Suspensivos y aglutinantes

Dependiendo de la mezcla que estemos preparando en nuestra suspensión, las partículas sólidas de soluto pueden tener el tamaño y el peso suficiente para decantar. Otro posible problema es que una suspensión al secarse puede perder adherencia y las partículas sólidas de soluto pueden desprenderse del soporte. Estos posibles problemas se resuelven con los suspensivos y los aglutinantes.

Cuando las propiedades suspensivas del solvente no son suficientes para mantener la mezcla en suspensión necesitaremos reforzar la acción del solvente con suspensivos (o suspensores) que mantengan las partículas sólidas homogéneamente distribuidas en toda la suspensión.

Los defloculantes usados en coladas y engobes hacen que las partículas de soluto se separen y sean más pequeñas y puedan quedar suspendidas en el soluto. Es decir, podemos considerar que los defloculantes son suspensivos de las suspensiones. 

Leer más sobre defloculantes …

Si la suspensión es muy fluida (como ocurre en los esmaltes) podemos usar arcillas como suspensivos y, de hecho, en la mayoría de los esmaltes siempre hay alguna arcilla en su composición que hace la función de suspensivo. Los suspensivos suelen favorecer la gelación de los esmaltes.

Los suspensivos más comunes son arcillas puras:

  • Bentonita: Actúa como suspensivo para esmaltes y favorece la tixotropía pero debe ir siempre mezclada con otras arcillas para evitar craquelados.
  • Arcilla de bola: Suspensivo, endurecedor y promueve la gelación. Con más del 20% de arcilla de bola hay un riesgo alto de que se produzcan craquelados. 
  • Caolín: También es suspensivo, aunque su función principal en la fórmula de los esmaltes es aportar la alúmina necesaria a la receta.

Sin embargo, hay esmaltes que no llevan arcilla en su composición, y al añadirla alteramos la naturaleza del esmalte. En estos casos se añaden aglutinantes que son sustancias adherentes que mantienen cohesionadas las partículas de soluto. Los aglutinantes suelen ser orgánicos. 

Los aglutinantes además actúan como un cemento, de forma que cuando desaparece el solvente en el secado siguen manteniendo las partículas de soluto adheridas. Esta función es extremadamente útil para suspensiones aplicadas sobre superficies no porosas (como ocurre en esmaltes sobre cubierta o con engobes aplicados sobre esmalte, o los esmaltes aplicados sobre porcelana). 

Si tenemos un esmalte con arcilla en su composición, quizás no tengamos problemas con la suspensión de las partículas de soluto, pero durante el secado se producirá merma, y en consecuencia craquelará y tenderá a despegarse del soporte. Este problema también se resuelve añadiendo un aglutinante. 

Con los aglutinantes podemos utilizar menos arcillas plásticas en esmaltes y mantener la adherencia en seco a las superficies donde se aplican dichos esmaltes.

Otro problema que solucionan los aglutinantes es la aplicación de varias capas de un mismo esmalte o varios esmaltes. Los aglutinantes evitan que se produzcan grietas o desprendimientos de las capas de esmalte.

Los inconvenientes de los aglutinantes, tanto en engobes como en esmaltes, consisten en que hacen que el secado sea mucho más lento, que generan CO2 durante la cocción y que hacen más difícil el manejo de los esmaltes y engobes. 

Cuando las suspensiones son muy poco fluidas (alta viscosidad) porque tienen una cantidad muy reducida de solvente, como ocurre con las pastas cerámicas en estado plástico, los aglutinantes también pueden desarrollar un efecto positivo. 

Los aglutinantes aplicados a pastas lubrican los componentes y permiten que una pasta adquiera la suficiente plasticidad para que pueda ser extruida o prensada. De hecho algunas pastas como la porcelana dental que no contienen arcilla pueden ser moldeadas con los aglutinantes.  

Un caso especial de aglutinante es la celulosa. Agregada a una pasta cerámica, la celulosa actúa formando un esqueleto en la pasta que aporta gran resistencia mecánica en crudo, y permite realizar paredes de muy poco grosor sin que se quiebren y con gran resistencia a la compresión.

