Aplicación en la pintura industrial

En entornos industriales, donde el desgaste diario de las superficies y la exposición a agentes físicos y químicos es mayor, una elección adecuada de pintura y recubrimientos industriales es un aspecto crítico a la hora de realizar un trabajo de pintado o repintado que ofrezca un óptimo acabado, resistencia y duración en el tiempo.

A la hora de elegir un tipo de pintura industrial u otro, son muchos los condicionantes que debemos de tener en cuenta. Por ello, en este contenido nos centraremos en aportar una información de valor al cliente industrial en su proceso de decisión.

Conocer los tipos de pintura industrial que existen, sus características y modos de aplicación nos servirá para detectar posibles problemas y orientar mejor las necesidades de aplicación.

¿Qué es la pintura industrial?

Técnicamente, podemos decir que la pintura industrial es un producto que, presentado en forma líquida, pastosa o en polvo, y aplicada por el procedimiento adecuado sobre una superficie, se transformará mediante un proceso de curado en una película sólida, plástica y adherente que protege y/o decora de forma simultánea.

Qué es la pintura industrial y tipos

Centrándonos en el ámbito industrial, podemos definir como recubrimiento industrial a los productos que intervienen en los procesos de pintado, conservación y mantenimiento de estructuras, maquinaria, bienes de consumo así como cualquier producto asociado a un determinado sector industrial.

Finalidad de la pintura industrial

La pintura industrial tiene dos objetivos principales: 

  • Por un lado, proteger los diferentes soportes de las agresiones a las que puedan ser sometidos, tanto físicas (impactos) como químicas y ambientales (corrosión, climatología, etc). 
  • Por otro lado, conferir a la pieza un mejor aspecto estético con el fin de obtener un acabado óptimo, llegando incluso a incrementar su valor añadido.

Siendo este último punto algo más subjetivo y difícil de valorar, nos centraremos en la información de un sistema de pintado que nos garantice un excelente rendimiento en función del medio al que vaya a estar expuesto.

URSKI-SYSTEM Fábrica de pinturas

Para cumplir con estos objetivos, la pintura industrial se compone básicamente de los siguientes elementos:

Elementos que componen la pintura industrial

Pigmentos

Su función consiste primordialmente en conferir color y opacidad a la capa de pintura. Son generalmente sustancias sólidas en forma de polvo de muy fina granulometría que por un procedimiento adecuado de molturación en la presencia del ligante, se desagregan en partículas elementales para obtener el máximo rendimiento colorístico.

Podemos clasificar los diferentes pigmentos en:

  • Pigmentos cubrientes: son los más ampliamente utilizados. Confieren opacidad a la pintura por el efecto combinado de su índice de refracción respecto al ligante, granulometría y fenómenos de reflexión de la luz que incide sobre la capa de pintura.
  • Pigmentos anticorrosivos: utilizados en las imprimaciones o primeras capas de contacto directo con el acero, evitan e inhiben la corrosión mediante la pasivación anódica o catódica de la corriente electroquímica producida sobre la superficie metálica.
  • Pigmentos extendedores o cargas: no poseen opacidad y apenas influyen en el color de las pinturas por su bajo índice de refracción. Generalmente se utilizan en las imprimaciones y capas de fondo para conseguir películas mates o satinadas y para ejercer un papel de relleno en la capa de pintura. Ejemplos: carbonato cálcico, talco, mica, caolín, etc.
  • Pigmentos especiales: algunos pigmentos utilizados en los recubrimientos industriales que no se pueden clasificar en las anteriores categorías por su especificidad, serían:
    • Pigmentos metálicos.
    • Pigmentos nacarantes.
    • Pigmentos intumescentes.
    • Pigmentos tóxicos.

Ligantes

Es el componente básico de la pintura a la que confiere la posibilidad de formar una película adherente después de que la pintura se haya secado. De los ligantes dependen las propiedades mecánicas y químicas de la pintura, y por tanto, su capacidad protectora.

