Ya hemos visto en artículos anteriores los esmaltes de secado aire por evaporación
Pasemos al 2º grupo de nuestra clasificación, constituido básicamente por resinas de secado por polimerización, bien sea al aire o al horno.
Esmaltes a base de Resinas de epikote
Estas resinas reactivas que polimerizan fundamentalmente por condensación y poliadicción, se han desarrollado al amparo de la industria del petróleo, partiendo de dos productos derivados del mismo, como son la epoclorhidrina y el difenol propano en proporciones variables.
Pueden diferenciarse tres tipos
- Grupos éteres no reactivos.
- Grupos hidroxilo reactivos esterificables
- Grupo epoxi reactivos en los terminales de la cadena
El equivalente epoxi, punto de fusión y viscosidad fijan perfectamente el tipo de reactividad de esta resina.
Por su precio las resinas epoxi son, hoy por hoy, componentes caros en esmaltes e imprimaciones, solo en aquellos casos donde la calidad o finalidad determinada lo requieren, son empleadas.
Estas resinas epoxi necesitan para su endurecimiento de la colaboración de otros factores como son:
- Compuestos poliamínicos o poliamidicos que se reaccionan con resinas epoxi a temperatura ambiente.
- Resinas de Urea o melanina para combinaciones de secado a estufa.
- Las resinas epoxi esterificadas con ácidos grasos para secado al aire o estufa.
El primer grupo da origen a esmaltes o imprimaciones de dos componentes por separado, que al mezclarse endurecen en un mayor o menor tiempo, según la elección de estos componentes. Estos esmaltes son duros, flexible con gran brillo y resistencia química.
El segundo grupo, es decir, la combinación de resinas epoxi con la urea o melanina proporcionan productos en un solo componente reactivo solamente a temperaturas elevadas.
Los productos de este tipo son empleados en imprimaciones y esmaltes de alta resistencia química para el pintado de aparatos electrodomésticos, clínicos maquinaria industrial etc. En la industria de automóvil se emplea principalmente en imprimaciones.
El tercer grupo o sea los esteres de epikote se emplean por su magnificas propiedades de adherencia y flexibilidad en imprimaciones.
Resinas poliéster no saturadas
Este tipo de resinas no tienen aplicación en la fabricación de esmaltes de carrocería
El secado de este tipo de resinas tienen lugar por oxidación de los dobles enlaces, pero esta oxidación transcurre muy lentamente siendo necesario emplear catalizador para acortar este tiempo.
Los catalizadores mas utilizados son compuestos peróxidos, que al descomponerse reaccionan con los dobles enlaces polimerizando la película de barniz o de pintura. En este tipo de pinturas se emplean también agentes acelerantes de secado; estos acelerantes son sales metálicas que ayudan a descomponer los compuestos peroxidicos. Indudablemente la reacción de polimerización de una resina poliéster es acelerada por la temperatura que esta acelera la descomposición del peróxido y por lo tanto la reacción será mas rápida, las propiedades mas características de este tipo de pinturas son:
- Excelente adherencia, que permite el empleo sobre plástico, madera o metal
- Debido a que está exento de disolventes, tiene un alto extracto seco lo que permite dejar altos espesores recubriendo bien los defectos y poros.
- Se emplea fundamentalmente en la industria de la madera como barnices protectores y también en carrocerías como aparejos o plastes.
Resinas de poliuretano
Las pinturas a base de resinas de poliuretano han venido a cubrir un gran campo que abarca esmaltes para el pintado de gomas completamente elástico, hasta el pintado de hornos y calderas sometidos a condiciones de temperaturas, condensaciones y vapores nocivos, con resultados que podemos clasificar de extraordinarios.
Se trata de pinturas de dos componentes y se basan en la adicción de un poliisocionato y un compuesto poli-hidroxilado , es decir:
Las propiedades más esenciales de estos productos son:
- Buena adherencia sobre metales, madera, plásticos, cuero, etc.
