardante del fuego. A partir de una temperatura de 60-70º se descompone desprendiendo HCl. No tiene fácil penetración en superficies porosas, por lo que se debe de asegurar una buena limpieza antes de su aplicación. Se usa en aquellas superficies en las que hay que garantizar una buena resistencia química y una gran durabilidad. Tiene una gran aplicación para el pintado de piscinas. Pintura Bituminosa: Es el resultado de la combinación de la Brea, Gilsonita y el Alquitrán y a veces se combina con otras resinas. Tienen una gran permeabilidad al agua y buena adherencia sobre cemento y metal. Buena resistencia a la luz solar, aunque por oxidación puede volverse quebradiza. No se puede repintar ya que se produce el “sangrado” o redisolución por los disolventes, para repintar utilizar pintura plástica. Buen comportamiento frente a productos químicos agresivos como ácidos, álcalis o sales. Se utiliza en superficies expuestas a la humedad o sumergidas en agua. Pintura Epoxi: Son los productos que resultan de la combinación de una resina epoxi y una parte B o catalizador que es una amina o una amida. Estos productos pueden ser 100% sólidos, en medio disolvente, o en emulsión de la resina epoxi. Las películas resultantes tienen muy buena resistencia a la humedad, agentes químicos, disolventes (excepto cetonas y disolventes clorados), etc. así como buenas propiedades mecánicas de resistencia a la abrasión, por lo que suelen emplearse en suelos de tráfico intenso. Se caracteriza también por su buena adhesión. Expuestos a la luz tienden a amarillear por lo que no se suelen utilizar en exterior, salvo que se aplique encima una capa de protección. Se deben de aplicar por encima de los 10º de temperatura, ya que a temperaturas bajas no se produce la reacción, esta es más rápida cuanto mayor sea la temperatura.

37

Pintura de Poliuretano: Son productos de dos componentes una de las partes es una resina que contiene grupos OH (alquídica, poliéster, poliéter o acrílica) mientras que la parte B también conocida como Catalizador es un poliisocianato que puede ser de tipo aromático o de tipo alifático, siendo estos últimos más resistentes al amarilleo e intemperie, pero más lentos de secado que los aromáticos. Aunque caros estos productos han encontrado aplicación cuando se requieren recubrimientos de latas prestaciones. Se han utilizado sobre todo tipo de mampostería y sustratos minerales incluyendo cemento reforzado. La vida de estos sistemas puede alcanzar los 20 – 25 años. Típicamente estos sistemas constan de una imprimación penetrante, un fondo y un acabado. Los dos primeros en particular han de ser resistentes al álcali. El fondo se formula generalmente con una alta CPV y tanto la imprimación como el fondo se curan con un isocianato aromático. El acabado se formula a una CPV menor y para evitar amarilleo se cura con un isocianato alifático. Una calidad muy alta se consigue utilizando una resina acrílica hidroxilada. Las películas resultantes son duras y elásticas, con muy buena resistencia a la abrasión, así como a agentes químicos, disolventes, intemperie, etc. Debido a que el isocianato reacciona con agua o alcoholes, se ha de tener especial cuidado en los disolventes a utilizar que estén exentos de humedad y alcoholes, así como evitar el contacto de la parte B (Isocianato) con la humedad ya que puede inutilizarlos. Por su rápido endurecimiento no debe dejarse pasar más de 48 horas entre capa y capa, lijando la capa anterior antes de aplicar la nueva. En caso de que hayan pasado más de 48 horas el lijado ha de ser profundo y riguroso. El repintado de capas viejas de poliuretano puede conducir a problemas de adhesión entre capas, lo que puede requerir la utilización de una imprimación adherente. Un problema que presenta la utilización de estos productos es que al tratarse de productos de dos componentes, la mezcla tiene un periodo de vida limitado, generalmente de unas pocas horas al cabo de las cuales el producto es inutilizable. Poliuretanos de Secado por Humedad: Tratan de eliminar el problema de vida de la mezcla y sus propiedades son análogas a los anteriores. En realidad se trata de aductos de Isocianato, que tienen grupos Isocianato libres (NCO) capaces de una vez aplicados reaccionar con la humedad ambiente, desprendiendo CO2 y procediendo a la reacción, evidentemente estos productos han de estar muy protegidos de la humedad antes de su utilización. Debido a que reaccionan con la humedad ambiente su velocidad de reacción es muy dependiente de la humedad relativa, así la reacción no es buena por debajo de un 30% de humedad relativa. Por el contrario puede ser una velocidad excesiva a humedades relativas altas. Otro problema que pueden plantear es la aparición de burbujas en el film seco, esto es debido a que el CO2 producido no ha tenido tiempo de eliminarse a la atmósfera, especialmente si el film es de un gran espesor. Generalmente este problema limita el espesor a utilizar.

SUSTRATOS METALICOS.- En construcción puede encontrarse una gran variedad de metales tanto férreos como no con fines generalmente estructurales pero también para conseguir efectos decorativos, aunque acero y hierro son los que se encuentran más frecuentemente. La limpieza y preparación de dichas superficies requiere un tratamiento especial. Los metales puros tienen una estructura cristalina que esta modificada por impurezas o bien deliberadamente para obtener aleaciones. Las aleaciones contienen una mezcla de

38

granos que contienen diferentes estructuras cristalinas o fases que tienen un efecto notable sobre las propiedades mecánicas. El acero se encuentra generalmente recubierto de una capa de óxido, que se desprende con facilidad. Contribuye a la corrosión y dificulta el pintado, debe pues de eliminarse antes de proceder al pintado. Otras veces el metal puede llevar una protección temporal para evitar su oxidación que también deberá de eliminarse antes de proceder al pintado. Hierro.- Los hierros laminados nuevos presentan zonas azuladas iridiscentes, conocidas como “calamina” que son óxidos cristalinos fuertemente adheridos al metal, sin embargo con el tiempo crean células de oxidación por debajo de su superficie y se separan de la base del metal arrastrando con ellos la pintura. Los materiales de hierro que han estado expuestos a la intemperie pueden mostrar distintos grados de oxidación. La preparación de las superficies de hierro pasa por una eliminación del óxido, bien sea calamina u óxido rojo. Esta eliminación puede efectuarse según los casos mediante lijado, cepillado o chorreado de arena.. También se debe de eliminar materias extrañas, como grasa, polvo etc. Aluminio y Metales Ligeros. – Se entiende Al, Zn, hierro galvanizado y aleaciones de metales ligeros. Son sustratos de difícil adherencia. Existen recubrimientos que de por si tienen buena adherencia como esteres de epoxi, algunos termoplásticos o sistemas de vinilbutiral/resinas fenólica. Sin embargo cuando se precise una buena adherencia deben de utilizarse imprimaciones adecuadas como los wash-primers que sirven de base a cualquier tratamiento posterior. En todos los casos debe de efectuarse una limpieza del sustrato con desengrasantes alcalinos y posterior lavado con agua limpia antes de aplicar cualquier tipo de pintura o recubrimiento. Sobre el Al pueden aplicarse poliuretanos de baja reticulación con buenos resultados CORROSION DE METALES FERREOS.- El requisito más importante en la protección de los materiales férreos es protegerlos de la corrosión. Hay varias categorías de corrosión que incluyen la seca (oxidativa) y corrosión por tensión. Trataremos únicamente la atmosférica o húmeda. En un ambiente salino neutro las principales reacciones son oxidación anódica del Hierro y reducción catódica del Oxigeno. El hierro va a la solución como Cloruro ferroso y se distribuye aleatoriamente mientras que las áreas ricas en Oxígeno, generalmente los bordes de la gota, se alcalinizan: Fe → Fe++ + 2 eO2 + 2 H2O + 4 e- → 4 OHUn flujo de electrones se establece a través del metal entre el centro y el borde de la gota que actúan como ánodo y cátodo respectivamente. A medida que la reacción avanza el Cloruro férrico formado reacciona con el hidróxido sódico formando Cloruro Sódico e Hidróxido Ferroso, que es inestable y reacciona con el oxígeno atmosférico o del agua para formar el más estable Hidróxido Férrico, Fe (OH)3. Nótese que la regeneración del ión Cl - así como la precipitación de los productos no se produce directamente en el ánodo o en el cátodo, lo que disminuiría la velocidad de corrosión. Aunque ese principio es la forma de actuación de algunos pigmentos inhibidores. Diferencias entre metales en juntas o entre aleaciones proporciona un modo

39

más rápido y directo de corrosión. Hendiduras en el metal, que favorecen aireación diferencial son otro de los prerrequisitos del proceso arriba descrito. Los defectos relacionados por la corrosión son complejos y no se relacionan fácilmente con el mecanismo simple descrito. Entre ellos tenemos: Blistering (Ampollamiento), que se produce por una falta de adhesión que se produce en condiciones húmedas y está controlada por ósmosis o ataque alcalino. Las Alquídicas tienen tendencia a hincharse en condiciones alcalinas lo que proporciona la energía para el ampollamiento. Undercutting (Socavado) que se presenta lateralmente bajo el film y que es favorecido en las zonas catódicas donde se difunde el Oxígeno. Corrosión Filiforme que se produce por aireación diferencial, etc. Corrosión y Recubrimientos: La corrosión requiere:   

Una Fase Acuosa. La Presencia de Iones. Un Conductor Eléctrico entre la zona Anódica y catódica.