Resina y ligante para pintura industrial

Técnicamente son polímeros de peso molecular bajo o medio, que por acción del oxígeno del aire, del calor, etc., aumentan su grado de polimerización hasta transformarse en sólidos más o menos plásticos e insolubles. Algunos ejemplos de ligantes:

  • Resinas alquídicas.
  • Resinas acrílicas.
  • Resinas vinílicas.
  • Resinas epoxi.
  • Resinas de poliéster.
  • Resinas poliuretánicas.
  • Resinas celulósicas.
  • Resinas de caucho clorado.
  • Etc.

Disolventes

La misión de los disolventes consiste básicamente en permitir la aplicación de la pintura por el procedimiento elegido, confiriéndole una consistencia apropiada ya que en general una pintura sin disolvente, sólo a base de pigmento y ligante, tendría una viscosidad muy elevada.

Otra de sus misiones es la de facilitar la fabricación de la pintura y mantener su estabilidad en el envase.

La boratorio de fabricación de pintura

Normalmente se emplean varios tipos de disolventes en una misma pintura con el fin de regular el poder de disolución, facilidad de aplicación, nivelación, etc. Algunos ejemplos: hidrocarburos alifáticos, hidrocarburos aromáticos, alcoholes, clorados. cetonas, etc.

Aditivos

Son productos químicos de acción específica que se añaden en pequeñas proporciones  a los componentes principales de la pintura para conseguir diferentes objetivos como la mejora de calidad del producto, producir efectos especiales, acelerar el endurecimiento, conferir tixotropía, matizar, etc.

Ejemplos de aditivos en pintura: humectantes, espesantes, mateantes, secantes, fungicidas, plastificantes, etc.

Características de la pintura industrial

Cualquier tipo de pintura, independientemente de su composición, aplicación o función a realizar, puede quedar definida por una serie de características medibles que sirven para su control, tanto por el fabricante como por el usuario y para conocer si el producto se encuentra en condiciones y cumple con lo especificado.

Dentro de los recubrimientos industriales, estas características podemos dividirlas según el estado en que se encuentre la pintura: pintura líquida o pintura seca.

Propiedades de la pintura líquida

Pruebas de pintura industrial

Entre las principales características medibles de la pintura líquida destacan:

  • Estabilidad: la pintura debe presentar en su envase un aspecto de uniformidad, sin grumos.
  • Viscosidad: es una de las características más visibles en la pintura y afecta a su estabilidad y aplicación. Nos indica la consistencia del producto. La temperatura ambiente influye en la viscosidad de la pintura.
  • Peso específico o densidad: indica el peso de la unidad en volumen. Es un dato importante a tener en cuenta ya que sirve para calcular los rendimientos. Un peso específico alto dará lugar a rendimientos bajos.
  • Finura de molienda: una buena dispersión del pigmento y el ligante asegura la calidad de la pintura y permite aprovechar al máximo el poder colorante de los pigmentos, mejorando la aplicación y nivelación de la pintura. En la aplicación a pistola es un factor a tener en cuenta al estar condicionada la finura de la pintura por el diámetro de la boquilla.
  • Contenido de sólidos en peso o volumen: es el porcentaje sobre el total de pintura de pigmento y ligante. Es un aspecto que influye en el costo y la calidad de la pintura.
  • Vida del producto: en pinturas de 2 componentes, es importante conocer el tiempo que la mezcla permite ser utilizada tras su preparación. Dependerá de las condiciones ambientales, entre otros factores.
  • Aplicación: la pintura debe estar en buen estado para aplicarse tras ser agitada. Si añadimos disolvente, la cantidad debe ser la idónea para lograr una buena viscosidad, sin disminuir excesivamente el contenido en sólidos.
  • Secado: durante el secado, tienen lugar diferentes fases debido a la evaporización de los disolventes y las reacciones de polimerización (secado al tacto, secado al polvo, secado total, secado duro).

Propiedades de la película seca de pintura

Una vez seca la capa de pintura, pueden determinarse y valorar toda una serie de características de la película formada.

Pruebas y test de pintura

El espesor depositado dependerá de la composición de la pintura (contenido en sólidos) y forma de aplicación. Cada pintura debe aplicarse con el espesor recomendado por el fabricante en su ficha técnica.

