Para una
adecuada elección del producto de acabado a aplicar en cada trabajo, es
necesario un conocimiento profundo de la naturaleza y comportamiento de cada
producto, sus propiedades, limitaciones, forma de reaccionar, etc…
La NITROCELULOSA nació como un medio
para poder manipular y transportar fácilmente el TNT. Químicamente, es el resultado de combinar la celulosa con
el tolueno nitrado, por lo que en sus orígenes se le conoció como algodón
pólvora, y de ahí la fama de producto altamente peligroso que tiene.
La
nitrocelulosa se presenta para su formulación en la industria de barnices bien
humectada, con un alcohol (normalmente isopropanol), o con un plastificante. El
motivo es dar más seguridad en el transporte y manipulación, y facilitar la
disolución posterior sin que los productos que la acompañan perjudiquen las
formulaciones.
Una vez en
las fábricas la precaución básica es diluirla con los disolventes adecuados
(acetatos y cetonas), formando soluciones que luego servirán de base en el
producto final.
Pero la
nitrocelulosa diluida no puede servir directamente como barniz, sería
excesivamente rígido y quebradizo, por lo tanto le adicionamos una serie de
productos que modifican su comportamiento, entre los cuales están
plastificantes (resinas o polímeros) disolventes, agentes de lijado, etc…
La mayor
importancia en los productos nitrocelulósicos estriba en la adecuada
plastificación (sin excesos que lo dejarían muy blando, ni defectos que lo
cuartearían), y la correcta evaporación de disolventes. Este último extremo es
de suma importancia, debido a que el endurecimiento de estos productos se
produce por simple secado, la tendencia a secar en la superficie de contacto
con el aire es muy alto, con lo que se cierra la salida de los disolventes
dejando los más lentos ocluidos, y una película aparentemente seca, pero con el
tiempo esos disolventes tienden a emigrar y provocar grietas en la superficie.
Producto en la fórmula Fondos Acabados
Nitrocelulosa 5
a 6 % 5
a 6%
Resina alquídica 25
a 30% 20 a
30%
Plastificante 2
a 3% 2
a 3%
Estearato de zinc 3
a 4 % ----------
Ceras y matizantes ------- 1 a 3%
Aditivos de superficie ------- 1 a 2 %
Disolventes (mezcla) 65
a 57% 71 a
56%
Contenido en sólidos 23
a 30% 20 a
29%
Las cualidades de los productos
nitrocelulósicos más apreciadas son su rapidez de secado y lijado, su
simplicidad de trabajo (al ser monocomponentes) y el tacto agradable que suelen
tener sus acabados al ser similar y cálido como la madera.
Por el contrario, sus defectos están
en la poca resistencia química frente a los agentes domésticos, su nula
resistencia al exterior, su tendencia al amarilleo y cambio de color, no poder
dar capas gruesas ni exceso de capas aunque sean finas (para tapar el poro)
porque a la larga agrietarían, y el escaso contenido en sólidos.
También son los productos más
sensibles a la humedad en la aplicación, precisando de elementos correctores
durante la misma con frecuencia (disolventes antivelos), lo que complica la
aparente simplicidad de uso.
Los productos nitrocelulósicos han
reducido su importancia cuantitativa en el acabado del mueble, pero han
encontrado un cambio de utilidad en estos momentos como capas finales de
muebles de alta calidad (en especial mueble de estilo) por su agradable tacto,
en muebles de estilo rústico por su escaso contenido en sólidos y sensación de
madera, así como en el mueble ecológico y elementos de madera en contacto con
alimentos o juguetes, por su nula toxicidad una vez secos( siempre que se cuide
la formulación para estos fines).
También se utiliza en trabajos de obras por
no precisar mezclas ni tener un pot.life limitado, y en trabajos de bricolage
por su simplicidad. Su porcentaje de participación sobre el total de los
barnices está en torno al 6 a 9% y es difícil que continúe bajando, salvo que
los productos al agua, que serán sus principales competidores, se introduzcan
rápidamente.
