¿Por qué la solidez a la luz y la resistencia a la intemperie de un pigmento importan tanto en aplicaciones exteriores?

Seis meses después de entregar un lote de asientos de plástico para exterior, el cliente envió fotografías: el rojo anaranjado, antes vivo, se había desteñido hasta un rosa pálido, y la cara expuesta al sol y la cara a la sombra parecían dos productos distintos. La fórmula no había cambiado y el número de índice de color del pigmento era idéntico al de la muestra de laboratorio. El problema venía de la etapa de selección, en la que nadie preguntó cuánto iba a resistir ese pigmento bajo radiación ultravioleta, lluvia y calor. Hubo que reponer el lote completo, y el cliente exigió informes de ensayo de intemperie para todos los pedidos siguientes.

¿Por qué la solidez a la luz y la resistencia a la intemperie importan tanto en aplicaciones exteriores? La solidez a la luz es la capacidad de un pigmento de conservar su color bajo exposición luminosa; la resistencia a la intemperie es la capacidad de conservar color y desempeño cuando la luz, el calor, la humedad y el oxígeno actúan al mismo tiempo. La vida del color de un producto de exterior la deciden estas dos propiedades, y ninguna de las dos se aprecia en una placa de laboratorio.

El color de un pigmento nace de la absorción selectiva de la luz por su estructura molecular, y el ambiente exterior ataca esa estructura todos los días: la radiación ultravioleta rompe los enlaces químicos de los pigmentos orgánicos, el calor acelera el proceso, y la humedad y el oxígeno desencadenan hidrólisis y oxidación. El cambio no ocurre en un día; a lo largo de meses el color se destiñe, se oscurece o vira, hasta que el cliente pone dos placas una junto a otra y ve la diferencia. La radiación ultravioleta tiene energía suficiente para romper los grupos cromóforos de muchos pigmentos orgánicos, y una vez roto el cromóforo la molécula ya no absorbe su longitud de onda característica, así que el color se debilita. Los pigmentos orgánicos de distintas estructuras varían enormemente en su resistencia al ultravioleta, y dentro de un mismo matiz un grado barato y un grado de alto desempeño pueden diferir varias veces en vida útil exterior; los pigmentos inorgánicos no dependen de cromóforos orgánicos y cuentan aquí con una ventaja natural. Muchos compradores solo miran el grado de solidez a la luz, pero en exterior también hay temperatura, lluvia, humedad y contaminantes del aire. El calor acelera todas las reacciones de degradación; la humedad hidroliza ciertos pigmentos y además envejece el recubrimiento o la propia matriz plástica, exponiendo más superficie de pigmento; el oxígeno y el ozono participan en la oxidación. La resistencia a la intemperie es la pregunta que abarca todo esto a la vez, y un pigmento con altísima solidez a la luz pero poca resistencia al calor o a la hidrólisis fallará igual en el exterior de una región cálida y húmeda.

Ambas propiedades cuentan con métodos de evaluación consolidados, y al comprar conviene exigir al proveedor los datos correspondientes en lugar de decidir solo por índice de color y precio. La solidez a la luz se califica normalmente en la escala de lana azul del 1 al 8, donde 8 es el máximo: la placa pigmentada se expone junto a tiras de lana patrón, y el grado corresponde a la tira que muestra el mismo grado de desteñido en el mismo tiempo. Cada grado adicional duplica aproximadamente el tiempo de exposición antes de desteñir, y las aplicaciones de exterior suelen exigir grado 7 o superior, con atención a la concentración a la que se midió ese grado. La resistencia a la intemperie se evalúa en equipos de envejecimiento acelerado, sobre todo cámaras de arco de xenón y de lámparas fluorescentes UV, que controlan irradiancia, temperatura, aspersión y humedad para simular las condiciones exteriores y reportan la diferencia de color y la retención de brillo por hora de exposición. Los datos acelerados facilitan la comparación, pero no sustituyen del todo la exposición real a la intemperie, sobre todo en proyectos de largo plazo, por lo que para productos con alta exigencia de vida exterior recomendamos hacer ambos ensayos. El punto que más se pasa por alto es la concentración: el mismo pigmento medido en masa, sin blanco, y el mismo pigmento rebajado con dióxido de titanio hasta un tono claro suelen diferir en uno o dos grados o más, porque tras el rebaje una proporción mayor de cada partícula queda expuesta a la luz y se degrada más rápido. Si el producto de exterior usa un tono claro, hay que pedir al proveedor los datos a la relación real de rebaje; de lo contrario, el grado alto en masa es solo una cifra sobre el papel.

