estudo de cálculos no desenvolvimento de tintas

UNIVERSIDADE DO EXTREMO SUL CATARINENSE - UNESC

CURSO DE ENGENHARIA DE MATERIAIS

DIEGO SCHLEMPER

ESTUDO DE CÁLCULOS NO DESENVOLVIMENTO DE TINTAS

CRICIÚMA, JUNHO DE 2010

DIEGO SCHLEMPER


Trabalho de Conclusão de Curso, apresentado para obtenção do grau de Engenheiro de Materiais no curso de Engenharia de Materiais da Universidade do Extremo Sul Catarinense, UNESC.

Orientador: Prof. Dr. Michael Peterson

CRICIÚMA, JUNHO DE 2010DIEGO SCHLEMPER


Trabalho de Conclusão de Curso aprovado pela Banca Examinadora para obtenção do Grau de Engenheiro de Materiais, no Curso de Engenharia de Materiais da Universidade do Extremo Sul Catarinense, UNESC, com Linha de Pesquisa em tintas.

Criciúma, 18 de Junho de 2010.

Orientador: Prof. Dr Michael Peterson

BANCA EXAMINADORA

Prof. Dr. Angêla Arnt - UNESC

Eng. Químico Elton da Silva – Anjo Química

Eng. Química Daiane de Souza Medeiros – Anjo Química

Dedico esta conquista a Deus autor e consumador

de todas as conquistas.

A meus pais Wilbert e Mariza, que estiveram

sempre ao meu lado em todos os momentos.

A minha namorada Adassa pelo apoio e

compreensão nos obstáculos enfrentados e pelos

momentos importantes e especiais existentes

nessa caminhada.

A todos que de alguma forma contribuíram para

o êxito da conclusão deste curso.

AGRADECIMENTOS

Agradeço a Deus, pela oportunidade da vida e da inteligência.

A minha família, em especial aos meus pais Wilbert e Mariza pela oportunidade e

incentivo nessa jornada e aos meus irmãos Dione e Djfferson.

A Adassa minha namorada por estar sempre ao meu lado em todos os momentos.

Aos amigos que conquistei nesse tempo, em especial Gustavo, Mario e Flávia que

nesses cinco anos juntos, conseguimos atingir nossos objetivos.

Aos professores do Curso de Engenharia de Materiais, em especial ao meu Orientador

Michael Peterson, pelo apoio dado durante a execução deste trabalho.

A empresa Anjo Química e colegas de trabalho e especialmente ao meu co-orientador

Paulo Antônio Donádio.

As demais pessoas que puderam contribuir para que este trabalho fosse possível.

RESUMO

Este trabalho teve como objetivo a avaliação do método matemático utilizado no

desenvolvimento de tintas, bem como a comparação entre valores medidos e valores

calculados, e procedimentação dos cálculos utilizados. O fato de não encontrarmos em

literatura um procedimento que explique e determine os cálculos necessários para o

desenvolvimento de tintas justificam a realização deste trabalho. O desenvolvimento deu-se

em função da pré-determinação de propriedades desejadas e a partir desta o desenvolvimento

de três formulações, Esmalte Automotivo Branco Brilhante, Esmalte Automotivo Branco

Semi-brilho e Esmalte Automotivo Branco Fosco, através de uma base de cálculos, para então

comprovação na prática a confiabilidade dos cálculos. Foi concluído que praticamente todas

as propriedades finais pré-determinadas foram alcançadas, demonstrando que os cálculos são,

sem duvidas, importantes ferramentas no desenvolvimento de tintas.

Palavras-chave: Tintas, Cálculos de formulação, desenvolvimento de tintas, PVC.