Hay muchísimos aglutinantes en el mercado, pero la siguiente lista puede ser un buen resúmen:

  • Orgánicos: CMC, Alcohol de polivinilo, Almidones, Dextrina,  Emulsiones de ceras, Polietilenglicol, Lignosulfonatos, Metilcelulosa,  Parafinas, Poliacrilatos, Goma arábiga,  Goma xántica, vehículos de transporte para calcas, Celulosa
  • Compuestos Inorgánicos: Silicato de sodio, Bentonita, Aluminosilicato de magnesio (Esmectita)

Cuando las pastas cerámicas ya han perdido su plasticidad y están en dureza de cuero es el momento idóneo para pegar entre sí distintas piezas modeladas, ya que no se producirán deformaciones al manejar las distintas partes a unir. Para realizar esta unión (entre suspensiones modeladas que ya han perdido la plasticidad)  usamos también un aglutinante que es la barbotina junto a un secado muy lento que permita que la humedad de la barbotina se disperse por las piezas unidas sin que se produzcan distintos ritmos de  merma por secado.

La barbotina es la misma pasta cerámica que hemos utilizado para modelar las partes a unir, preparada en una suspensión con consistencia cremosa. La barbotina más útil se logra cuando logramos que adquiera el estado de gel, ya que será fácil de aplicar (por su solidez) y se introducirá bien en los huecos a rellenar (por su liquidez). Por eso, muchos ceramistas preparan la barbotina con vinagre, que es un floculante que promueve la tixotropía y la gelación.

Cuando tenemos problemas, bien porque durante el secado aparecen grietas, o bien porque queremos unir piezas de distintos grosores, o bien porque queremos unir piezas modeladas demasiado secas o con distintos grados de humedad entre sí, podemos usar barbotina preparada con vinagre, pero no siempre funciona esta solución.

En estos casos difíciles se usa un aglutinante especial (agua mágica) que incorpora en su composición silicato de sodio que es un adherente potente que resiste muy bien la temperatura de la cocción (además de ser defloculante cuando se emplea en pequeñas dosis). Si el problema no se resuelve, el «agua mágica» se puede combinar con una barbotina con celulosa (barro mágico) para potenciar la adherencia.

Materias primas

Aglutinantes orgánicos

CMC

El término CMC significa carboximetilcelulosa sódica y se trata de una goma orgánica. Las gomas se utilizan en cerámica para aglutinar y endurecer los esmaltes sin cocer. El endurecimiento permite una mejor adherencia del esmalte a la pieza,  un secado más lento y menor contracción o merma en el secado. Es muy útil cuando se quieren aplicar varias capas de esmalte sin que se produzcan descascaramientos ni grietas. Los esmaltes que llevan suficiente arcilla en su composición (más del 15%) no necesitan goma. Las suspensiones de colorantes aplicadas sobre esmaltes mediante estampación o pincel necesitan gomas y CMC es una buena opción en estos casos.

Si se va a esmaltar por inmersión o vertido es mejor no utilizar CMC porque hace que  el esmalte sea pegajoso y difícil de limpiar, impide que los floculantes provoquen gelación, y como se seca despacio dificulta la aplicación de varias capas sin que queden marcas de gotas.

El CMC en polvo es difícil de disolver en agua. Es mejor mezclar el CMC en seco (entre 0,5 y 1%) con otros ingredientes también secos  antes de añadir agua. Pero lo mejor es preparar una solución de agua hirviendo con CMC (hasta 70 gramos de goma en polvo por litro)  mezclando con mezclador eléctrico. 

Los aglutinantes orgánicos se queman durante la cocción y pueden llegar a causar algún problema como picaduras en los esmaltes. Al ser un compuesto orgánico puede desarrollar microbios y mohos durante su almacenamiento.