POLIURETANO
Para la
madera de forma importante se emplearon en época relativamente reciente (En
España entraron sobre 1969-70) y al principio competían con poliesteres,
nitrocelulosas y endurecibles al ácido. En sus comienzos no parecía que iban a
sobresalir, sino más bien al contrario que serían dominados por las
endurecibles al ácido, que sobre el papel ofrecían mejores prestaciones. Pero
el paso del tiempo impuso la ventaja
indiscutible del poliuretano, que no es otra que su capacidad para endurecer
con total independencia de las condiciones externas. Es decir, su reacción no
se ve afectada por el frío, el calor no la presión, y tan sólo la humedad puede
afectar en algún caso, siendo beneficiosa incluso en otros en que actúa como un
componente más de la reacción.
Su
desarrollo ha sido importante en los treinta años que tiene de vida comercial,
tanto que ha pasado a ser el 60% del
mercado de barnices, cuadruplicando al mayor de los restantes sistemas. Tan
sólo el empuje de los ultravioleta por su rapidez y los sistemas ecológicos
representan una amenaza para ésta familia de ligantes.
Y hablamos
de familia de ligantes porque el poliuretano no puede considerarse un grupo
aislado o una resina unitaria, es en la actualidad una nomenclatura genérica de
un sistema en el que participan gran cantidad de productos diversos. Por lo
tanto se establece una primera clasificación atendiendo a su forma de reacción:
-
Poliuretanos de
un solo componente, que secan por la humedad del ambiente y los hay puros o
combinados con otras resinas, en general sintéticas o gliceroftálicas.
-
Existen algunos
que secan mediante acción de las ultravioletas, que luego veremos más adelante.
-
Poliuretano de
dos componentes, secan mediante la reacción de una resina con grupos hidrófilos,
en su molécula (OH) con un polímero de isocianato.
A las resinas que constituyen la
parte fundamental de cada componente de poliuretano les acompañan en la
formulación los disolventes que sirven de vehículo, aditivos que modifican o
mejoran alguna de las prestaciones y a veces otras resinas o ligantes que les
dan unas propiedades determinadas. Las fórmulas tipo de fondos y acabados son:
Fondos:
-
resinas
(alquídica, poliéster o acrílica)
-
Ligante de
secado físico (puede o no llevarlo y ser nitrocelulosa u otro)
-
Estearato de
Zinc (agente de lijado)
-
Disolvente (esteres,
cetonas e hidrocarburos)
-
Excepcionalmente
pueden llevar aditivos antiespumantes o nivelantes, y a veces cargas que
reducen el precio y mejoran el lijado, aunque pierde transparencia.
Los acabados tienen formulación semejante, a excepción del estearato de
zinc, que se sustituye por ceras y sílices para bajar el brillo y los aditivos
de extensibilidad, antiespumantes e incluso que mejoran el tacto. Estos últimos
suelen ser siliconas que pueden perjudicar el repintado o reparación de las
piezas, cosa que hay que tener en cuenta cuando se trate de volver a barnizar
piezas acabadas.
El acabado
es más frecuente que lleve ligante de secado físico, en la formuación, y dentro
de éstos la nitrocelulosa es la preferida por su mejora del secado, la
extensibilidad y sobre todo el tacto tan natural que le confiere. Cierto es que
no pueden llevarla los poliuretanos acrílicos cuando queramos que sean no
amarilleantes, porque la nitrocelulosa amarillea.
La formulación tipo
del endurecedor es:
-
Poliisocianato,
puede ser aromático o alifático y lento o rápido.
-
Disolvente
(mezcla de esterea cetonas e hidrocarburos).
El contenido en sólidos de la
mezcla de un poliuretano incoloro no es fácil que supere el 42% a su viscosidad
de aplicación, siendo lo normal en fondos que oscile entre el 32% al 42% y en
acabados del 32% al 38%. Los acrílicos oscilan entre el 22 al 28%. En el primer
componente o parte A, suele ser superior, y el endurecedor ha de tener mínimo
de sólidos en torno al 27-28% para que sea estable en el almacenaje.
