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20368 MATERIALES III
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TEMA 4. PINTURAS
INTRODUCCIÓN
La pintura es un material de recubrimiento que se presenta en forma de fluido
generalmente coloreado y se aplica sobre un sustrato fijándose sobre él, la mayor parte
de las veces en forma de película, dándole un aspecto decorativo, aportando una
protección superficial y alguna función específica (anticorrosión, hidrofugante, etc.).
RESEÑA HISTÓRICA
El uso de la pintura como acabado decorativo se remonta a tiempos muy
antiguos en su uso sobre viviendas y monumentos. En un principio se usaron colorantes
naturales disueltos en agua. Las pinturas de cal presentaban un aspecto decorativo y un
aspecto higiénico por su carácter desinfectante. En el siglo II se empieza a utilizar el
aceite secante.
El uso de los estucos con el colorante incorporado fue un freno al uso de pinturas
como revestimientos.
Como producto industrial es en el siglo XVIII cuando empieza su producción a
gran escala por la demanda de la sociedad. El uso habitual de hierro y acero para las
obras de ingeniería hacen aparecer de las primeras pinturas anticorrosivas en base a
plomo y posteriormente zinc. Las pinturas sintéticas aparecen hacia finales del siglo
XIX y los primeros esmaltes aparecen a principios del siglo XX, y algo más adelante
aparecen los hidrocarburos y el acetileno, base de las pinturas vinílicas.
COMPONENTES
Las pinturas está constituidas por distintos materiales, se pueden distinguir
claramente los siguientes:
- vehículo:
- fijo o aglutinante
- volátil o disolvente
- pigmentos o cargas, y
- componentes auxiliares
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El vehículo fijo o aglutinante es el responsable de unir los pigmentos y las
cargas, a la vez que sirve para transportarlos hasta que solidifica. Es el componente que
da carácter a la pintura, utilizándose para clasificarlas.
Por el aglutinante, las pinturas pueden ser acrílicas, vinílicas, de clorocaucho, de
epoxi, de poliuretano, de silicato, etc.
El vehículo volátil o disolvente está repartido entre los espacios intersticiales del
pigmento, haciendo más fácil su transporte y cuando se evapora, produciendo el secado
físico, el aglutinantes el que cementa las partículas del pigmento uniéndolas a la
superficie sobre la que se aplica.
Por el disolvente, las pinturas pueden ser en base agua (al temple, a la cal, al
cemento, al silicato, plásticas, esmaltes acrílicos, etc.), en base aguarrás (al aceite,
esmaltes sintéticos, de aluminio, etc.) y otras con disolventes más fuertes como
clorocaucho epoxi y poliuretano.
Los pigmentos son productos sólidos finamente pulverizados, insolubles en el
vehículo y que sirven para dar opacidad y color a la pintura. Pueden ser naturales
(minerales u orgánicos) o artificiales. Las cargas suelen ser minerales y son también
productos en polvo que contribuyen a dar cuerpo a la pintura. Los colores que se pueden
conseguir tienen distintos efectos sobre los habitantes, se pueden distinguir entre colores
luminosos (blanco), estimulantes (amarillo, naranja y rojo), relajantes (verdes) y colores
fríos y elegantes (azul y violeta) y sus correspondientes matices claros (amplitud de
espacios, frescos y limpios) y oscuros (sensación de espacios más reducidos y serios).
Los materiales más utilizados son:
COLOR PIGMENTO
Blanco Bióxido de titanio, sulfuro y óxido de cinc, blanco de plomo…
Amarillo Cromatos de cinc, plomo y bario…
Naranja Minio de plomo, cromo, molibdeno…
Verde Ftalocianina, óxidos de cromo…
Azul Ftalocianina, azul de ultramar (caolín calcinado en presencia de sosa, azufre y carbón),
azul de Prusia (ferrocianuro férrico)…
Rojo Óxido de hierro, molibdeno…
Negro Negro de humo, óxidos de hierro…
Los componentes auxiliares son productos de naturaleza variada que
intervienen en una proporción muy pequeña, a modo de aditivos, con la finalidad de
definir algunas propiedades. Se pueden distinguir por el momento en que intervienen:
- durante la fabricación de la pintura, por ejemplo dispersantes
- durante el almacenamiento, por ejemplo conservantes
- durante la aplicación, por ejemplo humectantes, antiespumantes, secantes, y
- durante la vida de la pintura: hidrofugantes. Antimoho, etc.