Alcohol de polivinilo

Utilizado como aglutinante para esmaltes. Por ejemplo, se suele pulverizar una solución de alcohol de polivinilo y agua sobre la superficie cerámica antes de aplicar una serigrafía.  Es un potente tensioactivo (actúa sobre la tensión superficial) y por ello humedece las partículas. Los compuestos con bajo peso molecular como el alcohol de polivinilo, tienen baja viscosidad y no alteran apenas la viscosidad de esmaltes y engobes. Es estable y no fermenta. 

Almidones

Suelen encontrarse en polvo y son un grupo de carbohidratos que generan emulsiones coloidales con agua de altas propiedades aglutinantes. Tienen alto peso molecular, lo que les hace poco solubles. Se suelen mezclar almidones en polvo con arcillas secas antes de añadir agua para facilitar la emulsión. Los almidones fermentan. 

Dextrina

Es un polvo amarillento que se obtiene al tratar con ácidos a los almidones. Es un aglutinante muy potente y se utiliza para preparar granos de esmalte para aplicarlos en seco ya que es un extraordinario adherente. La dextrina también mejora la plasticidad de los engobes.

Emulsiones de ceras

Las emulsiones de ceras actúan como lubricante entre las partículas cuando la suspensión tiene agua, y como aglutinante cuando se seca. Muy utilizadas en la producción de materiales técnicos refractarios de alúmina.

Polietilenglicol

Se emplean para mejorar la plasticidad ya que actúan como lubricantes. Los de mayor peso molecular se utilizan como aglutinantes-plastificadores en prensado de pastas.

Lignosulfonatos

Son polímeros derivados de la lignina, solubles y tensioactivos (actúan sobre la tensión superficial). En las pastas, mejoran las características mecánicas y la dureza en el secado, además de actuar como lubricantes durante el prensado o la extrusión. En los engobes se añade entre un 0,1 y un 2%. En azulejos prensados, añadiendo 1% de lignosulfonatos se duplica la resistencia mecánica. Se utilizan mucho para reducir la merma manteniendo la dureza mecánica, evitando así introducir arcillas plásticas.

Metilcelulosa

Es un derivado de la celulosa. Muy estable frente a microorganismos pero con tendencia a formar espuma. Es un defloculante potente y también es aglutinante muy utilizado en la producción de pastas refractarias.

Parafinas

Las mezclas de parafinas y ceras se usan mucho como aglutinantes para producir piezas especiales por prensado.

Poliacrilatos

Se usan como defloculantes, pero pueden también ser usados como aglutinantes aunque su alto coste suele influir para no escoger estos compuestos.

Goma arábiga

Utilizada para adherir esmaltes con poca arcilla al cuerpo cerámico. Primero se disuelve en agua caliente y luego se aplica en pequeñas cantidades al esmalte en polvo, antes de añadir el resto de agua. 

El grado de endurecimiento que proporciona puede ser muy alto. Una vez añadida a un esmalte, si este se seca no podrá volver a ser utilizado.Al ser material orgánico necesita biocidas, y desprende un olor característico desagradable.

Goma xántica

La goma xántica es es un polisacárido que actúa como suspensivo y endurecedor de esmaltes y engobes. Se forma por la fermentación de gomas naturales con una bacteria llamada Xanthomonas campestris. Y de ahí viene su nombre.  Al ser orgánica, la goma necesita la adición de biocidas si va a almacenarse.

Celulosa

La celulosa es una fibra vegetal compuesta por tubos por los que circulan los nutrientes que dan vida a las plantas. La celulosa es higroscópica, esponjosa y resistente a la compresión, a los golpes y a la torsión. La caolinita y la celulosa establecen uniones muy fuertes, por lo que la pasta con celulosa es una pasta que rompe con la historia de la cerámica y permite ejecutar trabajos con paredes de 1 o 2 mm, complejos y obras que no serían posibles con cualquier otra pasta. La pasta con celulosa ofrece gran resistencia mecánica en crudo (se pueden realizar planchas de 2 mm y extremadamente grandes sin que se rompan) debido a que la celulosa forma una especie de esqueleto vegetal. La resistencia a la compresión hace que las planchas sean ideales para el grabado. Se dice que la pasta con celulosa es imposible de romper, que no se deforma durante el secado y que puede ser re-humedecida cuando está seca por inmersión en agua.

