El barniz es una capa o película protectora dura, transparente y transparente . No debe confundirse con el tinte para madera . Suele tener un tono amarillento debido al proceso de fabricación y materiales utilizados, pero también puede pigmentarse según se desee. Se vende comercialmente en varios tonos.
El barniz se utiliza principalmente como acabado de madera [1] donde, teñido o no, los tonos y vetas distintivos de la madera deben ser visibles. Los acabados de barniz son naturalmente brillantes , pero hay disponibles brillos satinados/semibrillantes y mate. [2] [3]
La palabra "barniz" proviene del latín medieval vernix , que significa resina olorosa, quizás derivada del griego medio berōnikón o beroníkē , que significa ámbar o vidrio de color ámbar. [4] Una etimología falsa remonta la palabra al griego Berenice , el antiguo nombre de la moderna Bengasi en Libia, donde supuestamente se utilizaron los primeros barnices en el área mediterránea y donde se vendían resinas de los árboles de los bosques ahora desaparecidos.
Los primeros barnices se desarrollaron mezclando resina ( brea de pino , por ejemplo) con un disolvente y aplicándolas con una brocha para conseguir el efecto dorado y endurecido que se ve en los barnices actuales. [5] El barnizado era una técnica muy conocida en el antiguo Egipto .
El barnizado también está registrado en la historia del este y sur de Asia; en India , China y Japón , donde la práctica del trabajo con lacas , una especie de aplicación de barniz, era conocida desde una fecha muy temprana. Los chinos Tang utilizaron experimentos de química medieval para producir un barniz para ropa y armas, empleando fórmulas químicas complejas aplicadas a la ropa de seda de los buzos submarinos , una crema diseñada para pulir espejos de bronce y otras fórmulas. [6]
Debido a preocupaciones sobre la inflamabilidad, muchos envases de productos enumeran precauciones de seguridad para el almacenamiento y eliminación de barnices y aceites secantes , ya que son inflamables y los materiales utilizados para aplicar los barnices pueden arder espontáneamente. Muchos barnices contienen como aglutinante aceites de origen vegetal (p. ej., aceite de linaza ), aceites sintéticos (p. ej., poliuretanos ) o resinas en combinación con disolventes orgánicos. Estos son inflamables en su estado líquido. Todos los aceites secantes , ciertos alquídicos (incluidas las pinturas ) y muchos poliuretanos producen calor (una reacción exotérmica ) durante el proceso de curado . Por lo tanto, los trapos y el papel empapados en aceite pueden arder y prender fuego, incluso varias horas después de su uso, si no se toman las precauciones adecuadas. Por lo tanto, muchos fabricantes enumeran prácticas adecuadas de eliminación de trapos y otros artículos utilizados para aplicar el acabado, como la eliminación en un recipiente lleno de agua. [7] [8]
El barniz es tradicionalmente una combinación de un aceite secante , una resina y un diluyente o disolvente más un secador de metal para acelerar el secado. Sin embargo, los distintos tipos de barniz tienen distintos componentes. Después de su aplicación, las sustancias formadoras de película en los barnices se endurecen directamente, tan pronto como el disolvente se ha evaporado por completo , o se endurecen después de la evaporación del disolvente mediante procesos de curado , principalmente reacciones químicas entre aceites y oxígeno del aire ( autooxidación ) y químicas. reacciones entre los componentes del barniz.
Los barnices de resina se secan por evaporación del disolvente y se endurecen rápidamente al secarse. Los barnices acrílicos y a base de agua se secan por evaporación del agua, pero experimentarán un período de curado prolongado por la evaporación de los solventes orgánicos absorbidos en las partículas de látex y posiblemente por el curado químico de las partículas. Los barnices de aceite, poliuretano y epoxi permanecen líquidos incluso después de la evaporación del disolvente, pero rápidamente comienzan a curar, pasando por etapas sucesivas desde líquido o almibarado hasta pegajoso o pegajoso, pasando por seco gomoso, seco al tacto y duro.