Idealmente un recubrimiento debería de prevenir uno o varios de los mecanismos anteriores. Pero una vez establecida la célula electroquímica e corrosión, la función del recubrimiento es contener y retardar la expansión de la misma. Los factores de que depende la protección por un recubrimiento son los siguientes:       

Permeabilidad al Agua y al Oxígeno. Migración Iónica a través del film. Resistencia Eléctrica del recubrimiento. Mantenimiento de la Adherencia en condiciones Húmedas. Resistencia a los Álcalis. La Presencia de Sustancias que Inhiban Corrosión. La Ausencia de Sustancias que Promuevan Corrosión.

La permeabilidad aumenta notablemente a medida que lo hace la CPV, especialmente si se supera la concentración crítica. Mientras que la migración iónica esta relacionada con la permeabilidad pero también con la resistencia eléctrica del film. Anteriormente hemos visto que algunos tipos de recubrimiento (Alquídicas y Epoxi Esteres) a resistentes a la saponificación y por consiguiente dañados por el álcali producido durante la corrosión lo que conducía a fallos adhesivos y cohesivos. Métodos de Protección frente a la Corrosión.- Todos los métodos de protección frente a la corrosión tienen por finalidad prolongar la vida útil de los materiales. Aunque no puede eliminarse totalmente la corrosión de los materiales, mediante los métodos de protección adecuados, puede controlarse y mejorar sustancialmente la fiabilidad de su servicio. Existen tres fases determinantes de la vida útil de un elemento o sistema mecánico o estructural:   

Fase de Diseño. Fase de Construcción. Fase de explotación o uso.

40

En la fase de diseño se han de escoger los materiales adecuados, así como la forma y características del mismo que minimicen los efectos agresivos. En la fase de construcción se ha de velar por la correcta aplicación y ejecución del diseño y finalmente se han de tener en cuenta el efecto que el medio puede ejercer para favorecer la corrosión del material. Finalmente no tener en cuenta, en alguna de estas fases, el posible ataque corrosivo, puede dar origen a una disminución de la vida de servicio prevista. Los métodos genéricos de protección frente a la corrosión pueden plantearse desde los siguientes puntos de vista:     

Adecuación de los materiales. Modificación del diseño. Modificación del medio agresivo. Protecciones Catódicas o Anódicas. Aplicación de Recubrimientos Protectores.

En nuestro caso nos detendremos únicamente en el caso de los Recubrimientos Protectores. Recubrimientos Protectores.- Los recubrimientos que se aplican sobre las superficies metálicas para protegerlas de la corrosión, pueden clasificarse en tres grandes grupos:   

Recubrimientos metálicos. Recubrimientos inorgánicos. Recubrimientos orgánicos.

Los Recubrimientos Metálicos consisten en recubrir la superficie del metal con otro distinto. Este puede ser un material más noble que el del material a proteger, así se utiliza Ni, Ag, Cu, Pb o Cd para proteger el acero. En estos casos es importante que no se produzcan poros ya que podría formarse una pila de acción local y se corroería precisamente el metal a proteger. Para evitar esta acción corrosivo se suelen rellenar los poros con algún tipo de laca protectora, o también difundir sobre el recubrimiento un segundo metal de punto de fusión más bajo, tal como el zinc en recubrimientos de Níquel. En otros casos el metal de recubrimiento es menos noble. En este caso en presencia de poros el material que se corroe es el que constituye el recubrimiento que es menos noble. En el caso del acero se utilizan recubrimientos de Zinc (galvanizado) y algunas veces de Aluminio o de Estaño. Los Recubrimientos Inorgánicos más importantes son los esmaltes vítreos, los revestimientos de vidrio y los esmaltes de porcelana, aunque también se utilizan otros como son los recubrimientos de cemento y los recubrimientos obtenidos por transformaciones químicas, tales como los recubrimientos de fosfato sobre acero, de óxido sobre el acero y el aluminio o de cromato sobre zinc. Los esmaltes vítreos ofrecen muy buena protección contra la corrosión debido principalmente a su impermeabilidad al agua y al oxígeno, presentando además una alta estabilidad térmica y una gran duración. El inconveniente más importante radica en su escasa resistencia mecánica y su fragilidad ya sea por golpe o choque térmico.

41

Los recubrimientos de cemento Portland son empleados por su bajo coste y facilidad de aplicación y reparación. Los espesores oscilan entre 0.5 y 2.5 cm. Los Recubrimientos Orgánicos constituyen desde el punto de vista cuantitativo el principal tipo de recubrimiento. Estos pueden ser recubrimientos plásticos, entre los que cabe destacar los revestimientos de de goma, neopreno, vinilo, polietileno y teflón. En el caso de las Pinturas (Esmaltes, barnices, etc.) las condiciones que deben de reunir para que constituyan una buena protección contra la corrosión son:    

Proporcionar una buena barrera al vapor. Esta barrera aumenta con el espesor o número de capas aplicado. Inhibir contra la corrosión. Es decir contener pigmentos u otras sustancias que cuando el metal entre en contacto con el agua, inhiban la corrosión. Poseer una elevada resistencia iónica. Con ello se limitará la difusión del agente agresivo a través de la película protectora. Ofrecer una protección catódica al metal. Es la obtenida cuando se utilizan pinturas con pigmentos metálicos, en general a base de cinc, que actúan anódicamente respecto de la base metálica a proteger.

Las características anteriores hacen referencia a la formulación de la pintura en si. Para conseguir una buena protección, tan importante como la anterior es:   

Que el procedimiento de pintado sea el apropiado. Que las superficies estén correctamente preparadas. Que el pintado se realice correctamente.

Pigmentación para Resistencia a la Corrosión: Aunque un film no pigmentado podría evitar la corrosión, requeriría una capa excesivamente gruesa o un ligante muy impermeable, ata resistencia eléctrica y resistencia al álcali, a fin de dar la protección adecuada. La protección a la corrosión puede ser notablemente mejorada con la pigmentación adecuada. Uno de los pigmentos anticorrosivos más ampliamente utilizados es el polvo de Zinc que proporciona una protección catódica. Los pigmentos pueden reducir la permeabilidad del film (p.e. laminares como Hierro Micáceo o Aluminio) o bien por interaccionar químicamente con la superficie del metal para impedir la corrosión. Se utiliza el término Pasivado para indicar la protección ofrecida por la formación del film protector. Pigmentos Inhibidores: Durante muchos años compuestos basados en Plomo y en Cromo Hexavalente (Cr (VI) se han venido utilizando como pigmentos inhibidores. Aunque actualmente y por motivos medioambientales se restringe su uso. Los pigmentos de cromato de plomo emplean al menos dos mecanismos de inhibición. El cromato actúa como inhibidor de la oxidación y forma una fina capa de óxido sobre la superficie del metal. El Plomo puede inhibir la corrosión formando jabones de plomo que son adsorbidos en la superficie del sustrato. Entre los pigmentos que se han introducido como sustitutos de los anteriores están los Fosfatos, Fosfato Borato y Molibdato. Se ha encontrado que cargas alcalinas como Wollastonita (Metasilicato Cálcico) tienen un efecto sinérgico con pigmentos inhibidores, posiblemente por su efecto neutralizador de la acidez. También algunos

