VERNICI E SMALTI
VERNICI E SMALTI (XXXV, p. 174; App. II, 11, p. 1104)
Nel linguaggio corrente si indicano con v. le sostanze, liquide o in polvere, capaci di dare una pellicola solida, continua e aderente, se stese in strato sottile su una superficie. Nel linguaggio tecnico proprio, si usa il termine v. quando la pellicola è trasparente (v. per legno); quando il film è dotato di potere coprente si usa il termine pittura; questa, oltre alla resina e al solvente, quasi sempre presente, contiene pigmenti, mentre le v. ne sono prive. Per indicare l'insieme di pitture e di v. si usa la locuzione "prodotti vernicianti".
La verniciatura di una qualsiasi superficie è realizzata mediante la successiva applicazione di prodotti vernicianti di tipo diverso (ciclo di verniciatura), e i prodotti possono essere classificati in base alla posizione o alla funzione che occupano nel ciclo: fondo, antiruggine, stucco a spatola, stucco a spruzzo, sottosmalto, pittura a finire. In particolare lo s. indica una pittura di finitura con elevate caratteristiche estetiche per durezza e regolarità di superficie, può essere anche brillante o matto; la denominazione è uguale a quella dei rivestimenti ottenuti per fusione ad alta temperatura di materiale vetroso, ma la natura ne è completamente diversa.
La sostanza filmogena costituisce il componente principale del prodotto verniciante, l'unico indispensabile, e da essa dipendono le proprietà fondamentali del prodotto verniciante stesso. Numerose sono le sostanze filmogene che si possono usare nella formulazione di v., dagli oli essiccativi ai bitumi, alle resine naturali o sintetiche; queste ultime sono oggi le più usate. In base al tipo di resina i prodotti vernicianti vengono classificati come prodotti alchidici, acrilici, epossidici, poliuretanici, ecc. (v. plastiche, materie, in questa Appendice). Prodotti a base di una stessa resina possono differire come prestazioni per diversa qualità e diversi rapporti dei vari componenti compresi gli additivi, sostanze che, presenti in piccola quantità, influiscono sul comportamento, sull'aspetto, sulle proprietà.
Il meccanismo di essiccazione e di formazione della pellicola è variabile nei diversi tipi di prodotti vernicianti e ne determina i possibili campi d'impiego.
L'essiccazione ha inizio con l'evaporazione del solvente, che costituisce la fase fisica dell'essiccazione e lascia una pellicola formata da una o più resine filmogene, inglobanti i pigmenti e le cariche, se presenti. La resina è strutturalmente formata da macromolecole lineari, solubili in adatti solventi. Nei prodotti vernicianti non reticolabili e termoplastici, terminato il processo di essiccazione, la pellicola mantiene nel tempo la solubilità nei propri solventi. Sono di questo tipo: i prodotti alla nitrocellulosa, impiegati come v. per mobili in legno, e come fondi e s. nella riverniciatura delle autovetture; le pitture viniliche e al clorocaucciù, usate nella protezione dalla corrosione; i prodotti a base di resine naturali, oggi pochissimo usati.
Sono non-reticolabili anche le pitture a base di emulsioni acquose (idropitture murali): infatti i polimeri o copolimeri acrilici o acetovinilici, che ne costituiscono la resina filmogena, sono dispersi nella fase acquosa sotto forma di minuscole particelle che si saldano sotto la pressione esercitata dalla forte tensione superficiale (coalescenza).
Nella maggior parte dei casi i prodotti vernicianti sono reticolabili: dopo l'evaporazione del solvente le macromolecole reagiscono, dando origine a strutture molecolari tridimensionali, ossia a un reticolo spaziale. I meccanismi fondamentali di reticolazione sono due.
a) Reazione con l'ossigeno dell'aria. E una reazione di per sé molto lenta: viene accelerata da particolari additivi, detti essiccativi. Questo meccanismo di reticolazione è presentato dalle pitture all'olio, oggi poco usate a causa della lentezza dell'essiccazione, e dai prodotti alchidici. Questi costituiscono una vasta categoria: appartengono a essa la maggior parte delle antiruggini, dei fondi e degli s. essiccanti ad aria, usati nella casa e nell'edilizia.
b) Reazione di due o più resine. Se le resine sono molto reattive, devono essere contenute in contenitori separati. Si hanno i prodotti a due componenti, che vengono miscelati al momento dell'applicazione. Appartengono a questo tipo le pitture epossidiche e i prodotti poliuretanici (o isocianici). Le prime dànno pellicole con resistenza elevata alla corrosione e agli aggressivi chimici; pertanto sono impiegate nella protezione d'impianti chimici e di strutture metalliche. Con resine epossidiche a basso peso molecolare, liquide a temperatura ambiente, si possono ottenere pitture esenti da solventi. I prodotti poliuretanici, con elevata durezza superficiale ed elevata resistenza agli agenti atmosferici e agli agenti chimici, trovano impiego come v. di finitura per legno (mobili, pavimenti, infissi), come fondi e s. per la verniciatura di veicoli industriali e simili.