Los factores ambientales como el calor y la humedad juegan un papel importante en los tiempos de secado y curado de los barnices. En el barniz clásico, la tasa de curado depende del tipo de aceite utilizado y, hasta cierto punto, de la proporción entre aceite y resina. El tiempo de secado y curado de todos los barnices puede acelerarse mediante la exposición a una fuente de energía como la luz solar , la luz ultravioleta o el calor.
Hay muchos tipos diferentes de aceites secantes, incluidos el aceite de linaza , el aceite de tung y el aceite de nuez . Estos contienen altos niveles de ácidos grasos poliinsaturados . Los aceites secantes curan mediante una reacción exotérmica entre la porción poliinsaturada del aceite y el oxígeno del aire. Originalmente, el término "barniz" se refería a acabados que estaban hechos íntegramente de resina disuelta en disolventes adecuados, ya sea etanol (alcohol) o trementina . La ventaja de los acabados de siglos anteriores era que los barnices de resina tenían una tasa de curado muy rápida en comparación con los aceites; en la mayoría de los casos se curan prácticamente tan pronto como el disolvente se haya evaporado por completo. Por el contrario, los aceites no tratados o "crudos" pueden tardar semanas o meses en curarse, dependiendo de la temperatura ambiente y otros factores ambientales. En términos modernos, los aceites secantes hervidos o parcialmente polimerizados con secantes o secadores ( catalizadores químicos) añadidos tienen tiempos de curado de menos de 24 horas. Sin embargo, la película de aceite emite ciertos subproductos no tóxicos del proceso de curado incluso después de que esté seca al tacto y durante un período de tiempo considerable. Desde hace mucho tiempo existe una tradición de combinar aceites secantes con resinas para obtener características favorables de ambas sustancias.
Se pueden utilizar muchos tipos diferentes de resinas para crear un barniz. Las resinas naturales utilizadas para el barniz incluyen el ámbar , la goma kauri , el dammar , el copal , la colofonia ( colofonía o resina de pino), el sandarac , el bálsamo , el elemí , la masilla y la goma laca . El barniz también se puede crear a partir de resinas sintéticas como acrílicas , alquídicas o de poliuretano . Es posible que una fórmula de barniz no contenga resinas añadidas, ya que los aceites secantes pueden producir un efecto de barniz por sí solos. [9]
Originalmente, se usaba trementina o alcohol para disolver la resina y diluir los aceites secantes. La invención de los destilados del petróleo ha dado lugar a sustitutos de la trementina, como el aguarrás , el diluyente de pintura y el alcohol mineral . Los barnices sintéticos modernos pueden formularse con agua en lugar de disolventes de hidrocarburos.
El barnizado de violines es un proceso de varios pasos que involucra algunos o todos los siguientes: imprimación, sellador, base, capas de color y capa superior transparente. Algunos sistemas utilizan un barniz de aceite secante como se describe a continuación, mientras que otros utilizan un barniz de alcohol hecho de resina(s) disuelta en alcohol. Los retoques en reparación o restauración sólo se realizan con barniz a base de solvente.
Se puede utilizar aceite secante como aceite de nuez o aceite de linaza en combinación con ámbar , copal , colofonia u otras resinas . Tradicionalmente, el aceite se prepara cocinándolo o exponiéndolo al aire y la luz solar, pero el aceite vegetal moderno se prepara calentando el aceite a alta temperatura sin oxígeno. La resina refinada a veces está disponible como un sólido translúcido y luego se "corre" cocinándola o derritiéndola en una olla al fuego sin disolventes. Luego, el aceite espesado y la resina preparada se cocinan juntos y se diluyen con trementina (lejos del fuego) hasta obtener una solución que se puede aplicar con brocha . Los ingredientes y procesos del barniz para violín son muy diversos, y algunos ejemplos antiguos muy apreciados muestran defectos (por ejemplo, agrietamiento, cuarteo) asociados con componentes de barniz incompatibles.