LISTA DE ILUSTRAÇÕES

Figura 1: Anjo Química do Brasil Ltda....................................................................................14

Figura 2: Formas dos Cristais...................................................................................................25

Figura 3: Variação do custo da tinta em função de Λ...............................................................38

Figura 4: Gráfica tensão x deformação para tintas epóxi-poliamida formuladas com.............39

diferentes valores de Λ .............................................................................................................39

Figuras 5: Variação da absorção de água em função do PVC..................................................39

Figura 6: Influência do PVC nas propriedades das tintas.........................................................40

Figura 7: Picnômetro.................................................................................................................53

Figura 8: Medidor de brilho glossmeter....................................................................................54

Figura 9: Grindômetro..............................................................................................................55

Figura 10: Corte em Grade ASTM D 3359..............................................................................56

Figura 11. Criptômetro de Pfund com placas Unidas...............................................................58

LISTA DE TABELAS

Tabela 1: Volume de Tintas produzidos no Brasil....................................................................16

Tabela 2: Faturamento de Tintas produzidos no Brasil............................................................16

Tabela 3: Classificação das resinas...........................................................................................20

Tabela 4: Propriedades típicas de dióxido de titânio – pigmento.............................................22

Tabela 5: Classificação dos Solventes......................................................................................30

Tabela 6: Características do PVC conforme o Brilho...............................................................37

Tabela 7: Relação de Λ e propriedades esperadas....................................................................42

Tabela 8: Referência para Cobertura de Contrastes.................................................................43

Tabela 9: Características desejadas...........................................................................................44

Tabela 10: Determinação do percentual de pigmento...............................................................45

Tabela 11: Determinação do % de carga mineral.....................................................................45

Tabela 12: Determinação do % de resina.................................................................................46

Tabela 13: Percentuais de aditivos secantes.............................................................................47

Tabela 14: Percentuais de dispersante......................................................................................47

Tabela 15: Percentuais de Anti-sedimentante...........................................................................48

Tabela 16: Cálculos de formulação da tinta Esmalte Automotivo Branca Brilhante...............47

Tabela 17: Cálculos de formulação da tinta Esmalte Automotivo Branca Semi-Brilho..........48

Tabela 18: Cálculos de formulação da tinta Esmalte Automotivo Branca Fosca.....................49

Tabela 19: Fração volumétrica de pigmento.............................................................................50

Tabela 20: Fração volumétrica de pigmento crítico.................................................................51

Tabela 21: Relação PVC/ CPVC..............................................................................................51

Tabela 22: Rendimento Teórico................................................................................................51

Tabela 23: Densidade Teórica..................................................................................................52

Tabela 24: Resultados da Aderência.........................................................................................56

Tabela 25: Resultados práticos do Esmalte Automotivo Branco Brilhante..............................59

Tabela 26: Resultados práticos do Esmalte Automotivo Branco Semi-brilho.........................59

Tabela 27: Resultados práticos do Esmalte Automotivo Branco Fosco...................................60

Tabela 28: Resultados da Tinta Esmalte Automotivo Brilhante...............................................61

Tabela 29: Resultados da Tinta Esmalte Automotivo Semi-brilho..........................................61

Tabela 30: Resultados da Tinta Esmalte Automotivo Fosco....................................................62

LISTA DE ABREVIATURAS E SIGLAS

ABNT – Associação Brasileira de Normas Técnicas.

ASTM – American Society For Testing and Materiais.

KU – Krebs.

H G– Hegman Grindmeter

PVC – Fração Volumétrica de Pigmento.

CPVC – Concentração Volumétrica de Pigmento Crítica.

SUMÁRIO

1. INTRODUÇÃO....................................................................................................................11

2. OBJETIVOS.........................................................................................................................12

2.1 Objetivo Geral.....................................................................................................................12

2.2 Objetivos Específicos..........................................................................................................12

3. HISTÓRICO DA EMPRESA...............................................................................................13

4. MERCADO DE TINTAS NO BRASIL..............................................................................15

5. FUNDAMENTAÇÃO TEÓRICA........................................................................................17

5.1. TINTAS.............................................................................................................................17

5.2. RESINAS...........................................................................................................................18

5.2.1. Diferenças entre sistemas termoplásticos e termofixos..................................................18

5.2.2. Resinas Alquídicas..........................................................................................................19

5.2.3. Resinas poliuretânicas.....................................................................................................20