  • Aspecto: una vez seca la pintura, la película debe ser lisa, uniforme en color y brillo, sin defectos de pintado superficiales, presentando una buena adherencia entre capas o al soporte.
  • Rayabilidad: la mayor o menor resistencia al rayado de una pintura está relacionada con la dureza de la misma. El empleo de pequeños porcentajes de aditivos especiales pueden aumentar notablemente esta propiedad.
  • Resistencia niebla salina (ambientes marinos): se trata de un ensayo acelerado (se mide por horas) para intentar predecir el posible comportamiento de la pintura frente a la corrosión en condiciones de máxima humedad.
  • Brillo: la superficie puede ser brillante, semibrillante, satinada o mate. En pintura el grado del brillo estará determinado por la relación pigmento/ligante, los grados de dispersión, el espesor de capa o el método de aplicación y secado.
  • Adherencia: es uno de los principales requisitos de la pintura, ya que de esta capacidad depende la protección que se espera conseguir. Mediante diferentes ensayos, se comprueba la capacidad de una pintura para oponer resistencia a desprenderse del soporte donde ha sido aplicada.
  • Resistencia a la intemperie: una característica fundamental de la pintura. Esta comprobación suele realizarse en aparatos simuladores de clima artificial, en los cuáles se pueden programar diferentes ciclos de temperatura, humedad, condensación, radiación ultravioleta, etc.
  • Poder de cubrición: es la medida de la capacidad de la pintura para cubrir por opacidad la superficie sobre la que se ha aplicado. Está determinada directamente por el espesor de capa depositado.
  • Flexibilidad: existen diversos métodos para comprobar la flexibilidad de una película de pintura seca. Entre los más conocidos, destacan la embutición y el doblado en mandril.
  • Amarilleamiento: este fenómeno suele ocurrir en pinturas blancas o de tonos claros, formuladas con resinas que contienen aceites no saturados como las alquídicas. Se produce principalmente por reacciones de oxidación durante el secado o por la degradación que produce una continua exposición de la superficie a la radiación ultravioleta.
  • Color: el color de un objeto depende del tipo de luz bajo el que se observe. Para poder tener una información de color exacta, nos podemos servir de diferentes herramientas, como un espectrofotómetro.
  • Resistencia a los impactos, arañazos y abrasiones: se realizan una serie de ensayos para comprobar la resistencia y dureza de una pintura frente a diferentes impactos mecánicos.
  • Dureza: existen aparatos y ensayos para comprobar la dureza de la pintura, con el fin de medir la resistencia que opone la capa de pintura a su penetración.
  • Resistencia a temperaturas extremas: las superficies expuestas a temperaturas extremas exigen una cuidadosa elección de la pintura a emplear, ya que los pigmentos y ligantes no adecuados pueden dar lugar a una pérdida de adherencia, agrietamientos, cambios de color o destrucción de la película.

Tipos de pintura industrial

Es difícil llegar a clasificar los diferentes tipos de pintura y recubrimientos industriales de un modo definitorio, ya que pueden existir diversas interpretaciones en base a factores como su composición, su posición en el sistema de acabado o incluso según el modo de secado y endurecimiento de la pintura tras su aplicación.

En función de su posición en el sistema de acabado

Para que una pintura industrial cumpla con sus funciones protectoras y decorativas, es esencial conocer las particularidades de cada sistema y proceso de pintado. Podemos hacer una clasificación de la pintura industrial en función de su posición en la capa de aplicación:

Imprimaciones

Son las primeras capas de pintura en contacto directo con el sustrato, fuertemente pigmentadas y con bajos contenidos de ligante.

Su misión es servir de anclaje para las siguientes manos de pintura y evitar la oxidación en superficies metálicas por medio de los pigmentos anticorrosivos que contiene. Tipos de imprimaciones para pintura industrial.

Capas intermedias de pintura

Estas capas se aplican sobre la imprimación, generalmente con la misión de aumentar el espesor del sistema de pintura, a fin de evitar dar varias capas de acabado, reduciendo así costes en la aplicación

La relación pigmento/ligante es inferior a la de las imprimaciones pero superior a las pinturas de terminación y acabado. 

Actualmente son muy utilizadas las capas intermedias de alto espesor con las que se consiguen películas de 100 ó 200 micras por mano.