Algunos sistemas de acabado de violín utilizan vernice bianca (clara de huevo y goma arábiga) como sellador o molido. También hay evidencia de que en algunos terrenos se utilizaron minerales finamente pulverizados, posiblemente cenizas volcánicas. Algunos violines fabricados a finales del siglo XVIII utilizaban sangre de buey para crear una coloración roja muy intensa. Hoy este barniz se habría descolorido y actualmente sería de un naranja oscuro muy cálido. [10]
La mayoría de los barnices de resina o goma consisten en una sustancia natural, derivada de plantas o insectos, disuelta en un disolvente, llamada barniz de alcohol o barniz disolvente. El disolvente puede ser a base de alcohol , trementina o petróleo . Algunas resinas son solubles tanto en alcohol como en trementina. Generalmente, los disolventes de petróleo, es decir, alcoholes minerales o diluyentes de pintura , pueden sustituir a la trementina. Las resinas incluyen ámbar , dammar , copal , colofonia , sandarac , elemí , benjuí , masilla , bálsamo , goma laca y multitud de lacas .
Se pueden emplear resinas sintéticas , como la resina fenólica, como componente secundario en ciertos barnices y pinturas.
A lo largo de los siglos se desarrollaron muchas recetas que implicaban la combinación de resinas, aceites y otros ingredientes como determinadas ceras . Se creía que impartían cualidades tonales especiales a los instrumentos musicales y, por lo tanto, a veces eran secretos cuidadosamente guardados. La interacción de diferentes ingredientes es difícil de predecir o reproducir, por lo que los finalistas expertos a menudo eran profesionales preciados.
Shellac es un barniz de resina monocomponente muy utilizado y soluble en alcohol. No se utiliza en superficies exteriores ni en lugares donde entrará en contacto repetido con el agua, como alrededor de un lavabo o una bañera. La fuente de la resina de goma laca es una secreción quebradiza o escamosa del insecto hembra de la laca , Kerria lacca , que se encuentra en los bosques de Assam y Tailandia y se recolecta de la corteza de los árboles donde la deposita para proporcionar una sujeción pegajosa al tronco. La goma laca es la base del pulimento francés , que durante siglos ha sido el acabado preferido para los muebles finos. La goma laca "desparafinada" especificada se ha procesado para eliminar las sustancias cerosas de la goma laca original y se puede utilizar como imprimación y sustrato sellador de lijado para otros acabados como poliuretanos, alquídicos, aceites y acrílicos.
La goma laca preparada suele estar disponible en variedades "transparente" y "ámbar" (o "naranja"), generalmente como "tres libras cortadas" o tres libras de goma laca seca por un galón estadounidense de alcohol. Otros tonos de colores naturales, como el rubí y el amarillo, están disponibles en pigmentos especiales o en tiendas de suministros para carpinteros. La goma laca seca está disponible en forma de hojuelas refinadas, "sticklac", "button lac" o "seedlac". La pintura de imprimación de goma laca "pigmentada blanca" está ampliamente disponible en los puntos de venta y se anuncia como una imprimación para interiores de secado rápido que "soluciona problemas", ya que se adhiere a una variedad de superficies y sella los olores y las manchas de humo. La limpieza con goma laca se puede realizar con alcohol puro o con limpiadores de amoníaco .
Los barnices modernos producidos comercialmente emplean alguna forma de alquídico para producir una película protectora. Los alquídicos tienen buena resistencia a los disolventes, la humedad y la luz ultravioleta. Los alquídicos son aceites vegetales modificados químicamente que funcionan bien en una amplia gama de condiciones y pueden diseñarse para acelerar la tasa de curado y, por lo tanto, endurecerse más rápido. [11] Por lo general, esto se realiza mediante el uso de secadores de sales metálicas, como las sales de cobalto . [12] [13] Los barnices exteriores mejores (y más caros) emplean alquídicos elaborados a partir de aceites de alto rendimiento y contienen absorbentes de rayos UV ; esto mejora la retención del brillo y prolonga la vida útil del acabado. También se pueden combinar varias resinas con alquídicos como parte de la fórmula de los barnices "aceite" típicos que están disponibles comercialmente.
El barniz para vigas (también llamado barniz marino o barniz para yates ) estaba originalmente destinado a su uso en vigas de barcos o embarcaciones , para proteger la madera de los efectos del mar y las inclemencias del tiempo. Los palos se doblan bajo la carga de sus velas. Los requisitos principales eran la resistencia al agua y también la elasticidad , para permanecer adheridos cuando los largueros se flexionaban. La elasticidad también era una condición previa para la impermeabilización, ya que un acabado que se agrietaba dejaría pasar el agua, incluso si la película restante era impermeable. La apariencia y el brillo eran de valor relativamente bajo. A menudo se utilizan aceite de tung modificadoy resinas fenólicas .