42

pigmentos inhibidores actúan por intercambio de iones reteniendo los iones que aceleran la corrosión. PINTURAS ANTICORROSIVAS.- Los requerimientos para esta pinturas son: resistencia a la hidrólisis alcalina; Mecanismo de adhesión que no sea destruido por álcalis; Inhibición Activa de la corrosión; Baja Permeabilidad al agua y al Oxígeno; mecanismo neutralizador o tamponador de la alcalinidad producida. En general los ligantes elegidos son de baja permeabilidad y el espesor total aplicado de las diversas capas va a depender de la agresividad del ambiente así pueden llegar a aplicarse espesores de hasta 250 micras para ambientes muy severos. La necesidad de baja permeabilidad ha restringido el uso de Pinturas en Base Agua, ya que las dispersiones de la mayoría de los polímeros son muy permeables, aunque los tipos modificados con Cloro son bastante adecuados. Otro problema incluye el Flash – Rusting y el problema de la coalescencia sobre un metal frío. El problema del Flash Rusting es diferente del Early Rusting, este último se produce cuando la capa aplicada es muy fina o la coalescencia no se ha producido bien, ya sea por humedad alta o temperatura fría del sustrato y por tanto el film no aporta la suficiente protección, por lo que la corrosión aparece tempranamente. El Flash Rusting se produce casi inmediatamente cuando la pintura esta aún húmeda y es más notable sobre superficies metálicas nuevas, y se debe a presencia de contaminantes o restos de cepillado, el defecto se puede disminuir utilizando una resina con propiedades de barrera, utilizando pigmentos anticorrosivos o adicionando Nitrito Sódico (también reduce la corrosión en el envase). Es de esperar el incremento de la utilización de productos al agua para metal en ambientes domésticos e industriales no especialmente agresivos, que reúnan las condiciones para un buen secado, es decir ambiente cálido y seco. Se han utilizado ligantes de Estireno Butadieno; Acrílico; Acrilato modificado con Cloruro de vinilovinilideno y emulsiones alquídicas. Imprimaciones para Metales Férreos: Los Wash Primers se utilizan para proporcionar adhesión debiendo de aplicarse otro producto a continuación. Están basados tradicionalmente en resinas de Polivinil Butiral que se caracteriza por su buena adherencia. Esto puede incrementarse por la adición de ácido fosfórico (en dos componentes) o con adición de una resina fenólica en un componente. Se han usado también aceites secantes, aunque para mejorar la resistencia al álcali, se modifican con resinas fenólicas, o con estireno o viniltolueno para acelerar el secado. Las Alquídicas pueden modificarse con caucho clorado para mejorar resistencia al agua. La dureza puede incrementarse uretanándolas. Otros ligantes que contienen aceites secantes son los epoxi esteres, que tiene rápido secado pero tendencia al amarilleo. El Caucho Clorado que tiene buenas resistencias químicas y alta impermeabilidad es muy adecuado. Seca por evaporación rápidamente incluso en tiempo frío (hasta -20ºC) y puede aplicarse en capas gruesas, hasta 125 micras por capa. Imprimaciones conteniendo pigmentos anticorrosivos incluye los que contienen Minio, Plumbato Cálcico e Imprimaciones Ricas en Zinc. Imprimaciones para Metales No férreos: Aquí se incluyen Acero Galvanizado, Aluminio y en menor proporción Cobre, Bronce y Plomo. La mayoría de las imprimaciones anteriores se pueden utilizar aquí pero algunos pigmentos como el Minio y el grafito pueden acelerar la corrosión del Aluminio.

43

El Zinc metálico (o en galvanizado) presenta un problema específico causado por una reacción entre el metal y restos ácidos del aceite. El modo dominante de la corrosión es disolución aniónica del metal y las sales resultantes muy voluminosas provocan fallos entre capas. Han dado buenos resultados imprimaciones basadas en Plumbato Cálcico, pero debido a su contenido en Plomo no son utilizables. El Borato Cálcico ha demostrado ser una buena alternativa en alquídicas También se pueden utilizar Acrílicas en vez de las Alquídicas. El Aluminio y sus aleaciones no necesitan en general pintarse, aunque después de largo tiempo a la intemperie pueden presentar depósitos salinos. Las Imprimaciones de Cromato de Zinc han dado buenos resultados, aunque para ambientes domésticos es más adecuado el fosfato de Zinc. Está creciendo su utilización en la construcción e industrialmente se les está dando un acabado de Pintura en Polvo. Una curios forma de corrosión que aparece en el aluminio es en forma de finas líneas como de un cabello (corrosión filiforme), esta corrosión viene incrementada en zonas de alta humedad, recubrimientos permeables al vapor de agua, contaminantes (sales) presentes en el recubrimiento o en la interfase sustrato-pintura y presencia de defectos (poros, burbuja de aire, cubrición insuficiente, grietas) en el recubrimiento. El Plomo y el Cobre suelen pintarse con una alquídica. Silicatos.-Las imprimaciones ricas en Zn al silicato son productos de altas prestaciones utilizándose en grandes obras de ingeniería civil, dando duraciones superiores a los 20 años. Son de dos componentes, por una parte el polvo de Zn y por otra el silicato, que puede ser alcalino o de etilo según las circunstancias de la aplicación. Este ultimo componente incorpora una serie de aditivos que favorezcan la dispersión del Zn. El espesor recomendado es de 50-70 micras, espesores superiores podrían provocar cuarteos. Si fuera necesario aplicar espesores superiores habría que recurrir a imprimaciones epoxi ricas en Zn. Shop Primers o imprimaciones de Taller.- Se trata de imprimaciones de uso temporal. Deben aportar una buena protección anticorrosiva durante el tiempo necesario antes de aplicarse otros recubrimientos., normalmente se aplican en espesores no superiores a las 25 micras secas y su composición varía en función de su destino. El ligante está formado por una mezcla de resina de polivinil butiral y una resina fenólica esterificada en proporción 2:1 en sólidos. Como la reacción se produce en medio ácido por lo que contiene entre el 3-5% de acido fosfórico calculado sobre el peso de polivinilbutiral. Esta mezcla tiene una vida de 2-3 meses por lo que está restringida a uso industrial. Si se pretende un grado de protección superior puede incorporarse un 8% de resina epoxi (calculado sobre el PVB). Como pigmento suele utilizarse oxido de hierro rojo micronizado. Los disolventes aromáticos con alguna proporción de alcoholes de bajo peso molecular que solubilicen el Imprimaciones Fosfocromatantes.- Son similares a las anteriores pero son acabados de forma permanente y se utiliza en la protección de elementos interiores de metales ligeros o sus aleaciones, deben de tener por tanto una excelente adhesión sobre los mismos. Se caracterizan por su brillo satinado y elevada dureza, tienen un secado de varios minutos y se utiliza como monocapa. Se fabrica generalmente en gris o negro y la aplicación suele hacerse a pistola.

44

Wash Primer.- de la misma familia de los anteriores. Se prepara en dos componentes, uno pigmentado que contiene la resina y pigmentos y el segundo que contiene el ácido que se precisa para una reacción adecuada. Su uso se limita a la aplicación industrial como anticorrosivo. Se presenta en dos envases que suelen mezclarse en proporción de 4:1 en volumen. La composición de este tipo de producto se basa en lo siguiente: Sistema pigmentario en base a un pigmento como el cromato o tetraoxicromato de Zn da los mejores resultados de adherencia. Dadas las restricciones de estos productos puede utilizarse fosfato de Zn u otro pigmento anticorrosivo, o simplemente un pigmento orgánico. La cantidad de este pigmento ha de ser baja ya que el objeto no e la cubrición sino simplemente distinguir entre zonas pintadas y las que no lo están. El ligante será la habitual mezcla de PVB y fenólica en las proporciones de 2:1. El catalizador de la reacción es el ácido fosfórico que deberá ser un 8-12% del peso de la resina de PVB. Este ácido se diluirá con alcohol isopropílico para ajustar los volúmenes de la mezcla. La adición en este componente de un 2-4% de agua desionizada mejora la reacción. La aplicación de este producto sobre Al, Zn o galvanizado da una excelente adherencia. El 3espesor de la capa aplicada no debe de superar las 12-15 micras para mantener todas las propiedades de dureza, flexibilidad y adherencia, etc. Esmaltes Sintéticos.- Se trata de productos brillantes, que se aplican indistintamente sobre madera o hierro y dan un acabado liso y continuo. Se caracterizan por una buena estabilidad de brillo y color que se mantiene bien en interiores y que en exteriores se reduce paulatinamente a partir de los seis meses. El nivel de protección es suficiente en ambientes rurales y urbanos, pero no en ambientes industriales y altamente corrosivos. En los esmaltes sintéticos se utiliza una mezcla de alquídicas largas y medias en aceite. El tipo de resina utilizado dependerá de lo que se quiera obtener, así para esmaltes blancos o de tonos pálidos se deberán de utilizar resinas basadas en aceites no amarilleantes, como girasol o cártamo, mientras que para colores fuertes o tonos oscuros se utilizan aceites de linaza u otros que tienen más poder secante y mayor tendencia al amarilleo. La proporción entre resinas largas y medias da características opuestas, cuanto mayor es la relación larga: media, mayor es el tiempo de secado, mejor brochabilidad y mayor tiempo abierto o de bordes húmedos. Esto nos ayuda a establecer una mezcla adecuada según se trate de esmaltes para decoración en los que el secado ha de ser de 4-6 horas y un esmalte industrial donde el secado puede ser de ocho horas. En estos últimos se utilizan a menudo resinas basadas en aceite de soja para los esmaltes blancos. Tanto los disolventes utilizados como los que diluyen las resinas han de ser desaromatizados. El sistema pigmentario debe de estar constituido por pigmentos estables a la luz y al exterior, así se utilizan óxidos de hierro, bióxido de Titanio y verdes de cromo, pudiendo utilizarse pigmentos orgánicos con la solidez adecuada. Los niveles de pigmentación varían en gran medida en función del color así los blancos pueden contener un 22-28% de Bióxido de Titanio, mientras que el rojo inglés tiene un 6-8% de Oxido de Hierro rojo, mientras que los formulados con pigmentos orgánicos dependerá del poder cubriente de los mismos. No es posible por tanto de hablar de un PVC determinado, aunque en cualquier caso están por debajo del PVCC. No es aconsejable la utilización de cargas que podrían dar lugar a caleo.