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TIPOS DE PINTURA
Pintura al temple, es una pintura al agua, que usa como ligante colas celulósicas y
como pigmentos sulfato cálcico (yeso) o carbonato cálcico (Blanco de España). Es una
pintura de aspecto mate, muy porosa y permeable, con poca dureza y in resistencia al
agua o al lavado. Está indicada para superficies interiores, que no han de sufrir
abrasiones ni van a estar expuestas a frecuentes condensaciones, por su facilidad para
permitir la formación de manchas de moho.
El temple liso se consigue aplicando a brocha, rodillo o pistola.
El temple picado se consigue con una aplicación de rodillo de esponja.
Con las pastas de temple se consiguen efectos de relieve como el “gotelé”, por
proyección de gotas.
Pintura a la cal, es una pintura al agua, cuyo aglutinante y pigmento blanco es el
mismo producto: hidróxido cálcico o cal apagada. Tiene aspecto mate y se puede
colorear ligeramente, es porosa y absorbente y tiene una buena adherencia sobre
morteros de cemento y de cal, piedra y ladrillos muy porosos. No se debe aplicar sobre
yeso, madera o metal. Presenta una gran resistencia a las inclemencias del tiempo, se
carbonata y endurece con el tiempo. Tiene buenas propiedades biocidas por lo que se
utiliza con fines sanitarios y de desinfección.
Se aplica a brocha, rodillo o pulverizadores. El resultado es una película frágil y poco
flexible, por lo que para repintar es aconsejable eliminar las capas anteriores.
Pintura al cemento, es una pintura formada por cemento blanco y pigmentos
resistentes a los alcalinos. Tiene aspecto mate y es absorbente aunque tiene una buena
resistencia a la intemperie. Su secado se produce por el mismo mecanismo que el
fraguado del cemento, por lo que es necesaria la presencia de humedad durante esta
fase.
Se puede aplicar a brocha, rodillo o pulverización. Se usa normalmente en exteriores
sobre mortero de cemento y materiales porosos.
Pintura al silicato, su ligante es una disolución acuosa de silicato potásico, su diluyente
es agua y los pigmentos son minerales con alta resistencia a la alcalinidad propia del
vehículo. Vehículo y pigmento se sirven por separado ya que la mezcla tiene una vida
limitada. Su aspecto seco es mate y los tonos habituales son los tonos pastel por la
dificultad de obtener tonos fuertes. No forma una capa tipo film, el silicato reacciona
con la base y sujeta los pigmentos, es absorbente y transpirable, dura y con gran
resistencia a la intemperie.
Se puede aplicar sobre los acabados de naturaleza mineral típicos del exterior e interior,
sobre yeso precisa de una tratamiento previo con un fijador.
Actualmente hay pinturas al silicato con tecnología de pintura plástica, que no disfruta
de las ventajas de la pintura al silicato pura (permeabilidad, resistencia y dureza),
aunque tiene mayor durabilidad y se suministra con sus componentes mezclados, lista
para la aplicación.
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Pintura plástica, está compuesta por polímeros en emulsión acuosa (resinas vinílicas,
resinas acrílicas…) y se pueden utilizar gran variedad de pigmentos, siempre resistentes
a los alcalinos. Pueden tener un aspecto variado, mate, satinado o brillante. Tienen, en
general, buena adherencia y resistencia al lavado y al frotado, dependiendo de su
contenido en resina.
La formación de la película se produce cuando se evapora el agua, la emulsión
desaparece y las moléculas del polímero se aproximan y se unen resultando una película
que puede ser impermeable, dura y flexible en distintos grados según el aglutinante y la
formulación. Al ser el secado por evaporación del agua, se puede retrasar en tiempo
húmedo y frío, para a formación de la película es necesaria una temperatura mínima
entre 5ºC y 10ºC.
Se usa tanto en exteriores como en interiores sobre soportes muy variados, se puede
obtener un acabado liso o con un picado fino según se aplique a brocha, rodillo, pistola
o con rodillo de esponja.
Pinturas al aceite u óleo, los ligantes son aceites secantes, por ejemplo el de linaza, en
su estado natural o sometidos a una ligera polimerización para conseguir más cuerpo y
mayor brillo. Estas pinturas vienen disueltas en disolventes de hidrocarburos o en
aguarrás, se pueden usar toda clase variedad de pigmentos. Tienen una serie de
inconvenientes (secado lento, brillo poco notable y poco resistente a la intemperie,
amarilleo sensible9, que se han ido resolviendo al combinarlas con resinas naturales o
sintéticas dando lugar a esmaltes grasos y esmaltes sintéticos.
Se aplican a brocha. En la actualidad no son pinturas usuales.