Pinturas de acabado

Como indica su nombre, son aquellas que se aplican como última capa del sistema de pintado, bien sobre la imprimación o bien sobre la capa intermedia.

Están formuladas con relación pigmento/ligante baja para conseguir las mejores propiedades de permeabilidad y resistencia. Son pinturas normalmente brillantes, aunque cada vez hay mayor demanda de acabados satinados y mates dentro del mercado.

Aplicación de pintura Industrial en probeta

Barnices

Son recubrimientos compuestos por ligante y disolventes. Los barnices en pintura industrial tienen dos objetivos principales: por un lado, embellecer la pieza pintada, y por otro, dotarla de una protección añadida frente a agentes externos o impactos mecánicos.

Hay de diversos tipos: barniz sintético, barniz acrílico, barniz poliuretano, efecto brillo, efecto mate, etc.

En función de su composición

También podemos realizar una clasificación de la pintura industrial en función de su composición:

Pintura de nitrocelulosa

La nitrocelulosa es una de las resinas más antiguas utilizadas en la fabricación de pinturas y barnices. Este tipo de pintura representó un hito en el desarrollo de la pintura industrial, gracias a la obtención de acabados de fácil aplicación, rápido secado y alto rendimiento.

Las pinturas nitrocelulósicas presentan una serie de características propias, que le permiten obtener ventajas adicionales en muchas aplicaciones entre las cuales podemos destacar:

  • Amplia solubilidad en solventes orgánicos.
  • Compatibilidad con diferentes resinas y plastificantes.
  • Películas transparentes e incoloras.
  • Inodora y atóxica.
  • Eliminación rápida de solventes en la aplicación y baja retención de solventes residuales.
  • Secado rápido.
  • Disponibilidad en diversas viscosidades.

Las nitrocelulosas son muy sensibles a la humedad, por este motivo el tiempo de secado es muy importante, siendo conveniente la utilización de disolventes adecuados, generalmente de lenta evaporación.

Pintura sintética o pintura alquídica

Paralelamente con el desarrollo industrial comenzó también un desarrollo de la síntesis química aplicada con fines industriales.

Entre las numerosas investigaciones realizadas para mejorar el desempeño de las pinturas a base de aceite, fue desarrollado un producto sintético, obtenido por la reacción de un ácido polibásico como el ftálico, con un polialcohol como la glicerina, resultando un poliéster.
Este poliéster no podía ser usado puro por el hecho de ser extremadamente duro. Modificando su molécula con un aceite, se generó un producto de características específicas clasificado como resina alquídica.

pintura sintética fabricación

La relación poliéster glicero-ftálico/aciete y/o el tipo de aceite seleccionado, le daban características propias en lo referente al secado, la dureza, la elasticidad, la solubilidad, etc.; posibilitándose la formulación de resinas alquídicas específicas para un uso de pintura determinado.

Es un tipo de pintura industrial que utiliza el oxígeno para finalizar la reacción química y ofrecer así acabados de larga duración.

Estos recubrimientos tardan más tiempo en secarse que otros tipos de pintura ya que para una correcta aplicación el oxígeno debe dispersarse por toda la película de la pintura.

Pintura epoxi

La pintura epoxi es uno de los recubrimientos industriales más utilizados y que ofrecen un rendimiento equilibrado para diferentes tipos de proyectos de pintado industrial, gracias a sus excelentes propiedades de protección frente a la corrosión, los impactos o la abrasión.

Además ofrece unos tiempos de secado muy rápidos, favoreciendo la productividad, así como una gran capacidad de adherencia a diferentes materiales y superficies (hierro, zinc, aluminio, etc).

Pintura de poliuretano

Los revestimientos poliuretánicos, generalmente, se presentan como pinturas de 2 componentes (la base puede ser un «poliol» y el catalizador un poli-isocianato).

Una vez mezclados, estos componentes reaccionan para formar un polímero que da como resultado una película que conjuga características estéticas, físicas y químicas distintas a los demás revestimientos de secado al aire. Suelen tener un alto contenido en sólidos, lo que permite crear una película gruesa y duradera.