45

Como las resinas son de secado oxidativo deberán emplearse secantes que podrán ser monometálicos o plurimetálicos., también agentes antipiel para evitar la formación de las mismas en el envase. Debido a la legislación que limita los COV contenidos en las pinturas al disolvente existen varias líneas de trabajo. En primer lugar estaría la utilización de productos de altos sólidos, es decir con un contenido en volátiles inferior al 30-40%, como al aumentar el contenido en sólidos aumentaría la viscosidad se ha de evolucionar hacia resinas de más baja viscosidad, lo que implica menor tamaño molecular (y mayor tiempo de secado) y peor brochabilidad. La utilización de resinas hiperramificadas que dan menor viscosidad, a igualdad de peso molecular que las lineales puede mejorar estos defectos. La utilización de alquídicas emulsionadas en agua. Alquídicas modificadas con resinas de polisacáridos. Estas resinas son filmógenas, solubles en agua, capaces de efectuar una dispersión con tamaños de partícula inferiores a 10 micras. Aunque sensibles al agua cuando se encuentran en combinación con las resinas alquídicas, sus grupos OH reaccionan con los carboxilo de la alquídica formando compuestos insolubles. Pinturas de Efecto Forja.- Se tratan de pinturas que imitan dicho aspecto, poseen una elevada viscosidad con reología newtoniana o ligeramente dilatante, con el fin de obtener espesores suficientes para que el efecto sea visible.. Su fabricación se hace en dos fases, la primera consiste en la base del producto por simple dispersión a alta velocidad, y la segunda la adición de los pigmentos para conseguir el color deseado. Estos pigmentos se añaden en una pasta de concentrado de pigmento con alguna de las resinas que incorpore el producto. El ligante es una mezcla de resinas alquídicas largas y medias en aceite, con predominio de las primeras para facilitar la humectación del hierro. El sistema pigmentario está compuesto por barita de 2-5 micras y oxido de hierro micáceo de 60 micras, que será el que de textura al producto. La relación barita: oxido de Hierro es próxima a uno. La adición de pasta de Aluminio leafing (2-4%) contribuye a dar aspecto metálico. al acabado. La relación Pigmento/ Resina (P/R) puede ser muy variable un valor alto para P/R favorece el aspecto pero al aumentar la permeabilidad disminuye la protección que aporta el producto. Como fórmula de inicio puede ensayarse una relación 4/1. Se emplean también secantes, agentes antipiel, antisedimentantes (por la alta densidad de las cargas y para evitar la formación de depósitos duros ha dado buenos resultados la adición de TEXAPHOR). Los productos que se denominan como de aplicación directa sobre óxido, deberán llevar incorporado un pasivador de óxido, como el ALCOPHOR AC de Cognis, en proporciones cercanas al 1%. También la adición de humectantes que favorezcan la penetración en los poros del óxido residual y su pasivacion. La pasta pigmentaria se prepara con la resina larga en aceite, no llevará secantes pero si agente antipiel. Pintura de efecto Pavonado.- De composición similar a la anterior, la única diferencia es que el tamaño del oxido de hierro micáceo es de 30 micras. Esmaltes Metalizados.-Se componen básicamente de una resina y de un pigmento que es una pasta de Aluminio generalmente al 66%, empastada en un disolvente aromático, alifático o de alcohol isopropílico. El Aluminio debe de ser del tipo non leafing, que no

46

indica que no flota sobre el disolvente y de esta forma cuando se aplica el producto este no queda en la superficie. La proporción de Aluminio en el total de la pintura es de un 4-6%. El tipo de purpurina se elegirá en función del color y brillo deseado. La resina debe de elegirse con cuidado y no tener una acidez superior a 4, ya que reaccionarían con el Aluminio desprendiendo Hidrógeno. En la formulación de estos productos deben de utilizarse absorbentes de agua. Generalmente se aplica sobre el metalizado un barniz brillante, para aumentar brillo y mejorar protección. Efecto Martelé (Hammer Finish).- Se utilizan con el fin de disimular pequeños defectos. En general se pinta pequeños objetos o también superficies que no se quiere se pinten con lápiz o bolígrafo como ascensores, puertas metálicas, etc. Se utilizan purpurinas non leafing y para dar el efecto de martelé se añade una silicona incompatible como ADDID 501 de Wacker, la cantidad de silicona va a depender del efecto a conseguir, a mayor cantidad de silicona menor es el tamaño del cráter que se obtiene. Un buen punto de partida es el nivel de un 0,5%. Debido a la incompatibilidad de esta silicona es fácil que pueda contaminar a otras por lo que se debe de ser muy cuidadoso con su empleo. La viscosidad de estos productos oscila entre 70 – 100” CF 4 aplicándose a pistola una vez diluidos a 22-24” CF 4. Convertidores de Óxido.- Son productos que transforman el óxido de hierro en compuestos estables, concretamente del ácido tánico. Se utiliza cuando no es factible una buena preparación del soporte férreo, aunque los resultados no son tan buenos como los obtenidos con una buena preparación del soporte. Antes de aplicar el convertidor se ha de procurar limpiar el óxido lo más posible, y que este moje bien el óxido penetrando por los poros hasta la superficie del metal, para lo que se utilizan tensoactivos que bajan la tensión superficial, y que deben de ser estables a pH 1. En medio acuoso se puede utilizar el RHODACAL DSB o la utilización de esteres del ácido fosfórico. La concentración del Ácido Tánico es del orden del 4-6% y para fijar el compuesto tánico obtenido se utiliza una emulsión estable a pH 1 y que actué como ligante. Funcionan bien las emulsiones de Cloruro de Vinilideno. Se pueden encontrar en forma líquida o en forma de pasta, en este último caso deberán de contener un espesante estable a pH bajo, Goma Xantana puede ser utilizada. Debe de incorporarse al agua antes que el ácido y esta habrá de alcalinizarse para facilitar la disolución. La superficie tratada con el convertidor pasa rápidamente del color rojo al negro, lo que indica que la reacción se ha efectuado, de todos modos no conviene repintar hasta que hayan pasado 24 horas y se hayan eliminado los componentes volátiles. También pueden prepararse en medio disolvente, en ese caso la resina ha de ser estable a pH bajo, suelen utilizarse esteres del ácido acrílico en Xileno. Oxidantes para Hierro.- Con este efecto se consigue el aspecto oxidado del hierro. Para ello se utilizan soluciones de HCl al 5%, para que el producto tenga tiempo de atacar se utilizan espesantes que le den una consistencia tixotrópica y se evite el descuelgue y debido al espesor de capa lo mantenga en contacto con el hierro el tiempo suficiente. Como espesante se utiliza la goma Xantana que tiene estabilidad a pH bajo. Para su incorporación se añade a la mitad de agua de la formulación se alcaliniza con amoniaco y se agita hasta disolución. Una vez espesado se añade el resto de agua y el ácido.

