Penetración de la capa de pintura en la madera
Por Mari de Meijer
La penetración de las capas de pintura o barniz en el sustrato de madera ha sido objeto de varios estudios durante los últimos 40 años de investigación de revestimientos de madera. El trabajo de investigación ha cubierto varios tipos de recubrimientos correspondientes al estado del arte en tecnología de recubrimiento de madera.
Comenzó con el estudio de resinas alquídicas y aceites secantes a base de solventes, seguido de un interés revisado con la introducción de recubrimientos a base de agua. Especialmente se ha estudiado la introducción de alquídicos a base de agua porque estos tipos de aglutinantes parecen tener una mejor capacidad de penetración que las dispersiones acrílicas. También se han estudiado más recientemente alquídicos de alto contenido en sólidos y aceites de linaza solubles en agua. La mayor parte del trabajo se ha realizado en sistemas de recubrimiento destinados a aplicaciones exteriores.
Técnicas existentes para evaluación
La mayoría de los estudios sobre las características de penetración se basan en estudios microscópicos. Alternativamente, la madera misma puede teñirse con un fluorocromo o los poros no penetrados con la pintura se rellenan con un tinte adicional.
Humectación del revestimiento
La humectación de una superficie de madera mediante un revestimiento también se puede medir directamente midiendo el ángulo de contacto de una gota de revestimiento sobre una superficie de madera. Para mojar la superficie, la energía superficial del recubrimiento debe ser menor que la de la madera.
Visibilidad de tamaños
Para lograr una buena penetración del aglutinante en la madera, las moléculas aglutinantes deben ser más pequeñas que los poros de la madera. Es importante que la capa de fondo penetre bien para asegurar una buena adhesión y protección contra la humedad.
La siguiente ilustración puede ayudar a explicar la diferencia entre las pinturas alquídicas y las pinturas acrílicas en términos de su capacidad para penetrar, ser absorbidos por la madera.
La figura representa el tamaño de una molécula alquídica en una pintura alquídica a base de solvente, los poros de la madera y una partícula de acrilato en una pintura acrílica.
Si la molécula alquídica se equipara a una cabeza de alfiler, la partícula de acrilato es como una pelota de fútbol. En esta comparación, los poros de la madera son como una red con aberturas de 20 mm. La ilustración muestra claramente que la molécula alquídica (la cabeza del alfiler) puede atravesar fácilmente la madera (la red) mientras que la partícula de acrilato (el balón) no puede hacerlo.
Principios generales
El estado actual de la técnica en el campo de la penetración, adhesión y química superficial de revestimientos de madera se ha descrito, pero es interesante tener en cuenta lo siguiente:
Una combinación de la estructura anatómica de la madera y la capacidad del revestimiento para fluir hacia los capilares de la madera regula el grado de penetración del recubrimiento. Las diferencias en la capacidad de penetración de los recubrimientos están determinadas principalmente por el aumento de la viscosidad con contenido sólido debido a la absorción selectiva de agua o disolvente en la pared celular. La humectación y la tensión superficial del recubrimiento parecen jugar un papel menor y la humectación insuficiente a menudo se debe a una limitación por la viscosidad.
Las pinturas de base ácida se han fabricado para muchas especies de madera, pero apenas sirven para comprender la adhesión de los revestimientos. En general, la energía superficial de la madera es igual o mayor que la energía superficial de un revestimiento líquido, lo que significa que la humectación no es un factor limitante.
La penetración de revestimientos en los poros externos de la madera ciertamente contribuye a mejorar la adhesión de un recubrimiento, especialmente en condiciones húmedas. Una penetración muy profunda no contribuirá directamente a la adhesión, pero podría reducir las diferencias en el cambio dimensional entre el revestimiento y la madera y reducir el estrés en el recubrimiento.
La penetración de un revestimiento a la madera es particularmente crítica en condiciones húmedas. Los revestimientos al agua (tanto acrílicos como alquídicos) tienen una menor adhesión en húmedo que los que contienen solventes. Una razón podría ser la mayor hinchazón por la humedad, pero otros factores desconocidos parecen jugar un papel también.
La preparación de la superficie puede tener un impacto importante en el rendimiento del recubrimiento si las celdas de la madera están fuertemente comprimidas durante el cepillado.
A partir del estado actual de la técnica, se pueden identificar las siguientes lagunas en el conocimiento:
La reología de los revestimientos al aumentar el contenido sólido o durante el secado es poco conocida, pero es esencial para comprender las diferencias en la capacidad de penetración. Sin embargo, un mejor conocimiento en este campo también contribuirá a comprender las diferencias entre los recubrimientos a base de agua y a base de solventes con respecto al flujo, la nivelación y el tiempo abierto.
Aunque se han realizado mejoras importantes mediante el ajuste de las propiedades del aglutinante, la adherencia en húmedo de los revestimientos a base de agua todavía no está al nivel de los a base de solventes. Estas diferencias parecen provenir de las diferencias en la penetración y la hinchazón de la capa sola. Los conceptos de energía superficial existentes no pueden explicar las diferencias observadas. Se requiere un mejor conocimiento en este campo para comprender por qué la adhesión a veces es insuficiente.