Cuando se desarrollaron por primera vez, ningún barniz tenía buena resistencia a los rayos UV . Incluso después de que las resinas sintéticas más modernas se volvieran resistentes, un verdadero barniz mástil mantuvo su elasticidad por encima de otras virtudes, incluso si esto requería comprometer su resistencia a los rayos UV. Por lo tanto, los barnices Spar no son necesariamente la mejor opción para carpintería de exterior que no necesita doblarse durante el servicio.
A pesar de esto, la percepción generalizada de que los "productos marinos" eran "resistentes" llevó a que los barnices domésticos para exteriores se denominaran "barnices Spar" y se vendieran por su resistencia a la intemperie y a los rayos UV. Estas afirmaciones pueden ser más o menos realistas, dependiendo de los productos individuales. Sólo hace relativamente poco tiempo que se dispone de barnices Spar que pueden ofrecer una elasticidad eficaz y resistencia a los rayos UV.
Los aceites secantes, como el de linaza y el de tung , no son verdaderos barnices, aunque a menudo, en términos modernos, logran lo mismo.
Los barnices de poliuretano suelen ser revestimientos duros, resistentes a la abrasión y duraderos. Son populares para pisos de madera , pero algunos acabados de madera los consideran difíciles o inadecuados para el acabado de muebles u otras piezas detalladas. Los poliuretanos son comparables en dureza a ciertos alquídicos, pero generalmente forman una película más resistente. En comparación con los barnices simples de aceite o goma laca, el barniz de poliuretano forma una película más dura, decididamente más resistente e impermeable. Sin embargo, una película gruesa de poliuretano común puede deslaminarse si se la somete a calor o golpes, fracturando la película y dejando manchas blancas. Esta tendencia aumenta con una exposición prolongada al sol o cuando se aplica sobre maderas blandas como el pino . Esto también se debe en parte a la menor penetración del poliuretano en la madera. Se emplean varias técnicas de imprimación para superar este problema, incluido el uso de ciertos barnices al aceite, goma laca "desparafinada" especificada, sellador epóxico penetrante transparente o poliuretano "modificado con aceite" diseñado para este propósito. El barniz de poliuretano también puede carecer del brillo "frotado a mano" de los aceites secantes como el de linaza o el de tung; por el contrario, sin embargo, es capaz de formar una película mucho más rápida y más alta, logrando en dos capas lo que puede requerir múltiples aplicaciones de aceite. También se puede aplicar poliuretano sobre un acabado de aceite puro, pero debido al tiempo de curado relativamente lento de los aceites, la emisión de ciertos subproductos químicos y la necesidad de exposición al oxígeno del aire, se debe tener cuidado de que los aceites estén suficientemente curados. para aceptar el poliuretano. Una de las desventajas de un barniz a base de poliuretano es la tendencia a amarillear con el tiempo. Esto se debe a que los grupos hidroxilo de un alquídico regular reaccionan con TDI para producir un uretano-alquídico. Esto introduce un alto grado de aromaticidad y, por tanto, tendencia al amarillo. [14]
A diferencia de los aceites secantes y alquídicos que curan después de la evaporación del disolvente y tras la reacción con el oxígeno del aire, los verdaderos recubrimientos de poliuretano curan después de la evaporación del disolvente y luego mediante una variedad de reacciones de productos químicos dentro de la mezcla original o mediante reacción con la humedad. desde el aire. Ciertos productos de poliuretano son "híbridos" y combinan diferentes aspectos de sus componentes originales. Los poliuretanos "modificados con aceite", ya sean a base de agua o de disolvente, son actualmente los acabados para pisos de madera más utilizados.