Entre las características principales de este tipo de pintura destacan su alta resistencia a la corrosión, abrasión y temperaturas extremas, gracias entre otras cosas, a los aditivos especiales que incorpora. Además ofrece una alta versatilidad en diferentes aplicaciones industriales.

Diferenciamos entre dos tipos de pintura de poliuretano:

  • Pintura acrílica: es un tipo de recubrimiento industrial de base agua, que de forma gradual, está teniendo cada vez más protagonismo en aplicaciones industriales, pero aún a larga distancia de pinturas epoxi o alquídicas. Contiene bajos dispersantes de pigmentos para mejorar su capacidad anticorrosiva.
  • Pintura de poliéster: ofrecen una excelente resistencia a la intemperie bajo las condiciones atmosféricas más diversas, tales como: áreas marítimas, áreas con gran incidencia de la radiación solar, áreas industriales de alta humedad o áreas donde la deposición de residuos en suspensión sobre la superficie pintada es de forma agresiva para el revestimiento. Se pueden aplicar, por ejemplo, en sectores como la aviación o el sector naval.

En función de su secado

Finalmente, podemos clasificar las pinturas industriales diferenciándolas por el modo de llevar a cabo el secado y endurecimiento después de su aplicación.

Pinturas de secado por evaporación

En ellas el ligante no sufre ninguna variación durante el proceso de secado. Son resinas duras que previamente se han disuelto en disolventes apropiados y después de la evaporación vuelven a su estado original.

Estas resinas presentan grados medios-altos de polimerización, con el fin de conseguir una buena resistencia, por lo que generalmente dan soluciones de alta viscosidad y por lo tanto presentan bajo contenido en sólidos si no se modifican con otras.

A este grupo pertenecen los tipos a base de:

  • Resinas nitrocelulósicas.
  • Resinas vinílicas.
  • Resinas de caucho clorado y ciclizado.
  • Resinas acrílicas termoplásticas.
  • Alquitranes y asfaltos.
  • Etc.

Pinturas de secado oxidativo

En las pinturas industriales de secado oxidativo los ligantes se caracterizan por poseer ácidos grasos en su estructura.

El secado se realiza por absorción de oxígeno del aire después de la evaporación de los disolventes. Las resinas se transforman durante la reacción de secado en compuestos de mayor peso molecular con propiedades diferentes a las iniciales, perdiendo la solubilidad en sus disolventes.

A este grupo pertenecen las pinturas a base de:

  • Aceites vegetales (linaza, madera, ricino deshidratado…).
  • Resinas alquídicas modificadas con aceites secantes.
  • Barnices fenólicos modificados con acietes (madera, linaza).

Pinturas de secado al horno

En los recubrimientos industriales de secado horno, la polimerización del ligante se realiza por el calor externo aportado en hornos de convección, infrarrojos, etc.

La temperatura de secado es controlada con dispositivos especiales en distintas partes del horno, lo cual influirá en la homogeneidad del acabado y en el color del recubrimiento.

Una combinación entre temperatura idónea y un correcto tiempo de secado garantizarán un óptimo curado de la superficie, asegurando al mismo tiempo un resultado adecuado en las propiedades mecánicas, químicas y de apariencia de la pintura.

Tipos de pinturas de secado al horno:

  • Resinas alcídicas combinadas con amínicas.
  • Resinas acrílicas termoestables.
  • Resinas epoxídicas combinadas con fenólicas o amínicas.
  • Resinas de silicona.

Pinturas de secado reactivo

En ellas debe producirse la reacción con un segundo componente denominado catalizador, o endurecedor, añadido previamente a su aplicación.

Estas pinturas, aunque necesitan más tiempo para su endurecimiento total, presentan propiedades similares o incluso superiores a las de secado por temeperatura, gracias a los elevados niveles de reticulación obtenidos en la reacción de los dos componentes.

Las pinturas de secado reactivo o de 2 componentes más utilizadas son:

  • Resinas epoxi catalizadas con amidas o poliamidas.
  • Resinas de poliéster catalizadas con isocianatos.
  • Resinas de poliéster catalizadas con peróxidos.
  • Resinas alquídicas catalizadas por ácido.
  • Alquitranes y resina epoxis o poliuretano.