VERNICI e SMALTI

VERNICI e SMALTI (XXXV, p. 174)

Le vernici sono costituite da sostanze filmogene sole oppure unite a pigmenti o materie coloranti, a plastificanti, a siccativi e da un liquido o miscela di liquidi volatili, che ha la funzione di solvente. Le sostanze filmogene, chiamate anche leganti o veicoli formatori di pellicole, comprendono: olî grassi essiccativi o loro standolî, bitumi e resine naturali, derivati cellulosici, resine sintetiche. Olî grassi essiccativi per esposizione all'aria formano in seguito a fenomeni di ossidazione e di polimerizzazione una pellicola a maglie di particolare struttura. I bitumi e le resine naturali dànno pellicole più o meno dure e fragili, ma molto brillanti. I derivati cellulosici, alcuni esteri semplici e misti e taluni eteri opportunamente plastificati, dopo evaporazione del solvente, formano pellicole di buona elasticità e di rapida essiccazione. Fra le resine sintetiche (v. plastiche, materie, in questa App.) quelle di policondensazione dànno pellicole costituite da aggregati a struttura reticolata, di notevole resistenza e durezza, ma prive di elasticità e perciò rigide e fragili; quelle di polimerizzazione dànno origine a film di buona elasticità, ma di scarsa resistenza; la tendenza attuale della tecnica è quella d'intrecciare nei reticoli tridimensionali dei prodotti policondensati le catene lineari dei polimeri al fine di ottenere agglomerati a reticolo intrecciato o catene reticolate, che diano luogo a pellicole dotate ad un tempo delle proprietà di resistenza e durezza e di quelle di flessibilità ed elasticità, cioè delle caratteristiche di una pellicola ideale. Le resine sintetiche che più o meno rispondono a tali requisiti sono: le gliceroftaliche modificate con olî siccativi e semisiccativi; le maleiche modificate con polialcooli (glicerina, pentaeritrite, ecc.); le fenoliche modificate con colofonia, con olî essiccativi, con aldeidi, con alcoli superiori; le resine ureiche eterificate con alcoli e modificate con alchidi (esteri degli acidi ítalico, adipico, ecc. con polialcoli).

Le sostanze filmogene non sono solubili in tutti i solventi, ma soltanto in alcuni di essi, mentre taluni altri liquidi possono essere addizionati alla soluzione come diluenti senza che si manifesti la precipitazione della sostanza legante: liquidi diluenti per una data sostanza possono essere solventi per un'altra e viceversa. I diluenti servono a regolare o correggere la volatilità della soluzione e per portarla alla voluta consistenza all'atto dell'applicazione. Nella preparazione delle soluzioni di vernici hanno grande importanza pratica il processo di soluzione, i fenomeni di solvatazione e di gelificazione, nonché la viscosità, la consistenza e la tixotropia, proprietà queste ultime che determinano il comportamento della soluzione di vernici nei riguardi dell'applicazione. Si ricorre di consueto a miscele di solventi che bollono ad alta, media e bassa temperatura, in modo da avere una curva di evaporazione continua, senza bruschi salti, ed una trasformazione prògressiva della vernice in pellicola: in altre parole la composizione del miscuglio dei solventi deve essere tale che dall'inizio alla fine del processo di evaporazione siano sempre presenti nella vernice buoni solventi della sostanza filmogena. I principali solventi in uso sono: idrocarburi alifatici, idrocarburi alifatici clorurati, alcoli alifatici, esteri, eteri, chetoni, idrocarburi ciclici, idrocarburi terpenici (v. solventi, in questa App.).

La maggior parte delle vernici non viene applicata tal quale, ma dopo incorporamento di pigmenti e di cariche o riempitivi, ed allora prendono il nome di pitture.