- Son duros y elásticos, pudiendo acoplar ésta característica modificado los compuestos que entran en su composición.
- Excepcional resistencia a la abrasión utilizándose en barnizado de parket
- Aislantes eléctricos
- Buena resistencia química
- Muy buena resistencia a hidrocarburos, aromáticos, alifáticos y disolventes clorados.
Como se puede apreciar las características de estos compuestos permiten la utilización en numerosas industrias como:
- Muebles de madera, parket, barcos de madera, etc.
- Protección de cisternas par agua, vino, disolventes
- Pintado de cuero y plástico
- Industria eléctrica, protección de cobre, barnices aislantes etc.
A la extraordinaria calidad de estos compuestos hay que hacer dos objeciones: por el momento su elevado precio y su sensibilidad a la humedad durante su aplicación y secado, que obligan a que esta sea sumamente cuidadosa.
Pinturas con base de resinas alcidicas y alquídicas
Resinas gliceroftálicas
La denominación de gliceroftálicas o alcidicas representa un grupo de resinas sintéticas que son esteres polimerizados con ácidos grasos.
Este tipo de resinas se fue empezando a estudiar hacia 1847, pero la aparición en el mercado de las primeras pinturas sintéticas que secaban al aire y temperatura ambiente tiene lugar hacia 1929. Este tipo de pinturas fueros desplazando rápidamente a las pinturas nitrocelulosas principalmente debido a su rápido secado, resistencia a la intemperie y solidez de sus colores, posibilidad de poder aplicarse a brocha y pistola, uso de disolventes baratos, insolubilidad de la película seca.
Hacia final de los 40 y comienzo de los 50, tiene lugar una nueva evolución de las resinas alcídicas con aparición de nuevos tipos que secan mediante calor en un proceso de polimerización que tiene lugar en un horno. Con estas resinas se acorta el tiempo de secado de las alcídicas de secado al aire, siendo hoy el proceso usual de secado en las fábricas de automóviles.
Según esto, hemos de distinguir en las resinas alcídicas dos tipos fundamentales:
- Resinas secado aire
- Resinas al horno
Según su contenido en aceite, las resinas alcidicas pueden dividirse en :
- Tipos muy corto por debajo del 40%
- Tipo corto entre el 40 y 50%
- Tipo medio entre el 50 y 60%
- Tipo graso entre el 60 y 70 %
Las muy cortas y cortas se señalan exactamente para el pintado al horno, puesto que estos productos se consiguen un óptimo en dureza elasticidad y adherencia teniendo además la ventaja de un menor amarilleamiento.
Los esmaltes de secado al aire se basan principalmente en el empleo de resinas de tipo medio y grasos. Las resinas de tipo medio a base de aceites no secantes, están especialmente señaladas para la fabricación de esmaltes de nitrocelulosa.
Para exteriores de fuertes exigencias y para pinturas de protección se señalan los tipo graso.
las resinas alcídicas con mas de 75% de aceite no las de señalarse como alquídicas puras y caen mas dentro del campo de aceites alquídicos.
Las propiedades que se derivan de estas diferencias en la longitud del aceite son:
Flexibilidad
Aumenta al incrementarse la longitud del aceite.
Secado
Las largas y medias en aceite se emplean normalmente para esmaltes de secado al aire con ayuda de catalizadores y secantes, las resinas cortas se emplean normalmente como resinas de secado al horno con ayuda de endurecedores para su polimerización en estufa.
Dureza
La temperatura acelera en las resinas modificadas con aceites no secantes en el proceso físico y oxidativo. Además se efectúa una solidificación de la película obteniéndose una buena dureza superficial al mismo tiempo que una buena elasticidad
Las resinas de secado horno muestran una buena admisión de disolventes, resultando películas con buen brillo y buen relleno. Para el empleo de estas resinas de secado al horno hace falta de endurecedores que en general son otro tipo de resinas conocidas como de urea o melanina.