Se suelen realizar los trabajos por piezas pasando después a su pegado. El pegado es extremadamente fácil y basta con humedecer las zonas a pegar y reforzar con barbotina de porcelana con celulosa. Es decir, podemos pegar las piezas en seco sin ningún problema porque las fibras de la celulosa son higroscópicas y se rehidratan muy rápidamente. Se puede unir seco con seco y seco con dureza de cuero. Es difícil de modelar con torno y prácticamente imposible de retornear.

El secreto está en que las fibras de celulosa son huecas y las partículas de arcilla pueden alojarse en su interior.

Las piezas se pueden llegar a cocer en húmedo cuando la relación entre pulpa y porcelana es del 50%, aunque en seco correremos menos riesgos.

Se pueden hacer pastas con celulosa basadas en terracotas, gres, porcelana, loza, etc…y son compatibles con todo tipo de esmaltes y engobes. Para cualquier temperatura de cocción. 

Deben añadirse lejías o antibacterianos para evitar el olor de la pasta con celulosa.

Durante la cocción la materia orgánica combustiona y desaparece entre los 232º y los 700º (generando humo), desapareciendo el esqueleto vegetal y aumentando la translucidez. El bizcochado es el estado más frágil ya que ya no tenemos la estructura vegetal y tampoco hemos cerrado el poro de la porcelana. A 1.050º la pieza ya ha endurecido , es madura y menos porosa. Si esmaltamos hay que usar esmaltes diluidos para que no engorden demasiado la superficie. 

Vehículos de transporte para calcas

Las calcas son diseños realizados con suspensiones de pigmentos coloreados sobre un papel especial previamente engomado que puede ser transparente o no. Es decir, se trata de utilizar un soporte intermedio que es el papel, para realizar con más facilidad los trazos y dibujos para finalmente sustituir el soporte de papel por el soporte definitivo que será la pieza cerámica. Sobre el dibujo coloreado se suele aplicar un endurecedor (aglutinante) que permite coger la calca cuando se despega del papel, transportarla y adherirse a la superficie que queremos colorear. Si el aglutinante es muy espeso se utiliza un disolvente para hacerlo más fluido.

Compuestos inorgánicos

Aluminosilicatos de magnesio (Esmectita)

Se obtienen de las esmectitas trituradas hasta tamaños coloidales. Añadiendo una cantidad entre 0,5 y 5% a engobes se mejoran notablemente las propiedades mecánicas y añaden adherencia a las superficies. La bentonita es un tipo de esmectita, pero nos referimos aquí a otros filosilicatos del grupo de las esmectitas con hojas tri octaédricas de magnesio. 

Bentonita

La Bentonita, como arcilla de gran pureza y plasticidad, puede añadirse entre 0,5 y 3% a los engobes durante su molido. Aumenta la viscosidad y mejora las características mecánicas y la adherencia del engobe. 

También actúa como aglutinante en pastas cerámicas produciendo una masa más densa con más puntos de contacto entre partículas. Aunque, al tener contenido en hierro, es considerada como arcilla sucia ya que mancha si la mezclamos con arcillas blancas, se suele añadir un 2% de  bentonita a las porcelanas para lograr que la mezcla sea muy moldeable sin que se aprecie casi variación en la blancura. En ciertas mezclas se llega hasta el 5% de bentonita mezclada con otras arcillas.

Leer más sobre la bentonita ….

Silicato de Sodio

Ya comentado este compuesto como defloculante. Además el silicato de sodio es un aglutinante que mejora las propiedades mecánicas de las pastas. Muy utilizado para fabricar azulejos por presión sobre moldes. Sus propiedades aglutinantes le permiten adherir el carburo de silicio a las paredes refractarias de un horno para microondas. Otra aplicación interesante es mezclarlo con óxido o pigmento colorante y hacer una pasta que sirve para hacer una especie de engobe grueso que aplicado sobre piezas torneadas puede proporcionar efectos decorativos muy interesantes.

