Pinturas y Barnices

Definición

Las pinturas y los barnices son líquidos que se solidifican al exponerlos al aire. Se utilizan para cubrir superficies con el fin de decorarlas o protegerlas.

Pinturas

Las pinturas se forman mezclando un pigmento (la sustancia que proporciona el color) con un aglutinante que actúa como medio fluido, como por ejemplo el aceite de linaza, y que se solidifica al contacto con el aire.

Barnices

Un barniz es una disolución transparente que se solidifica formando un revestimiento protector. Los barnices opacos y coloreados se denominan lacas.

Historia

La pintura sin aglutinante, formada por óxido férrico, se usaba en las creaciones artísticas rupestres hacia el año 15000 A.C. Se conoce la existencia en Asia de algunos pigmentos, hechos de minerales, mezclas elaboradas y componentes orgánicos que se utilizaban en el año 6000 A.C. Los antiguos egipcios, los griegos, los romanos, los incas y los antiguos mexicanos conocían el añil, un pigmento azul que se extrae de la planta del mismo nombre. La goma arábiga, la clara de huevo, la gelatina y la cera de abeja fueron los primeros medios fluidos que se emplearon con estos pigmentos. Las lacas se utilizaron en China para pintar edificios en el siglo II A.C. En Europa, el uso de la pintura como protección se inicia en el siglo XII D.C. Aunque los romanos ya conocían el empleo del aceite de linaza como medio fluido para la pintura, los artistas sólo lo utilizaron a partir del siglo XV.

Composición de las Pinturas Modernas

Las fórmulas de la pintura moderna cuentan con diversas categorías de compuestos químicos:

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

Aglutinantes

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

Estructura Molecular de un Aceite Secante

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

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

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

Pigmentos

Un pigmento para pintura es un polvo fino que o bien refleja toda la luz para producir un efecto blanco, o bien absorbe ciertas longitudes de onda de la luz para producir un efecto coloreado.

Pigmentos Blancos

Los pigmentos blancos más corrientes son óxidos inorgánicos, como el dióxido de titanio (TiO2), el óxido de antimonio (Sb2O3) y el óxido de cinc (ZnO). Se usan también otros compuestos inorgánicos blancos e insolubles, como el sulfuro de cinc (ZnS), el albayalde (hidroxicarbonato, hidroxisulfato, hidroxifosfito o hidroxisilicato de plomo) y el sulfato de bario (BaSO4).

Pigmentos de Colores

Los siguientes óxidos inorgánicos son pigmentos habituales para colores: el óxido de hierro (III), Fe2O3 (amarillo, rojo o color tierra), el óxido de cromo (III), Cr2O3 (verde), y el óxido de plomo (IV), Pb3O4 (rojo). Los cromatos de plomo, cinc, estroncio y níquel producen distintas gamas de amarillo y anaranjado. Se utiliza un conjunto de sólidos orgánicos para obtener otros colores.

Disolventes

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

Tipos de Pinturas

  • Las pinturas de esmalte se componen de un óxido de cinc y litopón mezclado con aceite de linaza y un barniz de alto grado.
  • Las pinturas luminosas contienen distintos sulfuros fosforescentes de bario, estroncio y calcio.
  • Las acuarelas que usan los artistas se fabrican en una pastilla seca o como una pasta húmeda; en ambos casos contienen pigmentos molidos muy finos en goma arábiga o dextrina, y para obtener la forma húmeda se añade glicerina.
  • La pintura aguada al látex apareció en 1949. El aglutinante sintético se emulsiona, es decir, queda suspendido en el agua en forma de gotas minúsculas. Cuando la pintura se seca, el agua se evapora y el pigmento y las partículas del aglutinante se unen, formando una película relativamente fuerte. Esta película es lo suficientemente porosa como para permitir el paso de la humedad, y se reduce de este modo la formación de ampollas. La mayoría de las pinturas al látex se aplican sólo en interiores y se han hecho muy populares porque son inodoras y fáciles de aplicar.
  • En algunas aplicaciones, las denominadas pinturas de emulsión sólida o de revestimiento en polvo reemplazan a las pinturas líquidas. Estas pinturas se pulverizan sobre una superficie metálica, como ocurre en la producción de maquinaria o de marcos de ventanas, y se adhieren gracias a la atracción electrostática. El calor provoca que el polvo fluya y forme una película.

Barnices

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

Lacas

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

Colorantes

Definición

Los colorantes son productos químicos pertenecientes a un extenso grupo de sustancias, empleados para colorear tejidos, tintas, productos alimenticios y otras sustancias. En la moderna terminología industrial se amplía el concepto de colorantes a los productos que contienen colorantes orgánicos puros junto con agentes reductores o de relleno que los hacen más manejables. Los colorantes no deben confudirse con los pigmentos, que son sustancias polvorosas de color que precisan mezclarse con agentes adhesivos antes de aplicarse a una superficie.

Características

El color de los compuestos orgánicos depende de su estructura. Generalmente, los compuestos empleados como tintes son productos químicos orgánicos insaturados. La característica del color es especialmente notable en productos químicos que contienen ciertos grupos insaturados bien definidos. Estos productos químicos, conocidos como cromóforos (portadores de color), tienen diferentes capacidades para dar color. Los colorantes han de tener la capacidad de penetrar y colorear los tejidos y otros materiales. Los radicales químicos llamados auxocromos, tienen la propiedad de fijar eficazmente el colorante deseado. Se trata de ácidos y bases que originan colorantes ácidos y básicos. En algunos compuestos, la presencia de un grupo auxocromo puede colorear compuestos incoloros.

Origen y Clasificación

La materia prima básica de los colorantes sintéticos son compuestos que, como el benceno, se derivan de la destilación seca o destructiva del carbón. Por eso estos colorantes se conocen a menudo popularmente como colorantes de alquitrán de hulla. A partir de la materia prima se elaboran productos intermedios mediante diversos procesos químicos que, normalmente, implican la sustitución de elementos específicos o radicales químicos por uno o más átomos de hidrógeno de la sustancia básica. Los colorantes pueden clasificarse atendiendo a sus aplicaciones o por su estructura química. La clasificación química suele determinarse por el núcleo del compuesto. Entre los grupos más importantes de colorantes están los azocolorantes, que incluyen el amarillo mantequilla y el rojo congo; los trifenilmetanos, que incluyen el color magenta y el violeta metilo; las ftaleínas; las azinas, que incluyen el color malva, y las antraquinonas, que incluyen la alizarina. El índigo es un colorante de tina que se da en la naturaleza en un glucósido cristalino llamado indicán. Otro grupo importante lo constituyen las ftalocianinas, de color azul o verde, con una estructura química semejante a la clorofila. Los azocolorantes son los más empleados.

Tinturas

Una tintura es un pigmento o colorante químico empleado para colorear el vidrio, papel, tejidos o maderas. La sustancia que tiñe, que contiene alcohol, aceites o agua como vehículo, es transparente y más fina que la pintura y penetra en las fibras del material que se desea teñir. También se llama tintura a la mezcla química que se usa en las investigaciones microquímicas y microscópicas para distinguir diminutas estructuras transparentes.