Los pigmentos inorgánicos, como los óxidos de hierro, el dióxido de titanio rutilo con tratamiento superficial y los pigmentos inorgánicos complejos, ofrecen en general una durabilidad exterior muy alta y un color estable, a cambio de una gama de matices limitada y una saturación menor que la de los orgánicos. Los pigmentos orgánicos son vivos y de alto poder colorante, pero su resistencia a la intemperie abarca un rango enorme: las familias de alto desempeño, como quinacridonas, dicetopirrolopirroles y perilenos, cumplen los requisitos exteriores de los recubrimientos automotrices, mientras que algunos grados azoicos de bajo precio solo sirven para interior. Un error de compra frecuente es adquirir por número de índice de color suponiendo que todos los productos bajo ese número se comportan igual. En realidad, los productos de un mismo índice de distintos fabricantes y en distintos grados difieren en tamaño de partícula, forma cristalina, tratamiento superficial y pureza, y su desempeño a la intemperie puede ser completamente distinto. Las aplicaciones de exterior deben seleccionarse con datos de intemperie y resultados de ensayo reales, no solo por el número de índice.

La secuencia de selección debe ser definir primero las condiciones, elegir después el pigmento y ajustar al final el sistema; hecha al revés, los problemas aparecen después de la entrega. Empiece por fijar la vida útil y las condiciones de exposición: cuántos años en exterior y en qué región, porque un litoral de alta humedad y salinidad, una zona de altura con ultravioleta intenso y una zona industrial contaminada son casos totalmente distintos. Con vida útil y región definidas, el grado de solidez a la luz y las horas de intemperie exigidas tienen fundamento, y el proveedor puede recomendar grados adecuados. Considere el pigmento junto con el sistema: las piezas plásticas necesitan absorbedores de ultravioleta y estabilizadores de amina impedida que protejan la matriz y el pigmento; en recubrimientos, el sistema de resina decide cuánto dura la película, y si la resina se pulveriza primero, hasta el mejor pigmento queda expuesto; el dióxido de titanio necesita un tratamiento superficial adecuado para frenar el entizado fotocatalítico. Cuando recomendamos pigmentos para exterior, revisamos al mismo tiempo la matriz, los aditivos y las condiciones de proceso del cliente. El juicio final solo puede salir de placas hechas con la fórmula real, a la concentración real y en las condiciones reales de proceso, sometidas a envejecimiento acelerado y, cuando haga falta, a exposición exterior. El tiempo y el costo de ese paso quedan muy por debajo del costo de reprocesar un lote de producto exterior desteñido.

¿Un pigmento con grado 8 en la escala de lana azul es automáticamente seguro en exterior? No necesariamente: el 8 suele ser la cifra en masa, y rebajado a un tono claro puede bajar a 6 o menos; además la solidez a la luz solo refleja el efecto de la luz, y en exterior también hay calor, humedad y oxígeno, así que se requieren datos de intemperie a la concentración real. ¿Los pigmentos inorgánicos son siempre más resistentes a la intemperie que los orgánicos? En la mayoría de los casos sí, pero no de forma absoluta: los orgánicos de alto desempeño cumplen requisitos de recubrimiento automotriz en exterior, mientras que algunos inorgánicos sin tratamiento superficial dan problemas en ambientes húmedos, de modo que la selección debe basarse en los datos del grado concreto. ¿Los productos de interior necesitan considerar la solidez a la luz? Sí: una posición junto a una ventana o bajo la iluminación intensa de un centro comercial destiñe los pigmentos de baja solidez, solo que más despacio que en exterior, y los productos de interior suelen requerir grado 5 a 6 según el escenario de uso.

Hongda Group produce pigmentos, dióxido de titanio y aditivos en Ningbo desde 1992 y exporta a más de treinta países; una parte importante de esa producción se destina a recubrimientos y piezas plásticas de exterior. Si su producto va a usarse en exterior, indíquenos la vida útil, la región y las condiciones de la fórmula, y le recomendaremos grados para su caso real con datos de intemperie. Para conocer las formas de colaboración, visite hongda-chem.com y haga clic en "Become a strategic partner".