47

Finalmente para la protección del óxido así obtenido se aplica un barniz de protección, a base de una acrílica termoplástico y una resina Vinílica tipo Pinturas Intumescentes e Ignífugas: Las pinturas Intumescentes o Ignífugas tienen como fin aumentar la resistencia al fuego de los objetos sobre los que se aplican y que en general podemos considerar como: Incrementar la resistencia estructural del objeto (evitando o disminuyendo el calentamiento). Evitar producción de humos y fuegos. Limitar el incremento de Temperatura en zonas no expuestas. Sus propiedades de resistencia al fuego están basadas en la reacción al fuego del objeto pintado y que se pueden expresar como: Combustibilidad. Autoextinguibilidad. Extensión de Llama. Comportamiento a la Ignición (emisión de gases, etc.) Podemos distinguir dos tipos de productos que actúan como protectores contra el fuego. Por una parte los Ignífugos que se caracterizan por disminuir la extensión de llama y no contribuir a la combustibilidad. Suelen contener compuestos fosforados o halogenados que dificultan la reacción de combustión. En algunos casos contienen también sustancias endotérmicas (como Trihidróxido de Aluminio) que actúan absorbiendo calor. Cuando se necesita incrementar la resistencia estructural del objeto pintado, debemos de acudir a los Intumescentes. Las estructuras de acero colapsan cuando su temperatura alcanza los 500ºC. Para retardar dicho calentamiento y por tanto retrasar el colapso de una estructura a fin de proceder al salvamento de vidas o intentar su extinción, se utiliza este tipo de pinturas. Por el calor del fuego los recubrimientos intumescentes se expanden del orden de 100 veces su volumen inicial, y forman una capa porosa que actúa como aislante térmico y por la presencia de gases no inflamables en los poros de la espuma, impide el acceso del Oxígeno, pueden prolongar el tiempo de protección hasta dos horas. Los sistemas intumescentes constan de:    

Una fuente de Carbono (Pentaeritrita, Almidón, Resinas de Urea, etc.) Una Fuente de ácido (p.e. Polifosfato Amónico) Un Agente Espumante (Fuente de gases no inflamables que origina la expansión del sistema). Un ligante, preferiblemente termoplástico que funda bajo el calor del fuego, contenga los gases espumantes en su masa viscosa y constituya la capa aislante de carbón, junto con el resto de la fuente de carbón.

48

Cuando un fuego estalla tienen lugar las siguientes reacciones en la capa de intumescencia: 1) La Fuente de Ácido se descompone y forma gases no inflamables p.e. a T >150º C (NH4)PO4 → H3PO4 + 3 NH3 2) El ácido fosfórico cataliza la deshidratación de la fuente de Carbono, promoviendo la eliminación de agua (que absorbe calor) y la formación de una capa carbonosa. 3) Simultáneamente la resina ligante funde y se hincha formando una capa espumada por los gases liberados por la descomposición térmica del agente “espumante”. Aunque inicialmente se utilizaban parafinas cloradas y compuestos similares, que actuaban como agentes espumantes y además como secuestradores de radicales libres, hoy en día y para evitar la generación de gases corrosivos (HCl) se prefiere la utilización de derivados de Melamina y Guanidina. En general los sistemas intumescentes cuando se aplican sobre el acero constan de una imprimación previa, para garantizar adherencia, la capa de intumescente y generalmente de una capa de acabado para dar el aspecto final de color, etc.

SUSTRATOS BASADOS EN MADERA.- La madera es ampliamente utilizada en construcción como soporte de tejados, paredes, bastidores de madera, cercos y vigas. Así como en elementos no estructurales como puertas, marcos de ventana, vallas, porches, cubiertas, etc. Su amplio uso refleja las atractivas propiedades de la madera, la facilidad con que se trabaja, su alta relación fortaleza y rigidez con respecto a su peso. Así como si es adecuadamente recolectado es un material renovable. Ahora bien la madera es vulnerable a agentes externos de degradación que incluyen luz (UV), Humedad y Ataque Biológico. Las pinturas y/o barnices juegan un importante papel en prevenir o reducir la influencia que estos agentes originan en la madera y deben de considerarse en conjunto con el diseño y la preservación. Características de la Madera: La madera es un material “compuesto” con una estructura compleja visible a algunos aumentos. Las propiedades de la madera difieren de una especie a otra, pero se acostumbra a dividirlas en dos grandes grupos: Coníferas y Frondosas. Un corte a través del tronco expone algunas características visibles a simple vista. Hacia la parte interior de la corteza hay una capa de células activas (Cambium) que se encuentran húmedas durante la fase de crecimiento. En primavera o cuando se produce el crecimiento estas células tienen las paredes delgadas y están diseñadas para la conducción, mientras que más adelante las paredes son más gruesas y se hace énfasis en la función de soporte. Este crecimiento combinado constituye los Anillos de Crecimiento Anuales que se dividen generalmente en dos áreas distintas conocidas como Madera Primaveral (o Temprana) y Madera Estival o Tardía, Las dos tienen propiedades diferentes y esto puede conducir entre otras cosas a movimiento diferencial lo que puede afectar a los recubrimientos. Cuando se observa una sección transversal de la madera se observa una zona más oscura en el centro, rodeada de una circunferencia más clara. Corresponden al Duramen (Corazón) y Albura, respectivamente. La Albura es la parte del árbol que

49

contribuye al crecimiento a almacenamiento de nutrientes, el árbol joven sólo tiene albura, pero a medida que el árbol madura las células del centro mueren y se transforman en un receptáculo de material de desecho, que incluye taninos y gomas. Una vez que comienza a formarse el ritmo de crecimiento del Duramen se incrementa y la relación Duramen/Albura aumenta con el tiempo. Algunos Durámenes tienen coloraciones bastante diferentes y presentan diferencias con la Albura. El Duramen es menos poroso, muestra mayor resistencia al movimiento por humedad y en general tiene mejor resistencia al ataque de hongos e insectos. Sin embargo la resistencia de la albura puede mejorarse por tratamientos preservativos. Como la madera es Anisótropa hay diferencia en propiedades según el corte. Las secciones transversales, tangenciales y radiales presentan una diferente alineación de células, lo que resulta en los distintos aspectos de la malla de madera. El corte tangencial tiene menos tendencia a la deformación en anchura y suele ser más resistente al desgaste. Otra característica macroscópica de la madera es la presencia de Nudos que aparecen en la zona de intersección de la rama con el tronco. Aunque pueden ser decorativos su presencia puede presentar problema de resina o manchas cuando se barnice. Aspectos Microscópicos: Con una baja amplificación es fácilmente discernible, la mayoría de las células se alinean verticalmente con una pequeña proporción horizontal en bandas o rayas, lo que da su aspecto característico a los cortes de la madera. Las funciones de la célula incluyen, almacenamiento, soporte y conducción. En las frondosas estas actividades están realizadas por dos tipos de células (Traqueidas y Parénquimas); las frondosas tienen una estructura más compleja, con cuatro tipos principales. Una característica de las frondosas es la presencia de Vasos (p.e. los poros del roble). Estos pueden absorber una gran cantidad de pintura y pueden transportar agua al interior de la madera. Las Tilosas son abultamientos de las Parénquimas que rodean los Poros circulares de los vasos, disminuyendo la absorción de agua. Loa poros son pequeñas aberturas en forma de pasillos cortos que comunican vasos adyacentes. Las paredes de las células individuales están formadas por microfibrillas de celulosa que forman una serie de capas a medida que la célula crece. El fluido (savia o agua) se mueve longitudinalmente a través de las células que están conectadas a través de sus extremos y lateralmente a través de los Poros. Los Poros de las coníferas tienden a cerrarse después del corte y posterior secado, lo que hace más difícil la penetración del preservativo. La madera contiene un 40-50% de Celulosa que se encuentra en forma de filamentos o cadenas en las paredes celulares y formadas por unidades de glucosa. Las regiones amorfas de la celulosa son higroscópicas. Los componentes celulósicos están embebidos en una matriz de Hemicelulosa y Lignina, esta última es un polímero tridimensional que está formado por bloques de fenil propanol. La Ligno Celulosa es inerte frente a los recubrimientos, pero la madera puede presentar hasta un 10% de Extractivos, algunos de los cuales pueden ser muy coloreados y activos químicamente. Pueden provocar manchas o retrasos en el secado, entre ellos tenemos estilbenos, polifenoles, taninos y lignanos. CAUSAS DE LA DEGRADACION DE LA MADERA.- La madera puede ser afectada por la humedad, la luz y organismos biológicos, que a menudo actúan simultáneamente con consecuencias dañinas tanto para el sustrato como para el recubrimiento.