El uso exterior de barniz de poliuretano puede resultar problemático debido a su mayor susceptibilidad al deterioro debido a la exposición a la luz ultravioleta . Todos los barnices transparentes o translúcidos y, de hecho, todos los recubrimientos de película polimérica (por ejemplo, pintura, tinte , epoxi, plástico sintético , etc.) son susceptibles a este daño en diversos grados. Los pigmentos en pinturas y tintes protegen contra el daño de los rayos UV. Se añaden absorbentes de rayos UV al poliuretano y otros barnices (p. ej., barniz spar) para combatir los daños causados por los rayos UV, pero su eficacia disminuye en el transcurso de 2 a 4 años, dependiendo de la cantidad y calidad de los absorbentes de rayos UV añadidos, así como de la gravedad. y duración de la exposición al sol. La exposición al agua, la humedad, las temperaturas extremas y otros factores ambientales afectan todos los acabados. [15]
La palabra laca se refiere a barnices o pinturas a base de disolventes de secado rápido. Aunque sus nombres pueden derivarse de manera similar, la laca no es lo mismo que la goma laca y no se disuelve en alcohol. La laca se disuelve en diluyente de laca, que es un disolvente altamente inflamable que normalmente contiene acetato de butilo y xileno o tolueno . La laca generalmente se rocía dentro de una cabina de pintura que evacua el exceso de pintura y minimiza el riesgo de combustión.
La regla general es que un acabado de madera transparente formulado para ser rociado es una laca, pero si está formulado para ser aplicado con brocha, entonces es un barniz. Por ello, la mayoría de los muebles de madera están lacados. [ cita necesaria ]
La laca puede considerarse diferente del barniz porque puede volver a disolverse más tarde con un solvente (como en el que se disolvió cuando se aplicó) y no cambia químicamente a un sólido como otros barnices. [dieciséis]
Los barnices de resina acrílica suelen ser barnices a base de agua con el índice de refracción más bajo de todos los acabados [17] y una alta transparencia. Resisten el amarillamiento. Los acrílicos tienen la ventaja de limpiar con agua y carecer de vapores de solventes, pero generalmente no penetran tan bien en la madera como en los aceites. A veces carecen de las cualidades de brochabilidad y autonivelación de los barnices a base de solventes. Generalmente tienen buena resistencia a los rayos UV.
En el mundo del arte, los barnices ofrecen resistencia al polvo y una superficie más dura que la pintura simple; a veces tienen la ventaja de tener resistencias a la luz ultravioleta, que ayudan a proteger las obras de arte contra la decoloración por exposición a la luz. El barniz acrílico debe aplicarse utilizando una capa aislante (una barrera protectora permanente entre la pintura y el barniz, preferiblemente un medio de gel suave y brillante) para facilitar la eliminación del barniz y la conservación general. Los barnices acrílicos utilizados para dicha capa final de protección artística removible suelen ser acrílicos a base de alcohol mineral, en lugar de a base de agua.
Se han formulado varios sistemas de resina epoxi como barnices o acabados para pisos en los que dos componentes se mezclan directamente antes de la aplicación. [18] A veces, las dos partes tienen el mismo volumen y se denominan 1:1, pero no siempre, ya que en el mercado se encuentran disponibles proporciones de mezcla de 2:1, 3:1, 4:1 e incluso 5:1. Los componentes individuales generalmente se denominan Parte A y Parte B. Todos los epoxis de dos componentes tienen una vida útil o tiempo de trabajo durante el cual se puede utilizar el material mezclado. Por lo general, la vida útil es cuestión de unas pocas horas o menos, pero esto depende en gran medida de la temperatura. Se utilizan epoxis tanto a base de agua como a base de disolvente. Los epoxi tienen tendencia a amarillear en un período de tiempo bastante corto. [19]
Se utiliza cuando se desea un acabado duro, resistente y de curado rápido, como para gabinetes de cocina y muebles de oficina. Viene en dos partes: una resina y un catalizador ácido. La primera es una mezcla de una resina amino y un alquídico. El catalizador ácido se añade justo antes de la aplicación en una proporción determinada determinada por el fabricante. La mayoría produce un color amarillento mínimo. Sin embargo, este acabado tiene dos desventajas. La primera es que a medida que el acabado cura, desprende formaldehído , que es tóxico y cancerígeno. La segunda es que el acabado puede agrietarse o cuartearse si se aplican demasiadas capas.