5.2.4. Resina Epóxi...................................................................................................................20

5.2.5. Resinas Acrílicas.............................................................................................................21

5.3. PIGMENTOS....................................................................................................................21

5.3.1. Pigmentos Inorgânicos....................................................................................................21

5.3.1.1. Dióxido de Titânio......................................................................................................22

5.3.1.2. Óxidos de Ferro............................................................................................................23

5.3.1.3. Cromato de Zinco........................................................................................................23

5.3.1.4. Cromatos de Chumbo..................................................................................................24

5.3.1.5. Fosfato de Zinco..........................................................................................................24

5.3.2. Pigmentos Orgânicos.....................................................................................................24

5.4. ADITIVOS.........................................................................................................................25

5.4.1. Aditivos de Cinética........................................................................................................26

5.4.1.1. Secante de Manganês...................................................................................................26

5.4.1.2. Secantes de Cobalto.....................................................................................................27

5.4.1.3. Secante Zircônio..........................................................................................................27

5.4.1.4. Secante de Zinco..........................................................................................................27

5.4.1.5. Secantes de Chumbo....................................................................................................27

5.4.1.6. Secante de Cálcio.........................................................................................................28

5.4.1.7. Secante de Ferro...........................................................................................................28

5.4.1.8. Secante de Terras Raras...............................................................................................28

5.5. SOLVENTES.....................................................................................................................28

5.5.1. Propriedades Físicas........................................................................................................29

5.5.2. Classificação dos Solventes em Grupos.........................................................................30

6. TÉCNICAS DE FORMULAÇÃO........................................................................................31

6.1. Seleção das Resinas...........................................................................................................31

6.2. Seleção dos Solventes........................................................................................................31

6.3. Seleção dos Pigmentos e Cargas........................................................................................32

7. METODOLOGIA.................................................................................................................34

7.1. Matemática do formulador.................................................................................................34

7.2. Densidade Teórica (DT)....................................................................................................35

7.3 Não Voláteis em Massa ou Peso (NV)...............................................................................35

7.4. Não Voláteis em Volume (NVV).....................................................................................35

7.5. Quantidade de Secantes....................................................................................................35

7.6. Calculo da quantidade de Secantes....................................................................................36

7.7. Quantidade de Dispersante................................................................................................36

7.8. Quantidade de Anti-sedimentante......................................................................................37

7.9. Fração Volumétrica de Pigmento.......................................................................................37

7.10. Concentração Volumétrica de Pigmento Crítica (CPVC)...............................................40

7.11. Relação PVC/CPVC........................................................................................................41

7.12. Rendimento Teórico (RT)................................................................................................42

7.13. Cobertura Úmida / Contraste (C.U.C.)............................................................................43

8. PROCEDIMENTO PARA OS CALCULOS.......................................................................44

8.1. Determinação das características Esperadas......................................................................44

8.2. Determinação do Pigmento................................................................................................44

8.3. Determinação da Carga Mineral........................................................................................45

8.4. Determinação da Resina....................................................................................................45

8.5. Cálculo de Aditivo Secante................................................................................................46

8.6. Cálculo do Anti-Pele..........................................................................................................47

8.7. Cálculo do dispersante.......................................................................................................47

8.8. Cálculo do Anti-Sedimentante...........................................................................................47

8.9. Cálculo do solvente............................................................................................................48

8.10. Fração Volumétrica de Pigmento (PVC).........................................................................50

8.11. Concentração Volumétrica de Pigmento Crítica (CPVC)...............................................50

8.12. Relação PVC/CPVC........................................................................................................51

8.13. Rendimento Teórico.........................................................................................................51

8.14. Densidade Teórica...........................................................................................................52

9. PROCEDIMENTO EXPERIMENTAL................................................................................53

9.1. Testes de Controle de Qualidade.......................................................................................53

9.1.1. Compatibilidade..............................................................................................................53

9.1.2. Densidade........................................................................................................................53

9.1.3. Brilho..............................................................................................................................54

9.1.4. Determinação do Grau de Fineza....................................................................................55