50

Humedad: El contenido en humedad se expresa convencionalmente como el porcentaje en peso de agua sobre la madera completamente seca. Recién cortada la humedad puede alcanzar hasta un 200% con agua contenida en las cavidades de la célula (lumen) y en las paredes celulares. A medida que la madera va secando, se pierde el agua contenida en las cavidades celulares sin variación en el volumen. Eventualmente se alcanza un punto en el que ya no queda más agua en las cavidades celulares y el agua líquida que queda está retenida en las paredes celulares, es lo que se conoce como Punto de Saturación de la Fibra, y normalmente ocurre en torno a un 30% de humedad de la madera. A partir de aquí las pérdidas de humedad provocaran cambios dimensionales. La madera alcanzará una humedad de equilibrio en función de la temperatura y humedad del aire que la rodea. A los cambios de volumen cuando la madera se seca se suelen denominar Contracción mientras que los que se producen en la madera seca por variaciones estacionales o durante el día se denominan Movimientos. As contracciones típicas suelen ser 0.1% longitudinalmente y de un 10% transversalmente, el movimiento radial suele ser la mitad del transversal. Durante su vida en servicio la madera está sometida a constantes fluctuaciones ambientales; lo que incluye cambios en la humedad tanto interna como externa, así como los efectos de la lluvia y de la condensación Esto puede provocar movimientos en la madera esto habrá de tenerse en cuenta al especificar un tipo de acabado para la madera si el elemento en cuestión ha de tener mayor o menor estabilidad dimensional, ya que la velocidad a la que se produce el movimiento en la madera depende de la mayor o menor permeabilidad del agua a través del recubrimiento. Efecto de Agua sobre el Recubrimiento: Aunque el recubrimiento puede influir sobre la velocidad del movimiento de la madera, no puede impedirlo. Así pues el recubrimiento debe de tener la suficiente extensibilidad para expandirse y contraerse con la madera con la suficiente adhesión para resistir las tensiones interfaciales entre sustrato y recubrimiento. Los recubrimientos con un módulo bajo de elasticidad generaran menos tensión interfacial que los más rígidos. El agua, cuando es absorbida por el recubrimiento, actúa como plastificante y aunque esto ayuda a la extensibilidad puede facilitar el desprendimiento del recubrimiento. Además es posible que sustancias solubles de bajo peso molecular sean transportadas por el agua a la interfase con el sustrato creando una capa de débil adhesión. Si la adhesión es baja el recubrimiento será vulnerable al Blistering (ampollamiento), especialmente si la presión de vapor es alta y la permeabilidad baja. Las ampollas son provocadas por una adhesión débil combinada con una flexibilidad alta, pero debe de haber una fuerza impulsora que puede ser presión de vapor, hinchamiento, presión osmótica o exudación de resina. Algunos polímeros, como los que contienen enlaces ester, tienen tendencia a la hidrólisis, por lo que es conveniente su no utilización en zonas permanentemente húmedas. Luz Solar: la radiación solar provoca en la madera reacciones físicas y químicas que están básicamente confinadas a la superficie. Muchas de estas reacciones requieren también la presencia de humedad y aire. En condiciones secas la madera no protegida tiende a una coloración marrón, que se transforma en gris en intemperie húmeda. Tales cambios reflejan reacciones catalizadas por radiación que llevan consigo oxidación, despolimerización y en general rotura de la lignocelulosa, Los productos de rotura son solubles y son lixiviados por el agua dejando una superficie desnaturalizada agrisada. Las implicaciones de esto son importantes en un recubrimiento transparente, ya que si la

51

superficie se degrada puede hacer que los recubrimientos se desprendan y pelen. También pueden presentarse problemas con pinturas opacas si se aplican sobre un sustrato que se encuentre degradado. La reducción de durabilidad de las maderas expuestas a la luz puede ser bastante importante y reducir el periodo de tiempo en el que es necesario un mantenimiento. Otro factor a considerar en la interacción de la luz solar con la madera, es el de la radiación Infra Roja, es decir el calor. Con pinturas oscuras se pueden alcanzar temperaturas de hasta 40º más altas que con blanco lo que puede exacerbar problemas como la exudación de resinas, como lado positivo también la madera estará más seca y evitará el crecimiento de hongos. Biodegradación: La madera, como material orgánico, está sometida al ataque por bacterias, hongos, insectos y xilófagos marinos. Las bacterias juegan un pequeño papel en el ataque a la madera, aunque su presencia es muchas veces una precondición para un ataque posterior. La madera almacenada en agua o en una laguna, puede resultar muy permeable por el ataque de ataque bacteriano lo que puede afectar a la absorción de agua y preservativos con la consiguiente influencia en el posterior barnizado o pintado. El ataque por hongos es más serio y puede causar tanto afeamiento como daño estructural, según la especie. Las Coníferas son bastante proclives al Azuleo que está originado por varios tipos de hongos que incluyen Aureobasidium pulullans. Además de este tipo de hongos cuyo daño es estético, otras especies de hongos causan daños estructurales serios por un proceso que se conoce como pudrición y que en esencia consiste en la destrucción de la pared celular porque el hongo se alimenta de la celulosa y/o lignina de la misma. Pudriciones blandas son las producidas por grupos de Ascomicetos y Deuteromicetos cuyo crecimiento está limitado por la disponibilidad de Nitrógeno, aunque las superficies degradadas tienen efecto sobre el desempeño del recubrimiento. Efecto más serio sobre las propiedades estructurales son los hongos destructores de la madera. La mayoría son del grupo de los Basidiomicetos, atacan tanto la lignina como la celulosa y no están tan restringidos por la disponibilidad de Nitrógeno. Este grupo incluye la Pudrición Húmeda (Coniofora puteana) y la Pudrición Seca (Serpula lacrimans). MEDIDAS DE PROTECCION.- Para asegurar una buena protección de la madera no hemos de considerar sólo el recubrimiento de la misma. Para una máxima protección se han de tener en cuenta y tener una buena combinación de los siguientes elementos. Diseño, preservativo adecuado y el recubrimiento apropiado a las condiciones finales de la vida en servicio. Entre los aspectos del diseño cabe destacar la utilización de la madera aplicada, protegerla en lo posible de la lluvia o acumulación de agua, buena aireación, etc. También tener en cuenta que la mayor absorción de agua se produce por los extremos que presentan los vasos abiertos, por lo que se deberán sellar, así como masillar las juntas para evitar almacenamiento y penetración de agua, o entre madera y vidrio, redondeo de perfiles en ventanas para evitar la acumulación, permitir movimiento de madera en suelos, entarimados o chapados para evitar combado de la madera, etc. Preservación de la madera: Las especies de madera difieren notablemente en durabilidad, siendo la mayoría de las alburas vulnerables. El duramen de algunas especies como Roble o Teca son muy resistentes mientras que mientras que fresno o haya son muy poco resistentes. Una clasificación ampliamente aceptada clasifica a la madera en 5 grados con incrementos de 5 años de durabilidad. Las clases de riesgo a las