Al
trabajar con poliuretano hemos de conocer una serie de premisas que nos
servirán para elegir cuál de los muchos tipos que hay en el mercado se ajustará
más a nuestras necesidades de acabado del mueble. A grandes rasgos serán:
-
Si queremos utilizar un producto monocomponente debemos
abrir el bote necesario para el trabajo del día. Los envases una vez
abiertos no pueden volver a almacenarse, el contacto con el oxígeno del aire
los estropea.
-
Los monocomponentes son muy prácticos para ser
trabajados en atmósferas húmedas y dan una gran resistencia química y mecánica,
pero admiten mal las radiaciones solares, por lo que los debemos descartar para
los trabajos de exterior a menos que sean en ambientes muy húmedos (un
ejemplo claro de utilización al exterior son los timones y quillas de barcos
que se hacen con madera)
-
Los fondos de poliuretano de dos componentes no
acrílicos, tienen un tiempo de vida limitado a 4 o 6 horas de trabajo. Para
conseguir mayor pot-life se recurre a modificarlos con nitrocelulosa, lo que
les alarga la vida, mejora el lijado, pero pierden capacidad de relleno y sobre
todo repintado. El acabado final nunca será tan terso como con un poliuretano
puro.
-
Los fondos de poliuretano de dos componentes puros,
suelen presentar problemas cuando se dan capas gruesas. El gramaje
aconsejado nunca será superior a 180gr. Por metro cuadrado, debido al
desprendimiento de CO2 de la reacción de los componentes. Este fenómeno se da
en todos los poliuretanos, pero es más notable en fondos, primero porque tienen
más sólidos y segundo porque se les suele aplicar más capa. También se presenta
más en atmósferas cálidas y secas debido a que estas condiciones favorecen el
secado rápido de la capa superficial dificultando la salida de los gases. Es un
fenómeno muy peculiar y conocido al que se le da el nombre de piojillo o gaseo,
y se manifiesta en forma de nube blanquecina que al mirarla con microscopio o
lupa se aprecian las burbujas de gas ocluidas en la capa del revestimiento. Es
obvio que siempre se manifiesta más en los lugares de mayor carga, descuelgues,
bordes…
-
Por cuestiones de mojabilidad y los problemas
anteriormente citados, nunca daremos una capa de producto encima de otra que no
está completamente seca. Si el espacio de tiempo transcurrido entre capas
es superior a las 24 horas debemos lijar la capa seca antes de aplicar la
nueva. No hacerlo expone a tener problemas de adherencia, excepto cuando el
producto tiene poca reticulación, que es removido por los disolventes de la
capa nueva que aplicamos. Por precaución, siempre se debe lijar entre manos.
-
El poliuretano basándose en poliéster saturado suele
emplearse en imprimaciones o fondos sellantes, también conocidos como puentes o
vulgarmente como 1 a 1, esto último debido a que requieren tanta cantidad de
isocianato que la relación de mezcla es a partes iguales. Son productos con
gran resistencia química y por lo tanto el lijado entre capas es más necesario,
si bien es siempre más difícil.
-
Cuando un poliuretano es más puro siempre es más
frío o con sensación de plástico, esto es muy importante en las
terminaciones porque la sensación de calidez se suele buscar en el mueble.
-
Un problema
que acusan muchas formulaciones del poliuretano es el ligero velo azulado, muy
notable e importante cuando teñimos con colores oscuros, y queremos tapar el
poro de la madera. Este se debe a varios factores, como las cargas, calidad
de los agentes de lijado, tipos y calidad de los aditivos, tipos y calidad de
las resinas, pero sobre todo a una mala adecuación de los isocianatos del
endurecedor con la resina del primer componente o a un exceso de endurecedor.
Cuando se trabaja con la variedad de resinas que hoy día tenemos en
poliuretano, hay que conocer muy bien las limitaciones y necesidades de las
mismas para saber hasta donde llegar, y por parte del aplicador respetar las
proporciones de mezcla y la calidad de los disolventes que adiciona.