Industrialmente i prodotti vernicianti si distinguono in quattro grandi gruppi facendo riferimento alla sostanza filmogena che predomina: vernici grasse a base di olî essiccativi; cellulosiche a base di esteri ed eteri di cellulosa; sintetiche a base di resine artificiali; bituminose a base di bitumi. Tale suddivisione ha solo un valore grossolanamente indicativo, in quanto vengono preparate anche vernici nelle quali si trovano incorporati leganti di tipo differente: più rispondente alla composizione è la classificazione in due categorie: vernici propriamente dette e cioè non pigmentate e vernici pigmentate o pitture. La prima categoria comprende le vernici bituminose, le vernici all'olio, le vernici oleoresinose, le vernici a solvente volatile (oleoresinose, resinose, cellulosiche), le emulsioni di vernici: a questi tipi ne corrispondono altrettanti nei quali sono stati incorporati i pigmenti, che costituiscono la seconda categoria, cioè le vernici pigmentate o pitture. Si suole anche denominare talune vernici facendo riferimento alla loro applicazione, ad esempio: vernici tenditela, pitture sottomarine ed antivegetative, vernici e pitture ad effetto crespato o cristallizzato, pitture di fondo ed antiruggine, vernici isolanti, vernici luminescenti, ecc. È invalso l'uso di chiamare vernici a smalto o semplicemente smalti i prodotti vernicianti pigmentati a base di derivati cellulosici oppure a base di resine naturali od artificiali che vengono essiccati a temperature elevate.