9.1.5. Aderência........................................................................................................................55

9.1.6. Determinação da Estabilidade.........................................................................................57

9.1.7. Teor de Sólidos em Massa..............................................................................................57

9.1.8. Sólidos por Volume........................................................................................................57

9.1.9. Rendimento Prático.........................................................................................................58

9.1.10. Avaliação da Cobertura Úmida / Contraste (C.U.C.)...................................................58

9.1.11. Resultados Práticos.......................................................................................................59

10. RESULTADOS E DISCUSSÕES......................................................................................61

REFERÊNCIA..........................................................................................................................66

ANEXO 01................................................................................................................................67

1. INTRODUÇÃO

A pintura é empregada desde a era das cavernas onde o homem primitivo utilizava

materiais para representar nas pedras seus rituais e histórias. Para que o aumento da

resistência dessa tinta, ele utilizou como instrumento ceras e gorduras de animais.

Os óleos secantes se tornam a grande inovação tecnológica dos XI e XVI e no século

XVIII e no início do século XIX surgem rudimentares fábricas de tintas na Europa.

(FAZENDA, 1993, p7). Já no século XX o homem passa a se preocupar com a proteção de

certos materiais e vêem na tinta um excelente revestimento de proteção, onde, foram

investidos estudos em química e tecnologia, influenciando positivamente nos avanços

tecnológicos das tintas.

A tecnologia das tintas e vernizes está em constante evolução numa forma

permanentemente sintonizado com o próprio desenvolvimento de tintas. Existe sempre a

preocupação de se pesquisar novas tecnologias, formas de aumentar a qualidade e

produtividade, rendimento, e aplicabilidade destes revestimentos.

O elevado número de matérias primas, isto é, de produtos que participam da

composição das tintas e vernizes, é um fator de complexibilidade. Um produtor de tintas que

atue na maioria dos mercados de revestimentos necessita de 750 a 1.000 diferentes matérias-

primas; parte delas é usada para fabricar produtos intermediários, destacando entre elas as

resinas e emulsões. Uma fórmula típica de um esmalte sintético de secagem ao ar contém em

torno de 10 componentes (matérias primas e intermediários), porém, se forem levados em

conta as matérias-primas necessárias para a obtenção desses intermediários, o numero total de

matéria-prima que participam da composição chegara a 30.

A evolução constante das indústrias químicas e petroquímicas resulta no aparecimento

de novas matérias-primas, é pois, importante que as novas matérias primas sejam estudadas

cuidadosamente, no sentido de determinar o seu potencial de uso na industria de tintas. Para

tanto torna-se cada vez mais essencial o conhecimento de ferramentas necessárias para o

desenvolvimento de tintas. O fato de não encontrarmos com facilidade em literatura estas

ferramentas que explicam e determinam os cálculos necessários para o desenvolvimento de

tintas dificultam o crescimento destas tecnologias, pois quem é conhecedor destas técnicas

não as fornecem.

O presente estudo tem por objetivo a avaliação do método matemático utilizado no

desenvolvimento de tintas, bem como a comparação entre valores medidos e valores

calculados, e procedimentação destes cálculos utilizados.

11

2. OBJETIVOS

2.1 Objetivo Geral

Avaliação do método matemático utilizado no desenvolvimento de tintas automotivas.

2.2 Objetivos Específicos

Desenvolvimento e formulação de três tipos de produtos diferentes (Esmalte

Automotivo branco fosca, Esmalte Automotivo branco semi-brilho e Esmalte

Automotivo branco brilhante) para avaliação de propriedades do produto acabado;

Estabelecer um comparativo entre valores medidos e valores calculados pelo modelo

matemático;

Determinação de desvios dos ensaio de caracterização;

Procedimentação dos cálculos de formulação.

12

3. HISTÓRICO DA EMPRESA

Em abril de 1986, nascia a Colombo Indústria e Comércio de Massas Plásticas.

Situada em Criciúma, num pequeno galpão alugado, com uma produção mensal de 2

toneladas.