52

que esta expuesta la madera están definidos en la norma Europea EN 335-1. Se debe de considerar la utilización de preservativos para todo tipo de alburas y durámenes no resistentes cuando las condiciones de exposición prevean que el contenido en humedad en equilibrio de la madera exceda del 20%. Tal situación es previsible que ocurra en zonas sin la adecuada ventilación, la madera esté en contacto con el suelo o donde se prevea el contacto permanente con agua. También la Preservación es recomendable donde el ataque por hongos o insectos sea endémico. La Norma EN 599-1:1996 específica para cada una de las clases de riesgo de la EN 335-1, los mínimos requisitos de desempeño para el tratamiento de la madera sólida frente al ataque biológico. Como el papel de los preservativos es ser tóxicos, especial atención debe de procurarse a la legislación sobre su uso y aplicación. La legislación más relevante es la Directiva Europea de Biocidas y Leyes de Protección Ambiental. Las tres principales clases de preservativos son: Aceites de Alquitrán, Preservativos en Base Agua y Preservativos en Disolvente. Los aceites tienen su agente más representativo en la Creosota que puede obtenerse de la destilación del carbón o de la Madera. La madera tratad con Creosota no es adecuada para pintar, aunque puede teñirse al cabo de un tiempo de envejecimiento. Los preservativos en medio disolvente incluyen: Pentaclorofenol, Oxido de tributil Estaño, y naftenatos de Cu y Zn como ingredientes activos y que estad disueltos en un hidrocarburo. Son productos inflamables y con un alto COV. Pueden llevar además ceras, aceites y resinas como aditivos. El etiquetaje de los preservativos para madera en Europa viene descrito por la norma EN 599-2. Como los hidrocarburos no interaccionan fuertemente con la madera estos preservativos penetran profundamente y han marcado un estándar en la aplicación industrial. Los preservativos solubles al agua han estado basados en compuestos de As, Cu y Cr con Dicromato Sódico como fijador. Sistemas de Cu Amoniacal/Amina pueden ser una alternativa al Cromo como fijador. Con compuestos de Amonio Cuaternario la fijación puede ser a través de grupos ácidos o fenólicos de la lignina. Un producto alternativo está basado en Octaborato Disódico, que no se fija por lo que debe de ser protegido durante y después de la instalación. Sales Fluoradas pueden emplearse como tratamientos curativos in situ. El problema que presentan es la pobre penetración de estos productos en la madera, siendo mejor el de las emulsiones de menor tamaño de partícula. Los preservativos se pueden aplicar de muy diferentes maneras que incluyen brocha, pulverización, inmersión y los más efectivos que incluyen proceso de aplicación al doble vacío, o presión vacío. Pueden presentarse problemas de compatibilidad entre las maderas tratadas con preservativos y el posterior barnizado o pintado. Especial atención requiere la posible falta de adherencia entre un tratamiento repelente al agua con la posterior aplicación de un barniz al agua, o que algunos productos como el Cu puede inhibir el secado oxidativo. RECUBRIMIENTOS PARA MADERA.- Tradicionalmente los recubrimientos para madera se han venido clasificando dentro de estos tres tipos:   

Pintura – Un sistema de pintura opaco basado en aceite o alquídica (al disolvente) compuesto de Imprimación, Fondo y un Acabado brillante. Barniz – Un recubrimiento trasparente, brillante (al disolvente) Tinte (Lasur) – Una composición semipigmentada, de bajos sólidos muy penetrante y conteniendo un fungicida. 53

Cada uno de estos grupos presenta características especiales, eligiendo uno u otro en función de razones estéticas. Sin embargo la aplicación de Lasures ha tenido un amplio desarrollo debido a la expectativa de su fácil mantenimiento. También cada grupo tiene sus desventajas que podríamos resumir en:   

Pintura – Se hace más frágil con el tiempo lo que produce agrietamiento y pelamiento y un mantenimiento caro. La baja permeabilidad se cree atrapa la humedad en el interior incrementando el desgaste. Barniz – Pelamiento más acusado. Difícil de mantener y restaurar apariencia. Tinte (Lasur) – Fácil de mantener pero el film tan delgado y su alta permeabilidad no puede evitar el movimiento de la madera. Tendencia a romperse la madera y combarse.

En un intento de mejorar su comportamiento se han multiplicado las combinaciones y productos intermedios. Recientemente la norma EN 927-1 los clasifica en 60 categorías. Se derivan de cuatro niveles de cuerpo (Mínimo, Bajo, Medio y Alto); tres niveles de poder cubriente (Transparente, Semitransparente y Opaco); y cinco niveles de brillo (Mate, Semimate, Semibrillo, Brillo y Alto Brillo). Esta clasificación no cubre las distintas clases de agentes filmógenos hoy disponibles así como los basados en agua que están desplazando a las tradicionales al disolvente. Diseñar un recubrimiento para madera comienza con una especificación en términos de aspecto y del uso final proyectado incluyendo la severidad exposición y condiciones climáticas. Los usos finales se categorizar en función del grado de estabilidad dimensional requerida La categoría Estable incluye carpintería de obra, ventanas y puertas, la Semiestable la mayoría de revestimientos y tarimas, mientras que la No Estable, se aplica a cercas, etc. La propiedad más importante relacionada con la estabilidad dimensional es la permeabilidad al agua. Otras propiedades importantes del film son extensibilidad, módulo de elasticidad y comportamiento de la adhesión, incluso en condiciones húmedas. Tintes o Lasures: Están diseñados para una buena penetración por lo que se formulan con muy bajos sólidos en volumen (< 20%). La profundidad de dicha penetración es variable, así es mayor a menor peso molecular. También los productos al disolvente tienen mayor penetración que los basados en agua, pudiendo esta ultima causar hinchamiento de la madera. Dentro de los productos al agua las alquídicas en emulsión tienen un comportamiento más similar al de las alquídicas al disolvente, mientras que las emulsiones acrílicas tienen una menor penetración. El tamaño de la dispersión también influye y sólo las emulsiones de tamaño muy fino de partícula tienen buena penetración. La penetración del pigmento también está limitada por su tamaño y únicamente los pigmentos muy finamente molidos, como los de óxido de hierro transparente penetran en la superficie de la madera. Es importante distinguir entre las funciones de un Tinte y la de un Preservativo para la madera. Estos últimos están diseñados para evitar la pudrición y requieren métodos especiales de aplicación a fin de asegurar una penetración profunda. Los Tintes contienen generalmente un fungicida para evitar la colonización superficial por una aplicación normal a brocha pero no dan penetración para asegurar una protección contra la pudrición y el deterioro de la madera en condiciones extremas, Los Tintes pueden modificarse con aceites de silicona, ceras, etc. que le darán repelencia al agua líquida, pero prácticamente no ejercen ningún control sobre el vapor 54

de agua. Su uso debe de restringirse a aquellas aplicaciones que sea tolerable cierto movimiento de la madera. La velocidad de transmisión de la humedad a través del Lasur puede reducirse aumentando el contenido en sólidos del mismo, obteniéndose así un film más grueso, pero debe de comprobarse la extensibilidad y la adherencia, que serán más críticas a espesores más elevados. Como al tener más sólidos la penetración será inferior es aconsejable pretratar la madera con un producto de más bajos sólidos. Se han desarrollado con buenos resultados Lasures de altos sólidos basados en alquídicas, teniendo en cuenta las notas arriba indicadas. Sin embargo ha sido más difícil con productos transparentes basados en agua. Hay tres dificultades principales. Primeramente la mucha mayor permeabilidad de estos productos hace difícil el control de la humedad; en segundo lugar son más propensos al ataque por hongos; y finalmente la transparencia de los polímeros acrílicos y Vinílicos a la radiación UV hace más difícil prevenir la degradación de la superficie, aunque este problema puede subsanarse con la adición de Absorbentes UV. La pigmentación de estos productos requiere que se imite el aspecto natural de la madera. Los óxidos de Hierro “transparentes” que están molidos a nivel coloidal permiten obtener los mejores colores brillantes y transparentes, que dan además protección UV. La disponibilidad de fungicidas es muy amplia pero debe de comprobarse su compatibilidad y estabilidad al almacenaje. Para vallas y material en contacto con el suelo los jabones de Cu y Zn suelen comportarse bien y tienen baja toxicidad para mamíferos. Barniz: Aunque la utilización de barnices ha declinado frente a la de los Lasures, debido a su tendencia al pelamiento y mayores costos de mantenimiento. Sin embargo todavía hay una importante demanda de los mismos, especialmente para su uso en zonas de mucho tráfico como puertas y marcos de puerta. Los problemas se derivan del hecho de que se hacen frágiles con el tiempo y al ser de cuerpo alto tienen baja permeabilidad. Además al ser transparentes no protegen la madera de la radiación UV. Tradicionalmente los barnices de alta calidad estaban basados en aceites de linaza y tung modificados con resinas formo-fenólicas. Las Alquídicas puras no daban buen resultado. Probablemente la mejora se debiese a las propiedades de absorción del UV de la modificación tung fenólica. También se consigue mejorar con la incorporación de absorbentes UV de tipo benzofenona y de amina estéricamente impedida (HALS), también la adición de óxidos de hierro transparentes, aporta protección a la luz. Una mejora de la adherencia y por tanto resistencia al pelamiento puede obtenerse rebajando la primera mano o sustituyéndola por un Lasur. Para exterior se han empleado poliuretanos tanto monocomponentes como de dos componentes. En interior han dado buenos resultados las Alquídicas Uretanadas que dan barnices de secado rápido. En general los barnices para exterior son brillantes, mientras que en interior se prefieren satinados o mates. Para exterior han predominado los barnices al disolvente, debido a su mejor nivelación y alto brillo qué se consigue mejor que con los productos en base agua. Sin embargo está creciendo notablemente el empleo de productos en base agua, basados en dispersiones acrílicas o de poliuretano, con la adición de absorbentes UV para la aplicación en exterior.