Principali tipi di vernici e pitture. - Le vernici grasse risultano dall'incorporamento di olî essiccativi di lino, di legno o loro standolî con resine sintetiche o naturali e solventi (essenza di trementina o di petrolio); le pitture grasse contengono in più i pigmenti: esse sono impiegate per la verniciatura della carrozzeria, delle vetture e vagoni ferroviarî, delle navi, delle costruzioni edili. Lo straordinario sviluppo dell'automobilismo e dell'aviazione ha portato un forte consumo di vernici cellulosiche, che vengono applicate indifferentemente su metalli, legno, tessuti, carta, ecc.: esse sono a base di nitrato o acetato di cellulosa disciolti in solventi volatili (alcoli ed acetati) e diluenti volatili (benzolo, toluolo, ragia minerale, ecc.) ed associati a plastificanti, resine artificiali o naturali (dammar, esteri di colofonia, ecc.): a questo tipo appartengono anche le vernici tenditela per aeroplani. Le vernici a solvente volatile sono semplici soluzioni in appropriati solventi di resine naturali singole o miste, quanto di resine artificiali da sole o in miscela con quelle naturali; talune resine artificiali, che si trovano ad uno stadio intermedio di condensazione, resinificano completamente sia per azione del calore sia per addizione di agenti indurenti che si mescolano alla vernice prima dell'applicazione. Le pitture corrispondenti ai tipi sopra descritti si differenziano unicamente per la presenza dei pigmenti: i componenti in questo caso sono: leganti (olî siccativi, derivati cellulosici, resine), solventi e pigmenti. La vernice grassa pigmentata prende il nome di pittura ad olio, la vernice cellulosica od a solvente volatile contenente pigmenti assume la denominazione di pittura a smalto o semplicemente smalto; di consueto si dà il nome di smalti a quei prodotti che si fanno essiccare in forno: le pitture a smalto forniscono una pellicola a superficie brillante e contengono pigmenti in quantità sufficiente a ricoprire in modo perfetto. Le vernici bituminose, chiamate anche vernici nere, sono costituite da una soluzione di bitume (bitume giudaico, gilsonite) in olio essiccativo e altri solventi adatti, con l'addizione di nero fumo per intensificare la tinta e di resine naturali dure (copali), previa pirogenazione, per aumentarne la durezza: questo tipo trova largo impiego nella verniciatura delle carrozzerie, telai di biciclette, letti di ferro, macchine da cucire e da scrivere, ecc., si applica in generale ad immersione e si essicca a temperatura relativamente alta, al fine di conferire alla pellicola l'aspetto di uno smalto vetroso. La protezione della superficie di metalli in opera viene effettuata mediante ricopertura con pitture grasse antiruggine e anticorrosive; in questo caso i pigmenti devono esplicare un'azione esaltante il potere protettivo della pittura (minio, ossido e sottossido di piombo, ossido di zinco, ossido di ferro esente di solfati e di calcio). Si realizzano anche ottime coperture antiruggine con polvere d'alluminio incorporata ad un veicolo appropriato, in quanto la tensione superficiale del veicolo orienta le scaglie dell'alluminio a sovrapporsi in modo da formare uno strato senza soluzione di continuità. Per impedire le incrostazioni e i depositi di organismi vegetali ed animali sulle carene e sugli scafi delle navi si ricorre a rivestimenti protettivi mediante le pitture sottomarine ed antivegetative del tipo grasso, alle quali sono incorporate sostanze tossiche sia per la fauna sia per la flora sottomarina (ossido rameoso; arsenito, arseniato, acetoarsenito rameici; ossidulo di mercurio; cloruro di fenilmercurio; difenilcloroarsina ed altri). Recente è l'impiego della vernice del tipo bituminoso con incorporata la sostanza tossica, che si applica a caldo mediante pistola a spruzzo. Le vernici isolanti sono contraddistinte in base alla loro applicazione (per avvolgimenti statici o rotanti, per avvolgimenti di trasformatori, per fili di avvolgimento, per fili lucidi, per cavi, per tubi flessibili, per lamine da dinamo e trasformatori, per carta, ecc.): oltre ai tipi grassi e bituminosi, se ne preparano oggi con fenoplasti, amminoplasti, alchidi, etil- e benzilcellulosa, cloruro di polivinile, ecatali di polivinile, polistirolo, poliisobutilene, caucciù, clorocaucciù: di recente realizzazione sono i politeni, impiegati nelle costruzioni radio, radar e dei cavi sottomarini, ed i polisiliconi, utilizzati nell'isolamento di avvolgimenti di motori e trasformatori. La bontà e la sicurezza di funzionamento dei dispositivi elettrotecnici dipendono in grande misura dalla vernice isolante e perciò i collaudi imposti per queste ultime sono assai rigorosi. Le vernici luminescenti debbono fornire una pellicola incolore e permeabile ai raggi ultravioletti eccitatori, possedere un indice di acidità basso, buona impermeabilità all'acqua, essere esenti da metalli pesanti velenosi per la luminescenza: nella preparazione si impiegano come leganti la resina dammar, le resine viniliche, acriliche, polistiroliche; come solventi cicloesanone e metilcicloesanone; come diluenti benzolo, toluolo e xilolo; come plastificanti il trifenil e tricresilfosfato, il clorodifenile; come pigmenti fosforescenti i solfuri di calcio, stronzio e bario ed in particolare i solfuri di zinco e di zinco e cadmio. I pigmenti fosforescenti posseggono la proprietà, dopo esposizione ad una sorgente di luce, di emettere questa per un tempo più o meno lungo, ma il loro potere di immagazzinare la luce è relativamente piccolo: più durevoli sono i pigmenti autoluminescenti o radioattivi formati da solfuro di zinco fosforescente contenente piccole dosi di sostanza radioattiva (mesotorio, radiotorio) che risplendono al buio senza preventiva esposizione alla luce, in quanto il solfuro di zinco viene eccitato, con emissione di luce, dalle particelle α emesse dalla sostanza radioattiva. Sempre maggior importanza vanno assumendo le dispersioni di polimeri (cloruro ed acetato di polivinile, esteri acrilici e metacrilici, polistirolo, ecc.) e le emulsioni di vernici sia del tipo olio in acqua sia tipo acqua in olio, in cui le fasi sono invertite. Si preparano emulsioni di olî siccativi, olî resinosi, resine naturali, bitume, vernici nitrocellulosiche, resine fenoliche modificate con olî, clorocaucciù, resine alchidiche modificate con olî, ecc. Le pellicole ottenute con le emulsioni presentano ottima resistenza, paragonabile a quella della pellicola della corrispondente vernice: nel campo pratico interessano soprattutto le emulsioni in cui la fase dispersa è l'olio e la fase disperdente l'acqua, perché si consegue risparmio di solvente ed una modificazione di viscosità in seguito all'addizione di acqua. L'applicazione di questo nuovo tipo di pittura non è molto sviluppata, ma si prevede che essa, in seguito a perfezionamenti ulteriori, rimpiazzerà molti usuali prodotti vernicianti, per sostanziali vantaggi economici e pratici.

Bibl.: R. Schäfer, Physikalische Chemie der Lacke, in Fette u. Seifen, 1942; 1943, 1944; U. Cuppini, Pitture e vernici naturali e sintetiche, Milano 1945; A. Aita, Vernici e pitture, Milano 1947.