Em 1987 a produção de massa plástica alcançou 20 toneladas/mês. Buscando atender a

demanda, a fábrica foi transferida para fundos da residência do diretor. Tornando-se líder no

segmento de massas plásticas em 1993, surgia a marca Anjo.

Em 1994, a massa plástica supera a marca de 252 toneladas/mês, consolidando sua

liderança do mercado nacional. Neste momento, a empresa começa a produzir thinners e

solventes, concretizando o nome Anjo como referencial de qualidade. Com o significativo

aumento da produção a Anjo amplia suas instalações, investindo em modernos equipamentos

e apostando na parceria com seus profissionais, clientes e fornecedores.

Observando o crescimento e a necessidade de insumo para o mercado de impressão, a

Anjo em 2000 monta uma unidade para atender este novo eixo de mercado, oferecendo

solventes e tintas.

Anjo Tintas e Solventes conquistou em abril de 1999, a certificação da norma ISO

9002, que reconhece internacionalmente a qualidade dos produtos abrindo as portas para os

mercados internacionais. Sendo recertificada com a Norma ISO 9001/Versão 2000 em 2002.

Em 2002, a empresa inaugura, a linha imobiliária onde é inicializada a produção de

esmalte sintético para madeira.

A Anjo tem sua fábrica própria, também localizada no município de Criciúma. Em

maio de 2004, inaugura-se a fábrica da Linha Industrial onde são fabricadas tintas para

industria, no qual são comercializados em todo o território nacional e internacional.

Possui também três filiais, uma em São Paulo (SP), uma em Aparecida de Goiânia

(GO) e outra em Recife (PE), onde são responsáveis em delegar os pedidos de venda que são

realizados na matriz.

Consolidando sua marca em quatro linhas de produtos, Linha Automotiva, Linha

Imobiliária, Linha de Impressão e Linha Industrial.

Atualmente, a Anjo Tintas e Solventes é líder de mercado, tornando-a uma das

maiores e mais importantes empresas de tintas e solventes do Brasil.

A seguir temos uma foto do panorama da empresa Anjo Química (matriz), no ano de

2007.

13

Figura 1: Anjo Química do Brasil Ltda. (Anjo,2007). Fonte: Arquivo Anjo Química.

14

4. MERCADO DE TINTAS NO BRASIL

Composto por produtos das linhas imobiliária, industrial e automotiva, o setor de tintas

e vernizes tem números expressivos e grande potencial para crescimento.

O mercado brasileiro de tintas já é bastante consolidado. Embora muitas vezes passem

despercebidas, as tintas são produtos fundamentais onde quer que se vá ou qualquer item que

se fabrique: veículos automotivos, bicicletas, capacetes, móveis, brinquedos,

eletrodomésticos, vestuário, equipamentos, artesanatos, em impressão e serigrafia e na

construção civil, superando assim a marca de um bilhão de litros de tintas produzidos

anualmente.

Este volume coloca o Brasil como o quinto produtor mundial de tintas, com um

mercado formado por grandes empresas (nacionais e multinacionais), fabricantes de médio e

pequeno porte, voltados para o consumo em geral e para segmentos com necessidades

específicas.

Os grandes fornecedores mundiais de matérias-primas e insumos para tintas estão

presentes no país, de modo direto ou através de seus representantes, juntamente com empresas

nacionais, muitas delas detentoras de alta tecnologia e com perfil exportador.

Algumas informações sobre o setor no Brasil (ABRAFATI):

Faturamento total 2009: US$ 3,03 bilhões.

Faturamento total 2008: US$ 3,19 bilhões.

Volume produzido 2009: 1,232 bilhão de litros.

Volume produzido 2008: 1,243 bilhão de litros.

Capacidade instalada: mais de 1,4 bilhão de litros/ano.

Empregados diretos: 18 mil.

Crescimento 2009/2008: -0,9%

Previsão de crescimento 2010/2009: 3,4%

Exportações 2009: US$ 108,4 milhões (excluindo tintas gráficas).