55

Sistema de Pintado para la Madera: Tradicionalmente las pinturas de alto brillo se han aplicado en un sistema de tres capas; Imprimación, Fondo y Acabado Brillo. N sistema de este tipo puede dar una buena protección a la madera, aunque como es evidente es más costoso y más difícil de reparar o mantener. En cualquier caso los formuladores han de considerar en detalle las necesidades de imprimar, rellenar y acabar, teniendo en cuenta las necesidades de uso y medio ambiente. Imprimación: Una función importante de las imprimaciones para madera consiste en asegurar el enlace re e sustrato y las capas posteriores del recubrimiento., especialmente en condiciones húmedas. Las imprimaciones deben de sellar el grano terminal y resistir rotura hidrolítica durante largos periodos de tiempo. Como además algunas prácticas de construcción mantienen expuestos elementos de construcción antes de su acabado final, durante periodos variables de tiempo, las imprimaciones deben de tener alguna resistencia a la intemperie. Tradicionalmente las imprimaciones han estado basadas en aceite de linaza y Cerusita (Blanco de Pb, Carbonato de Pb), el Pb tiene la ventaja de que con el aceite de linaza forma jabones metálicos con buenas propiedades de humectación y da filmes flexibles y tenaces. A menudo se combinaba con Minio (Tetróxido de Pb) dando una imprimación de característico color naranja. Debido a la toxicidad acumulativa del Pb se han sustituido por barnices al aceite o Alcídicas con pigmentación normal. Para mantener la flexibilidad del film se formulan a CPV bajos (30-40%). Las imprimaciones deben de tener una resistencia a la intemperie de unos 6 meses. El modo más frecuente de fallo es por pelamiento en las pinturas al disolvente y por cuarteo de la madera en el caso de las basadas en agua. Un importante ensayo al que han de someterse es el de ampollamiento (blister), este ensayo tiene como objetivo caracterizar la permanencia de la adhesión en condiciones húmedas. En este ensayo se mantiene la muestra a ensayar en una cámara al 100% de humedad durante el tiempo especificado. Un producto con buena resistencia al ampollamiento tiene en general buena resistencia al exterior. Imprimaciones conteniendo Aluminio en escamas muestran buena resistencia tanto al agua como a la aparición de manchas por extracción de sustancias de la madera. Son útiles para sellar el grano terminal, exudación de resina, creosota, bitumen y preservativos coloreados. Las propiedades de barrera dependen de la proporción de Aluminio y el ligante empleado suele ser resinas fenólicas modificadas. Sin embargo su resistencia al movimiento de la madera o la adhesión entre capas no es excesivamente buena. También se pueden emplear Tintes que tienen más facilidad de ser repintados por cualquier tipo de acabado, aunque hay que ser conscientes que por su menor cuerpo ofrecerán menos protección que la imprimación. Fondos: Los fondos juegan un importante papel en proporcionar cuerpo y opacidad a los sistemas de pintura. Mejoran la adhesión cuando se repinta el acabado brillo y dan cubrición en bordes y esquinas. Sirven también para reparar áreas dañadas y conseguir mejor igualación. Para realizar estas funciones llevan un alto nivel de carga y e formulan a una CPV alta, además para ayudar al lijado se utilizan ligantes frágiles. Como consecuencia de ambos carecen de extensibilidad y son el punto más débil del sistema. El hecho de que algunos fondos sean inextensibles no implica su no utilización, pero se ha de tener en cuenta que los fondos para exterior han de ser más extensibles que en interior, lo que puede lograrse disminuyendo la CPV o incrementando la flexibilidad del

56

polímero, aunque sea a costa de perder lijabilidad. Los requerimientos de adhesión son menos importantes si se ha utilizado una buena imprimación. Acabados: Los acabados brillo han jugado un importante papel sobre todo en e campo de mantenimiento. Cuando se utilizan correctamente con una buena imprimación y fondo (opcional) pueden dar durabilidades de 5-7 años. En general para exterior deben de tener más flexibilidad s conveniente la presencia de un fungicida para evitar azuleo u otros hongos superficiales. Tener el balance óptimo entre rápido secado y durabilidad a largo plazo, puede ser algo complicado. Las Alquídicas pueden obtenerse en un sin número de combinaciones, sin embargo alterar propiedades mecánicas, permeabilidad, adhesión, etc. puede afectar la durabilidad. Así las Alquídicas largas en aceite muestran una flexibilidad inicial mayor, pero comparados con las más cortas experimentan cambios con mayor rapidez. Las Alquídicas Uretanadas tienen mayor rapidez de secado, pero tienen menor extensibilidad y por tanto mayor tendencia al pelamiento o al cuarteo en la madera exterior. Se pueden utilizar también Acabados Mates, generalmente aplicados directamente sobre la madera o sobre una imprimación. De alguna manera combina las propiedades de Fondo y Acabado Brillo. Idealmente deben de ser permeables, flexibles y contener algún fungicida. A elección de matizante es importante ya que no debe de mantener la CPV excesivamente alta para evitar sacrificar propiedades mecánicas. Para compensar parcialmente esa pérdida de extensibilidad se pueden emplear cargas con propiedades reforzantes como talco y mica. Acrílicas en base agua han dado buenos resultados como acabados. Una ventaja sobre las alquídicas es que la extensibilidad se mantiene durante mayor periodo de tiempo. Las propiedades de flujo de estos productos se han mejorado notablemente con la introducción de nuevos espesantes de tipo asociativo. Sin embargo el brillo y la Distinción de Imagen son inferiores a la de los productos al disolvente, aunque la retención de brillo es superior a la de las alquídicas. Por otra parte la naturaleza termoplástica de las dispersiones acrílicas significa que la tendencia a retener el polvo es mayor con los polímeros blandos, este problema es más acusado con los acabados brillantes que con los mates, ya que en estos últimos el mayor nivel de cargas incrementa la Tg. Un problema relacionado es el “blocking” o pegado de la pintura, por ejemplo entre la puerta y el marco de una ventana, por reblandecimiento de la pintura por temperatura, especialmente si la Tg es baja para que el polímero sea flexible. Recientemente se han desarrollado emulsiones más flexibles y con mayor Tg, basados en la tecnología “core-shell” sonde un polímero flexible y blando (core) se encuentra rodeado por una envuelta de polímero de Tg más alta. Otra característica de las pinturas por dispersión en agua es el corto tiempo abierto, es decir el tiempo en el que una pincelada puede aplicarse superponiéndose sobre la anterior, sin que la primera haya secado, especialmente si hay viento, también la notable influencia que sobre el secado de estas pinturas tiene la humedad ambiente. Estos inconvenientes son mucho menores en las pinturas mates al agua. La mayor permeabilidad de las pinturas en base agua es vista como una ventaja ya que permiten una más fácil eliminación de la humedad de la madera, evitando problemas de ampollamiento o despegue, sin embargo para no incrementarla demasiado y por tanto que haya excesivo movimiento de la madera habrá que cuidar la pigmentación (CPV) y la naturaleza del ligante. Por otra parte las pinturas al agua son más proclives al ataque por hongos, por lo que deberán incluir un fungicida.

57

SUSTRATOS DE PLASTICO.- Los plásticos empleados en construcción no presentan especiales problemas para su pintado, aunque métodos abrasivos les pueden provocar grietas por lo que para su preparación se limita muy a menudo a un lavado el poliestireno expandido puede ser atacado por algunos disolventes. Desde los años 70 se ha venido incrementando el uso de PVC en ventanas de nueva construcción como de sustitución de viejas. Algunos de estos materiales están dando muestras de degradación superficial, caleo y recogida de polvo, por lo que el pintado de las mismas está siendo del mayor interés. En general alquídicas y poliuretanos han dado buenos resultados, aunque se ha de estar atento a la adherencia, pudiendo ser necesario en algún caso la utilización de una imprimación adherente basada generalmente en poliolefina clorada. También se debe prestar atención a los problemas de humectación cuando se utiliza pinturas en base agua, ya que la mayoría de los plásticos tiene baja tensión superficial. La necesidad del pintado de plástico esta mucho más desarrollada en el sector de la automoción donde se utiliza una amplia variedad de ellos. Generalmente requieren un pre tratamiento tal como descarga corona (en aire), descarga por arco (en vacío) o en atmósfera inerte, también tratamientos a la llama o químicos, con el objeto de conseguir una superficie más polar. También es frecuente la utilización imprimaciones adhesivas.

58