Pintando con Química

Me parece que ya deberían tener claro que todo es química, pero quizá no es algo que se piense cuando estás comiendo, cocinando, utilizando el coche o el transporte público o la bici (¿eso solo lo hacemos los quimiófilos frikis?). Por si acaso hoy quiero hablaros de la química de la pintura: no sé si os ha tocado decorar la habitación, sois de profesión pintor de brocha gorda, o en fin, os ha tocado ir a comprar un bote de pintura alguna vez. Habitualmente se trata de un líquido cuyo color se estipula por medio de un código de números, pero ¿es en realidad eso? Fíjate en la imagen:

Como se puede observar en la parte de la izquierda, la pintura está formada a base de granulado, que luego se dispersa en un disolvente para obtener el producto que se puede comprar en las tiendas. Es decir, si recuerda las clases de Química del instituto, tenemos una mezcla en forma de dispersión coloidal, es decir, un sistema fisicoquímico formado por dos fases. En la parte de abajo a la derecha tenemos las propiedades que exigimos de la pintura.

El problema de las pinturas es que contienen compuestos tóxicos para el ser humano y el medio ambiente, y aquí es donde vuelve a entrar en acción la química, aportando soluciones. Se puede intentar sustituir el disolvente, que suele ser orgánico (de química orgánica) por agua, es decir, fabricar pinturas en base acuosa. El inconveniente es que entonces, tienen una aplicación limitada porque solo vale para un determinado tipo de resinas (compuestos orgánicos que forman el granulado). 

Otra opción podría ser disminuir al menos la cantidad de disolvente que se usa para formar la suspensión. El caso extremo sería la pintura sólida, pero esta no sirve para cualquier aplicación. Por tanto, lo que necesitamos es un disolvente que solubilice (disuelva) a las resinas pero que tenga un alto contenido en sólido. Actualmente, el límite está en una proporción del 50%, pero que se pretende superar con investigación.

Volviendo a las pinturas acuosas, no se usa como disolvente el agua pura, sino que se emplean co-solventes (varios disolventes). 

¿Cómo se enfoca la investigación en pinturas? Se siguen dos estrategias distintas: a) buscar disminuir la cantidad de diolvente manteniendo las propiedades EHS (Environment, Health and Safety) de la pintura, o bien, b) mantener la cantidad de disolvente consiguiendo las propiedades EHS.

La manera de evaluar los diolventes 'nuevos' se basa en comparar las propiedades de la pintura en base convencional con las nuevas formulaciones. Son importantes los parámetros de la viscosidad cinemática o la temperatura mínima de formación de film, para obtener intervalos óptimos.

No basta solo con obtener un disolvente que no sea tóxico y conseguir escalar el proceso a la industria, también ha de ser económicamente viable (menos caro que el proceso convencional), porque si no, no cumple los requisitos de sostenibilidad.

Esta entrada participa en la XX edición del Carnaval de Química organizado por @bioamara en el blog La Ciencia de Amara

Referencias

Apuntes de las clases de Carles Estévez del IUCT de Aplicaciones industriales del máster interuniversitario de Química Sostenible (la imagen está sacada de sus presentaciones de clase).