Importações 2009: US$ 105,6 milhões (excluindo tintas gráficas).

Segmentos em que o setor se divide:

Tinta imobiliária: representa cerca de 76% do volume total e 59% do faturamento.

Tinta automotiva (montadoras): 4% do volume e 7,5% do faturamento.

Tinta para repintura automotiva: 4% do volume e 9% do faturamento.

Tinta para indústria em geral (eletrodomésticos, móveis, autopeças, naval, aeronáutica,

tintas de manutenção etc.): 15% do volume e 25% do faturamento.

15

Nas tabelas 1 e 2 encontramos o volume e faturamento de tintas produzidas no Brasil ao

longo dos anos, respectivamente.

Tabela 1: Volume de Tintas produzidos no Brasil.

VOLUME (milhões de litros)

ANO Imobiliária Repintura Ind.Automotiva Ind. Geral TOTAL

2009 982 47 46 157 1.232

2008 975 49 48 171 1.243

2007 800 45 42 158 1.045

2006 741 40 40 147 968

2005 722 40 39 141 942

2004 701 37 37 138 913

2003 662 34 31 133 860

2002 663 33 30 131 857

2001 654 32 30 127 843

2000 653 30 28 119 830

Fonte: ABRAFATI.

Tabela 2: Faturamento de Tintas produzidos no Brasil.

FATURAMENTO (milhões de dólares)

ANO Imobiliária Repintura Ind.Automotiva Ind. Geral TOTAL

2009 1.936 246 204 648 3.033

2008 1.983 262 221 727 3.193

2007 1.448 223 171 600 2.442

2006 1.206 191 152 501 2.050

2005 1.110 180 135 455 1.880

2004 888 139 107 366 1.500

2003 792 119 79 330 1.320

2002 672 101 67 280 1.120

2001 837 128 90 350 1.405

2000 910 140 90 380 1.520

Fonte: ABRAFATI. 5. FUNDAMENTAÇÃO TEÓRICA

16

5.1. TINTAS

Segundo Fazenda (1993) tinta é uma composição líquida, geralmente viscosa,

constituída de um ou mais pigmentos dispersos em um aglomerante líquido que, ao sofrer um

processo de cura quando estendida em película fina, forma um filme opaco e aderente ao

substrato. Esse filme tem a finalidade de proteger e embelezar as superfícies.

Os componentes básicos da tinta são:

Resina - é a parte não volátil da tinta, que serve para aglomerar as partículas de pigmentos. A

resina também denomina o tipo de tinta ou revestimento empregado. Assim, por exemplo,

temos as tintas acrílicas, alquidicas, epoxídicas, etc. Todas levam o nome da resina básica que

as compõem. ( FAZENDA, 1993).

Antigamente as resinas eram á base de compostos naturais, vegetais ou animais. Hoje

em dia são obtidas através da indústria química ou petroquímica por meio de reações

complexas, originando polímeros que conferem ás tintas propriedades de resistência e

durabilidade muito superiores ás antigas (DONADIO, 2009).

A formação do filme de tinta está relacionado com o mecanismo de reações químicas

do sistema polimérico, embora outros componentes, como solventes, pigmentos e aditivos

tenham influência no sentido de retardar, acelerar e até inibir essas reações.

Pigmento - é o material sólido finamente dividido, insolúvel no meio. Utilizados para conferir

cor, opacidade, certas características de consistência e outros efeitos.

São divididos em pigmentos coloridos (conferem cor), não-coloridos e anticorrosívos

(conferem proteção aos metais).

O índice de refração (I.R.) está diretamente relacionado ao poder de cobertura

(propriedade da tinta de cobrir o substrato), sendo que os pigmentos coloridos devem possuir

I.R. superior a 1,5 (I.R. médio das resinas utilizadas em tintas). As cargas possuem I.R. iguais

ou ligeiramente superiores a 1,5 sendo, portanto, transparentes ou quase transparentes

(DONADIO, 2009).