Pinturas o esmaltes grasos, están compuestas por aceites secantes simplemente
mezclados con resinas naturales o sintéticas. Tienen un brillo que se mantiene en
interiores pero se pierde en exteriores. No tienen resistencia a la alcalinidad, por lo que
no se aplican sobre revestimientos de cemento. El secado y endurecimiento es bastante
lento debido al oxígeno del aire, que se ralentiza por el frío. Se disuelven en White spirit
o aguarrás y se utilizan sobre todo en interior.
Pinturas o esmaltes sintéticos, están basadas en resinas sintéticas obtenidas por la
combinación química de aceites secantes o semisecantes con resinas sintéticas, disueltas
en White spirit o aguarrás. Pueden dar un alto grado de brillo que se mantiene durante
bastante tiempo, incluso al exterior, también se obtiene con un aspecto satinado pero es
difícil obtener un acabado mate. Se utilizan sobre todo para acabados de madera o
metal. Se pueden aplicar por toda clase de sistemas: brocha, rodillo, pistola,
inmersión…
Pinturas de clorocaucho, están formuladas a base de un derivado clorado del caucho,
pigmentos de color, cargas, disolvente de tipo aromático, agentes plastificantes y
aditivos. No se puede utilizar disolventes de White spirit o aguarrás que no son lo
suficientemente fuertes para disolverlos. Se pueden fabricar utilizando resinas
alquídicas para obtener mayor brillo y elasticidad, aunque en este caso disminuyen su
resistencia a los agentes químicos.
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Tienen una excelente resistencia al agua y a los agentes químicos, y dan películas
impermeables con buena adherencia a cualquier tipo de superficie. Secan por
evaporación del disolvente, por lo que no resisten salpicaduras o derrames de
disolventes una vez secas.
Es curioso que, resistiendo muy bien el ataque de ácidos o sosa, se reblandecen por
contacto con aceites vegetales y grasas, por lo que no es recomendable su uso en
espacios donde se manejen estos productos.
Se utilizan en acabado de depósitos, sótanos sometidos a humedad, piscinas, ambientes
químicos agresivos.
Normalmente se aplican a brocha o rodillo, se pueden aplicar a pistola, con aire o sin
aire pero es necesario en esos casos utilizar disolventes adecuados para evitar la
formación de hilos.
Pinturas epoxi, es un tipo relativamente reciente que se presenta en dos envases, por
una parte la resina epoxi y por otra el endurecedor o catalizador, los pigmentos suelen
ser dispersados en uno u otro de los componentes. Junto con las pinturas de poliuretano
reúnen una serie de propiedades interesantes en una pintura:
. tienen una gran resistencia química (incluso mayor que las pinturas de clorocaucho),
aunque hay algún compuesto que las ataca, como el ácido acético concentrado.
. adquieren una gran dureza.
. tienen una buena adherencia sobre cemento, se utilizan para morteros y suelos
industriales.
. permiten su mezcla con alquitranes, obteniéndose una pintura resistente al agua y de
gran impermeabilidad.
. tienen una gran resistencia al desgaste.
. tienen una cualidad en cuanto a la facilidad de descontaminación radioactiva que la
hacen aconsejable para instalaciones nucleares y salas de medicina nuclear.
Por otra parte tienen alguna particularidad que hay que conocer:
. requieren una temperatura mínima de unos 10ºC para su curado y endurecimiento.
. la mezcla de los dos componente tiene una vida limitada, variable según tipos y
temperaturas.
Se aplican a brocha o pistola aerográfica preferentemente, aunque se pueden aplicar a
rodillo o pistola sin aire aunque es difícil evitar inclusiones de aire y descolgados.
Pinturas de poliuretano, las hay de dos tipos: de un componente (catalizadas por la
humedad atmosférica) y de dos componentes (las mas usuales a base de una resina
poliéster mezclada en el momento de su uso con un endurecedor/catalizador. Los
endurecedores pueden ser, en general, a su vez de dos tipos: los isocianatos aromáticos
que amarillean y los alifáticos que no amarillean.
Estas pinturas dan películas duras y elásticas, de gran brillo, con gran resistencia a los
productos químicos y a la intemperie. Tienen en general las mismas propiedades que las
pinturas epoxi sin tener el inconveniente de la relativamente alta temperatura mínima de
curado. Su inconveniente principal es su sensibilidad al agua y a los alcoholes, con los
que reaccionan rápidamente formando burbujitas de CO2 o haciendo coagular a la
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pintura. Por ello las superficies deben estar muy secas y no se debe aplicar en tiempo
húmedo, a veces incluso se aplica una base de pintura epoxi y se acaba con pintura de
poliuretano. La vida útil de la mezcla de los dos componentes tiene una duración
limitada (indicada por el fabricante) y un tiempo de reposo después de la mezcla y antes
de la utilización.