-
La utilización del poliuretano acrílico está
encaminada fundamentalmente a la obtención de recubrimientos no amarilleantes
en acabados a poro abierto. No obstante también pueden utilizarse por su
gran resistencia a las grasas, su grado de mate, poco contenido en sólidos,
etc.. Y en ese caso si no importa el amarilleamiento se le adiciona un
endurecedor con isocianato aromático. Es factible hacerlo aunque es poco
recomendable.
-
El poliuretano acrílico tiene un tiempo de vida
superior al resto, y es difícil conseguir brillos elevados con éste tipo de
resinas. Son pulibles a las 72 horas aunque nunca llagan a dar altos brillos.
-
Una precaución importante con el poliuretano sea cual
sea su naturaleza es que si queremos que un sistema no amarillee, hay que
dar cada capa de producto cuando la anterior está con su proceso de
endurecimiento avanzado, e incluso mejor terminado. Esto referido al mundo
del trabajo normal, es no dar manos de producto sobre otra, con menos de 24
horas de intervalo de tiempo. Si no se respeta esta norma el amarilleamiento
del barniz se puede producir y de forma totalmente imprevisible.
-
Productos de
secado físico y químico
-
Conocimiento e
importancia de productos auxiliares
En una parte de la fabricación
del mueble tan importante para el producto final como es el acabado del mismo y
teniendo en cuenta los múltiples factores que afectan a sus procesos, es una
condición imprescindible para el logro del objetivo final, tener un
conocimiento amplio de la composición de los productos, modo de funcionamiento,
reacciones, formas de manejo, etc..
El
conocimiento de todo ese complejo sistema nos dará una seguridad a la hora de
elaborar un acabado y sobre todo nos situará en disposición de conseguir la
auténtica meta que pretendemos y que no es otra que la elección acertada de
cada producto en función del tipo de mueble, uso al que se destina y medios de
los que disponemos.
Los productos químicos tienen unas
formas de comportamiento siguiendo unos parámetros determinados.
Ese
comportamiento se denomina Quimismo,
y lo podemos definir como las leyes que cumplen los productos en sus reacciones
químicas para conseguir su estado de equilibrio.
Dicho de
otro modo, y tomando como ejemplo el cuerpo humano, el quimismo es similar al
intercambio de oxígeno en los órganos vitales. El oxígeno entra en el organismo
en forma de gas, se une con la sangre en los pulmones, el corazón bombea esa
sangre a todos los órganos, donde se descarga el oxígeno y regresa de nuevo a
los pulmones para reiniciar el ciclo.
De la misma
manera, un barniz de acabado se impulsa sobre una pieza y allí inicia un
proceso que varía según la naturaleza del producto y condiciones, pero que no
es más que el cumplimiento de una serie de principios hasta que se convierte en
un sólido que aporta al mueble las condiciones requeridas.
1.- Productos de
secado Físico
1-1.- Rígidos: base
disolvente (Nitrocelulosa y goma laca)
Base agua (acrílicos)
1-2.- Flexibles:
Sintéticos (diluibles con aguarrás)
Clorocauchos (de menor uso)
2.- Productos de
secado por reacción química:
2-1.- Catalizados químicamente:
Poliuretano, Endurecidos por ácido y Poliéster Redox.
2-2.- Catalizados por
otros medios: Temperatura, infrarrojos, Ultravioletas, Microondas e Iones.
Los dos
últimos son claramente testimoniales, al existir muy pocas instalaciones que
utilicen dichos medios de secado, pero deben figurar como constancia de su
existencia y posibilidad de desarrollo futuro.
PRODUCTOS DE SECADO
FISICO
Se denominan de esto modo aquellos
productos cuyo paso de estado líquido a sólido se realiza mediante la evaporación
del solvente que les sirve de vehículo.
En
condiciones de elevada temperatura o baja humedad relativa, el secado será más
rápido, y a la inversa cuando la temperatura sea inferior o la humedad del
ambiente alta.
Dentro de los productos de secado físico
separamos dos grupos: los rígidos y los flexibles.