Adherentes para pastas

Barbotina

La barbotina se realiza utilizando la misma pasta con la que se han realizado las piezas a unir, creando una suspensión con estado cremoso. Para que la barbotina sea más efectiva, podemos opcionalmente añadir un floculante (como el vinagre) que provocará que las partículas se aglutinen, provocando que la barbotina sea más pegajosa, además de favorecer la gelación. Basta con un poco de vinagre (5 ml por cada 200 gramos de arcilla seca). 

Para realizar una correcta unión con barbotina debemos seguir los siguientes pasos:

  1. Rayar las superficies que se van a unir.
  2. Aplicar suficiente pegamento de barbotina en ambas partes. 
  3. Colocar las piezas a unir en el lugar señalado. Presionar firme. La barbotina deberá producir un exceso. Esto es importante, porque nos indica que no queda aire atrapado.
  4. Coser las dos piezas unidas con incisiones anchas que mezclen la arcilla de ambas piezas.
  5. Aplicar un churro de arcilla plástica sobre el cosido, igualando con el resto de las superficies unidas
  6. Repasar con alguna herramienta retirando el exceso de arcilla y dando forma. 

Barbotina solo con vinagre

Si tenemos una rotura en estado de dureza de cuero, se prepara una pasta con la misma arcilla seca y vinagre en vez de agua y se arregla con eso. Al hornearlo queda totalmente pegado. El vinagre siempre funciona con las grietas ya que es un potente floculante. Modelando porcelana se puede y debe utilizar vinagre para cerrar el poro y alisar.

Agua mágica y Barro mágico

Los llamados “Agua mágica” y “Barro mágico” se usan cuando la unión entre dos piezas de arcilla es sospechosa de agrietarse durante el secado o la cocción debido a que estamos uniendo piezas con distinto grosor (se secará una antes que la otra), o bien estamos uniendo una pieza recién preparada a una pieza que ya está en dureza de cuero.

El  “Barro mágico” se usa en los casos más extremos, incluso si queremos unir arcilla húmeda con arcilla seca, o hacer reparaciones de roturas. Las grietas por tensión durante el secado se reducen drásticamente. 

El “Agua Mágica” se prepara con: 

  • 3,8 litros de agua
  • 3 x cucharadas soperas de silicato sódico
  • 1 y media cucharadas de té de carbonato de sodio

El sodio que llevan la soda y el silicato hace de fundente muy potente, mientras que la sílice del silicato hace de formador de vidrio, y el agua disuelve la soda y ayuda a que ésta penetre en la arcilla. El silicato de sodio es pegajoso y se seca de forma más rápida y dura que la arcilla. En resumen, el Agua Mágica forma una capa pegajosa que es una especie de esmalte/vidriado que penetra en la arcilla y seca formando un enlace duro durante el secado y después de la cocción.

El “Barro Mágico” es un engobe realizado con Agua Mágica, arcilla y celulosa. Con esta mezcla, a las propiedades ya comentadas del Agua Mágica añadimos  la celulosa que hace que mejore el proceso de secado ya que enlaza las piezas unidas y disminuye la merma durante el secado.

Para preparar Barro Mágico:

  • Llenar de 1/4 a 1/3 de una taza de trocitos de servilletas de papel o papel higiénico.
  • Agregar de 3/4 a 2/3 de una taza de pasta seca convenientemente triturada en trozos pequeños o en polvo. Es mejor usar la misma pasta que hemos usado para modelar las piezas que queremos unir.
  • Sumergir durante 12 horas en agua mágica de forma que la mezcla de arcilla y papel quede cubierta por el agua.
  • Mezclar con batidora.
  • Verter el exceso de agua mágica y el engobe creado está listo para usar.

3 comentarios sobre “Suspensivos y aglutinantes

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