Estas pinturas proporcionan los mejores barnices transparentes para parquets y suelos de
madera, por su gran resistencia al roce.
Por su rápido endurecimiento, no se debe dejar pasar más de 48 horas entre capa y capa.
Se aplica generalmente a pistola aerográfica.
Pinturas o lacas nitrocelulósicas, llamadas en general lacas, su componente principal
es la nitrocelulosa (nitrato de celulosa, piroxilita o algodón pólvora) plastificada
adecuadamente para darle flexibilidad. Dan películas duras, tenaces y resistentes al roce.
Secan rápidamente, por simple evaporación de sus disolventes, sin polimerización
posterior con el oxígeno del aire. Por ello se pueden volver a disolver fácilmente en sus
propios disolventes (por ejemplo acetona). Si la humedad ambiental es elevada, al
evaporarse el disolvente se enfría la película de pintura por lo que puede condensar
sobre la superficie algo de la humedad ambiental.
Admiten un pulido al poco tiempo después de ser aplicadas lo que permite acabados
muy lisos y perfectos. Su excesiva dureza y poca elasticidad no la hacen recomendable
para acabado de madera de madera por la repercusión de los posibles cambios
dimensionales.
Se utilizan para acabado de maderas nobles en forma transparente y para superficies
metálicas. Normalmente se aplican a pistola aerográfica.
Pintura de aluminio, se obtiene incorporando pasta de aluminio molida (una
purpurina) a un barniz graso. El aluminio molido forma unas láminas que quedan en la
superficie de la pintura formando una película de aspecto metálico que presenta una
buena resistencia al paso de la humedad y de los rayos ultravioletas, y por lo tanto a la
intemperie. También resiste muy bien las altas temperaturas. Las pinturas de aluminio
normales para exteriores soportan hasta 200 ºC y hay unas especiales “anticalóricas”
que pueden soportar hasta 500 ºC. se suele emplear sobre superficies de acero como
acabado protector y se aplica a brocha, rodillo o pistola.
Pintura martelé, es un tipo de pintura de aluminio que, por adición de una silicona,
presenta un acabado característico como un dibujo irregular. Sus propiedades varían
según el tipo de aglutinante. Normalmente se aplica con pistola sobre superficies
metálicas.
Pinturas de protección contra el fuego, hay tres grupos:
Pintura ignífuga, es una pintura que resiste el fuego sin cambiar de aspecto, inflamarse o
propagarlo.
Pintura sublimante, es una pintura que desprende gases extintores en contacto con el
fuego.
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Pintura intumescente, es una pintura que reacciona con el fuego hinchándose y
formando un colchón entre el soporte y el fuego
Disolventes industriales, los más habituales:
Agua: es muy interesante y apreciada en el mercado por su carácter ecológico, en contra
de la mayoría del resto de los disolventes. Las resinas no suelen disolverse en el agua y
por ello se emulsionan. El inconveniente del uso del agua como diluyente es su facilidad
de congelarse por debajo de 0 ºC y la posibilidad de contener sales disueltas que puedan
afectar a la viscosidad, a la formación de la película, etc.
Aguarrás mineral: es el diluyente más utilizado en las pinturas para construcción. Se
obtiene de la destilación del petróleo, es un hidrocarburo líquido, de evaporación lenta,
con un poder disolvente mediano pero suficiente para las resinas alquídicas, base de los
esmaltes sintéticos, que son los que utilizan este producto.
También se conoce como White spirit, denominación original inglesa.
Hidrocarburos alifáticos: también se obtienen de la destilación del petróleo. Son muy
parecidos en su composición al White spirit aunque más inflamable que él, pero su
velocidad de evaporación es más rápida. Se suelen utilizar para aplicación a pistola y
disminuirla tendencia al chorreo de los esmaltes de capa gruesa.
Hidrocarburos aromáticos: es otro producto de la destilación del petróleo. El apellido
“aromático” es por la clasificación química del producto y no tiene nada que ver con el
posible olor. Tienen mayor poder disolvente que los anteriores y se usan en las pinturas
de clorocaucho. Los más conocidos son el tolueno y el sileno. El tolueno se usa para
aplicaciones a pistola por la rapidez de evaporación. El sileno es mas usado en
aplicaciones a brocha. Ambos son inflamables y tóxicos, por lo que hay que tener en
cuenta la ventilación del local y el uso de medios de protección personal para aplicarlos.