Los productos de condensación obtenidos en la combinación de alquidicas y resinas de melanina o urea, son de estructura química muy complicada pudiendo decirse de una manera sencilla que existe la formación de los que en química se llama “ puente éter”
Los aceites empleados en la modificación de las resinas alquidicas confieren a estas el carácter de secado al aire o al horno. Fundamental para la constitución de resinas alquídicas de secado al aire, es que los aceites empleados tengan dobles enlaces conjugados para que tenga lugar el proceso de oxidación mediante los catalizadores a base de naftenatos y octoatos de Cobalto, Manganeso y Plomo principalmente.
Ente los aceites empleados para la fabricación de resinas alcidicas de secado aire , se encuentran los de madera , linaza ricino, soja, cacahuete. etc.
En las resinas de secado horno los aceites empleados no han de tener el mismo carácter que los empleados en los secados al aire, ya que el proceso de polimerización no tiene lugar por un proceso de oxidación, sino por una reacción química con el endurecedor que en este caso son las resinas de melanina o urea como catalizador la temperatura.
En este tipo de resinas se emplean principalmente aceites de ricino deshidratado de coco, del algodón, pelargónicos, etc.
En todos estos tipos de resinas alquidicas hay que tener en cuenta que cada aceite confiere un carácter especial a la resina o esmalte hecho con ella y que existen aceites amarilleantes y no amarilleantes o de coco que no amarillea nada.
Así pues en la fabricación de esmaltes de secado al horno ha de escogerse cuidadosamente el tipo de resina a emplear así como los pigmentos ya que esto depende la solidez a la intemperie, retención de brillo, resistencia mecánicas, flexibilidad, dureza etc. A ésta calidad del esmalte ha de juntarse además una buena aplicación que como ya se ha dicho, depende en gran parte de los disolventes empleados.
Indudablemente en la industria, debe existir una estrecha colaboración entre el fabricante de pinturas y aquella, para la elección de los tipos mas convenientes a su mercado y a sus condiciones de trabajo, debido a las diferencias de instalaciones y a las particulares condiciones de las mismas.
Resinas acrílicas
Los esmaltes fabricados a base de resinas acrílicas contienen como vehículo esencial poliacrilatos. Estos son productos de polimerización del acido acrílico o ácido metacrílico o sus derivados. De importancia técnica para la fabricación de esmaltes son ente todo los poliacrilatos que contienen grupos metil , etil, o butil. La longitud de cadena de los grupos ester y el peso molecular, esto es el grado de polimerización , determinan las propiedades de la resina.
Las resinas acrílicas pueden dividirse en dos grupos
- Resinas acrílicas termoplásticas
- Resinas acrílicas termoendurecibles.
Las resinas acrílicas termoplásticas tienen secado físico o sea, por evaporación de disolventes y la película queda termoplástica, esto es, por la influencia de temperaturas altas la película se vuelve blanda. En general no se usan como vehiculo sino como plastificante interno, por ejemplo para nitrocelulosa, PVC etc.
Pueden ensancharse el campo de aplicación de estas resinas por combinación con otros vehículos. Como componentes para estos tipos de resinas pueden nombrarse por ejemplo: nitrocelulosas , clorocauchos, resinas alquídicas, etc. Las combinaciones con nitrocelulosa se señalan especialmente para la fabricación de esmaltes para automóviles y aviones. Las combinaciones con alquídicas y melamina conducen a esmaltes de secado horno no amarilleantes y resistentes a detergentes.
El desarrollo de las resinas acrílicas condujo a las resinas termoendurecibles de secado horno y usadas principalmente en la industria del automóvil. Estas contienen en su molécula los llamados grupos funcionales que en unión de otro componente y bajo determinadas condiciones de temperatura reaccionan químicamente, efectuándose una reticulación que conduce a una película dura.
Las películas así obtenidas no solamente son muy duras, resistentes al rayado y pulibles sino también elásticas. Su resistencia al vapor de agua, así como su solidez a la luz y resistencia al sobre estufado son excelentes.