Los rígidos son aquellos que al evaporar el
solvente que sirve de vehículo presentan una gran cohesión, resultando una
estructura cristalina, y por lo tanto frágil. El solvente puede ser orgánico,
lo que vulgarmente llamamos disolvente, aunque el disolvente puede ser casi
cualquier mineral o simplemente acuoso.
Los flexibles se diferencian de los
anteriores en que la película sólida resultante tiene una elasticidad que
permite absorber movimientos del soporte o pequeños impactos.
PRODUCTOS DE SECADO
POR REACCION QUIMICA
Denominamos así a aquellos productos cuyo
secado y endurecimiento se realiza por la presencia y acción de un elemento
externo que puede ser otro producto químico o de un fenómeno físico.
Aquí se
debe insistir en la diferencia del concepto de secado y endurecimiento. De
forma coloquial ambos conceptos se unen en un proceso de aplicación de un
acabado, pero en realidad son dos fenómenos muy diferenciados.
El secado es la simple evaporación
del solvente que sirve de vehículo a las resinas para su aplicación, de forma
similar a los materiales del secado físico.
El endurecimiento es una fase por la
cual los productos reaccionan entre sí dando lugar a moléculas finales más
grandes y complejas. Tenemos por lo tanto en los productos de reacción, dos fases
diferenciadas: la de secado o evaporación y la de reacción propiamente dicha.
CONOCIMIENTO E IMPORTANCIA
DE LOS PRODUCTOS AUXILIARES
Hasta ahora
hemos considerado los productos de acabado como si estuvieran formados por un
único componente que les presta todas las propiedades.
Realmente
esto no es así. Los materiales de acabado son mezclas de elementos químicos,
puros o combinados entre ellos.
Siempre hay
un elemento o compuesto dominante que es el que le da las propiedades básicas,
y es acompañado por una mezcla de disolventes que sirven de vehículo, y unos
auxiliares que mejoran o modifican su comportamiento.
Estos auxiliares son:
-
Agentes de
lijado: Normalmente estearato de zinc, que facilita la entrada y el
deslizamiento del abrasivo.
También se pueden utilizar ceras
y algún mineral como el talco o el caolín, en función de las propiedades
finales que deseamos obtener. Hay que conocer que el estearato de zinc es fruto
de una reacción química entre un aceite y un metal, y que puede estar no
terminada, quedando ácido libre presente, o ser invertida descomponiendo el
producto, perjudicando el acabado.
-
Cargas.
Aparte del Zinc o el caolín, existen otras como el carbonato cálcico, el
sulfato cálcico, que junto a los anteriores se emplean para disminuir la
cantidad de resinas en el producto sin rebajar el contenido en sólidos del
mismo.
Se trata de abaratar el acabado
sin perjudicar la capacidad de relleno. Esto es algo posible en muchos casos y
en otros incluso favorece el comportamiento del material, pero también se da
con frecuencia como engaño.
-
Agentes de
matizado: suelen ser ceras de polietileno o de polipropileno y sílice. Su
misión es situar el nivel de brillo del producto dentro de los límites que
deseamos. De forma secundaria podemos obtener a veces mejoras en el tacto,
deslizamiento, evitar que las piezas se adhieran en el apilado, etc…
-
Aditivos:
que pueden ser antiespumantes, para evitar las burbujas de aire que se provocan
en el manejo de los productos por agitación, turbulencias de los equipos, y
para facilitar la salida de aire contenido en el poro de la madera. También hay
aditivos que mejoran la extensibilidad de los productos, la humectación de los
pigmentos y las cargas, el tacto, el filtrado de la luz evitando el cambio de
color de la madera, etc…
-
Disolventes:
que más que unos auxiliares son básicos en la formulación, pero al ser unos
elementos que evaporan no son considerados como tales. Los disolventes son los
vehículos, y tal es su función. Para valorarla adecuadamente hemos de pensar
que si unas buenas comunicaciones, un buen sistema de transporte, da riqueza y
comodidad a los países, empresas y personas, un buen vehículo de transmisión de
la resina a la pieza mejorará el trabajo y el resultado final.
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