Alcoholes: son productos químicos de bajo poder disolvente y se usan mezclados con
otros. Se usan como diluyente en algunos tintes para madera. El de más rápida
evaporación es el metanol. Otros alcoholes son el etanol y el butanol. Todos son tóxicos
e inflamables.
Acetatos: se obtienen por reacción del ácido acético con los alcoholes. Tienen buen
poder disolvente. Los más utilizados son el acetato de metilo, el de etilo y el de butilo.
Son muy inflamables y de baja toxicidad.
Cetonas: son productos de gran poder disolvente. Se obtienen por procesos químicos
complejos, por tanto son productos caros. El componente más utilizado es la acetona.
Son inflamables y medianamente tóxicos.
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FABRICACIÓN
En general, el proceso de fabricación de una pintura tiene las siguientes etapas:
- recepción y almacenamiento de las materias primas
- mezcla y dispersión inicial, mezclado preliminar de los pigmentos con vehículo
suficiente para, por humectación, conseguir una pasta adecuada para ser dispersada
- dispersión fina o molienda, en un molino adecuado y cuando es necesario, se produce
una fina dispersión de las partículas.
- dilución y completado, se añaden las materias primas que falten (vehículo adicional y
aditivos) para llegar a la composición final de la pintura como producto homogéneo y
con la coloración adecuada. Y finalmente
- filtrado y envasado, se suprimen las partículas en suspensión que no se desean, se
envasa, etiqueta y almacena el producto final.
CONTROL DE CALIDAD
La pintura sin aplicar se define por, entre otras, las siguientes características:
- estabilidad
- viscosidad
- densidad
- ph
- finura de molido
- contenido en sólidos
- rendimiento
- tiempo de secado
- tiempo de repintado
- punto de inflamación
En la pintura aplicada, en función de su uso y exposición, tienen interés, entre
otras, las siguientes:
- adherencia
- dureza
- flexibilidad
- brillo
- poder de cubrición
- color
- resistencia al impacto
- resistencia al rayado (en húmedo y en seco)
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- lavabilidad
- resistencia a la intemperie
- resistencia al calor
- espesor de la película (en húmedo y en seco)
APLICACIONES
El buen resultado de la aplicación de una pintura, con el objeto de obtener las
características y la durabilidad deseada depende del soporte y su estado. Cada soporte
requiere un sistema propio, en una primera aproximación para una primera aplicación,
podemos distinguir entre:
- materiales minerales: piedra, revestimientos de yeso, de cemento, hormigón. Las
superficies deben estar limpias y secas, no deben tener partículas sueltas en la
superficie, moho, eflorescencias o cualquier sustancia que perjudique la adherencia.
Hay que tener en cuenta que el cemento es inicialmente alcalino, por lo que conviene
esperar un tiempo antes de pintar.
- madera: hay que vigilar la humedad y la posibilidad de deformación y, en función del
aspecto que se desee hay sellar nudos y vetas, lijar más o menos y tapar poros, y
- metales: en esta superficie hay que asegurarse de que no existe oxidación o corrosión,
pintar sobre el metal limpio y aplicar el espesor adecuado para el fin que se desee.
PATOLOGÍA
Las lesiones que puede padecer la pintura por sí misma, se pueden agrupar en
cuatro grandes grupos:
- Lesiones físicas, basadas en hechos físicos como suciedad, heladas,
condensaciones. La causa origen suele ser física y la evolución no lleva cambios
químicos
- Lesiones mecánicas, producidas por factores mecánicos en su origen y en su
evolución. Responden a movimientos, tensiones, desgaste…
- Lesiones químicas, el origen suele ser la presencia de sales, ácidos o álcalis que
reaccionan químicamente, y
- Lesiones biológicas, debidas a agentes vivos.
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TIPOS SITUACIONES
LESIONES
FÍSICAS
DEPÓSITOS DE SUCIEDAD
EROSIÓN
ARENIZACIÓN
PÉRDIDA DE COLOR,
AMARILLAMIENTO
PÉRDIDA DE BRILLO
LESIONES
MECÁNICAS
FISURAS Y CUARTEAMIENTOS
DESPRENDIMIENTOS
AMPOLLAS
EXFOLIACIONES
DESCAMACIONES
EROSIÓN MECÁNICA
LESIONES
QUÍMICAS
EFLORESCENCIAS
METALES
OXIDACIÓN
CORROSIÓN
DESLAMINACIÓN
CAMBIOS DE COLOR POR REACCIONES
LESIONES
BIOLÓGICAS ORGANISMOS VIVOS
MICROORGANISMOS
PLANTAS GRANDES
BACTERIAS
INSECTOS