Quando le resine non sono particolarmente reattive a temperatura ambiente, possono coesistere in un unico contenitore. La reazione verrà provocata o addizionando, al momento dell'uso, una piccola quantità di una sostanza, che agisca da catalizzatore, oppure attivando la reazione mediante radiazioni, oppure aumentando la temperatura. Appartengono al primo tipo i prodotti contenenti una resina poliestere insatura: questa è sciolta in stirene monomero e la loro reazione avviene in breve tempo se viene aggiunto un perossido come catalizzatore. Resine poliesteri sono usate nelle v. di fondo per mobili in legno, negli stucchi a spatola o a spruzzo usati nella riparazione delle autovetture.
I prodotti reticolabili con radiazioni contengono resine a peso molecolare molto basso o monomeri reattivi: dopo l'applicazione la pellicola ancora liquida viene appunto sottoposta a radiazioni (per es., a raggi ultravioletti); la reazione avviene generalmente in pochissimi minuti. Il sistema è adatto alla verniciatura di grandi superfici piane: pannelli di legno per mobili, pannelli di materia plastica, fogli metallici per la confezione di imballaggi.
Se le resine sono reattive solo a elevata temperatura, il manufatto, sul quale il prodotto verniciante è stato applicato, viene riscaldato a temperature comprese in genere fra 80 e 200 °C. Si ha in questo caso la verniciatura a forno, detta anche con locuzione suggestiva ma impropria verniciatura a fuoco. I prodotti vernicianti impiegati sono detti a forno o termoindurenti: dal tipo della resina principale in essi contenuta possono essere alchidici, acrilici, epossidici (ossia a base di esteri epossidici). La seconda resina che reticola con la principale è in genere di tipo amminico, (melamminica oppure ureica). La verniciatura a forno offre il vantaggio di una grande rapidità di essiccazione: infatti dopo una permanenza in forno di 20 ÷ 40 minuti, la pellicola è reticolata e il manufatto può essere ulteriormene manipolato. Pertanto è il sistema di verniciatura usato nella lavorazione a catena per autoveicoli, elettrodomestici, mobili metallici, ecc.
Per l'applicazione dei prodotti vernicianti, ai tradizionali sistemi (pennello, rullo, spruzzo) se ne sono aggiunti altri tecnologicamente più avanzati. La spruzzatura senz'aria è adatta per verniciare con risparmio di tempo e di lavoro grandi superfici: navi, serbatoi, edifici. Nell'applicazione elettrostatica le particelle di prodotto verniciante vengono caricate elettrostaticamente con una differenza di potenziale di alcune decine di migliaia di volt, e sono convogliate dal campo elettrico sul manufatto da verniciare: si evita lo spreco di prodotto e si riesce a verniciare anche manufatti di forma complessa; è il sistema seguito per applicare le pitture in polvere. L'applicazione a velo è usata soprattutto nell'industria dei mobili: i pannelli di legno (o di suoi derivati) sono fatti passare attraverso due successivi veli liquidi, formati dai due componenti della v.: la miscelazione dei due componenti avviene solo sulla superficie da verniciare e non vi è spreco di vernice. L'applicazione a rullo è usata per verniciare superfici piane facendole passare sotto un rullo in gomma o in metallo; è usata per pannelli in legno, per i fogli di banda stagnata dalla quale vengono formati i contenitori metallici e per la verniciatura in continuo della lamiera di acciaio o di alluminio. Nel procedimento a immersione il manufatto è immerso in una vasca contenente il prodotto verniciante, che è in genere un prodotto all'acqua. Nel procedimento all'elettrodeposizione, molto usato nell'industria automobilistica, il manufatto da verniciare è immerso in una vasca contenente un'adatta pittura solubile in acqua: sotto l'azione di una differenza di potenziale la pittura migra verso il manufatto e si deposita.
La composizione di pitture e v. è regolata in molti paesi da norme precise per evitare l'inquinamento, specie nell'ambiente di lavoro; l'impiego di certe materie prime è vietato. La soluzione più valida è offerta dai prodotti con contenuto in solventi organici basso o nullo: pitture in polvere, pitture ad alto residuo secco, pitture sciolte o disperse in acqua.
Bibl.: OCCA (Oil and Colour Chemists' Association), Paint technology manuals, Londra 1966; C. R. Martens, Technology of paints, varnishes and lacquers, New York 1968; P. Grandou, P. Pastour, Peintures et vernis, Parigi 1960.