Aditivos – ingrediente que adicionado ás tintas, proporciona características especiais ás

mesmas ou melhorias nas suas propriedades. Utilizado para auxiliar nas diversas fases de

fabricação e conferir características necessárias á aplicação ( DONADIO, 2009).

Existe uma variedade enorme de aditivos usados na indústria de tintas e vernizes, a

saber: secantes anti-sedimentantes, niveladores, antipele, antiespumantes, espessantes, etc.

17

Solventes - líquido volátil, geralmente de baixo ponto de ebulição, utilizado nas tintas

e correlatos para dissolver a resina. São classificados em: solventes aditivos ou verdadeiros,

latentes e inativos (FAZENDA, 1993).

5.2. RESINAS

A resina é a principal matéria prima da tinta, responsável pelas características básicas

das tintas:

Aplicabilidade;

Secagem e cura;

Durabilidade;

Adesão;

Resistências químicas;

Resistências a abrasão/riscos;

Flexibilidade;

As resinas estão divididas em duas classes termoplásticas e termofixas. Resinas

pertencentes às classes termoplásticas são as que fornecerão filme após secagem e cura.

Conserva a propriedade de se dissolverem nos solventes originais da formulação e

apresentarem amolecimento do filme quando aquecidos, já as resinas termofixas, produzem

filmes sensíveis á redissolução e muito menores graus de amolecimento quando expostas ao

calor ( DONADIO, 2009).

É claro que o formulador poderá através da formulação adequada, encontrar misturas

entre uma resina que normalmente produza um filme termoplástico e outra que através de

reação química entre elas venha a resultar em filmes termofixos. Nestas situações a segunda

resina é referida como agente reticulante ou de cura.

5.2.1. Diferenças entre sistemas termoplásticos e termofixos

Os filmes termoplásticos secam por evaporação de solventes, enquanto nos

termofíxos, além dessa evaporação, ocorre também uma reação de reticulação, aumentando o

peso molecular dos produtos resultantes, o que explica o mais elevado nível de resistência aos

solventes e de menor plasticidade (DONADIO, 2009).

18

Genericamente tintas obtidas a partir dos sistemas de resinas termoplásticas são

denominadas “lacas”, sendo as mais empregadas: Hidrocarbonetos, Nitrocelulósicos,

Vinílicos, Acrílicas. Da mesma forma, as tintas obtidas a partir dos sistemas de resinas

termofixas de maior aplicabilidade são: Epóxi (poliamida/poliamina), Poliuretana

(aromática/alifática), Alquídicas (secagem ao ar e estufa)(DONADIO, 2009).

Dentro deste estudo, serão abordadas as características de algumas resinas

( termoplásticas/termofixas), que serão empregados no sistema de formulação a serem

demonstrados nos itens seguintes.

5.2.2. Resinas Alquídicas

São as mais empregadas no segmento de tintas, uma vez que o volume dessas resinas

supera as demais. Resinas alquídicas surgiram da necessidade de se melhorar as propriedades

físicas químicas dos óleos utilizados em tintas, já que estes apresentavam algumas

deficiências, como secagem muito lenta, baixa resistência a interpéries, amarelamento e

termoplasticidade (amolecimento com o calor), entre outros. Com as resinas alquídicas,

muitas dessas propriedades foram melhoradas em virtude da ampla possibilidade de

combinação com matérias-primas (FAZENDA, 1993).

As matérias primas mais comuns em resinas alquídicas sãos os óleos vegetais, os

polióis e poliácidos. Polióis alguns como, etileno glicol, glicerina, pentaeritritol. Poliácidos

como, anidrido fitálico, anidrido trimetílico, anidrido maleico ( FAZENDA, 1993).

As reações entre os ácidos e alcoóis nos fornecem uma estrutura poliéster que em

seguida é reagida com ácidos graxos ou óleos, conforme a quantidade e a natureza desses

ácidos graxos ou óleos, uma resina se comportará de maneira diferente da outra. Podemos

classificá-las, quanto ao comprimento de óleo em: Curto, médio e longa em óleo.

O tipo de óleo empregado, também define o desempenho dessa resina quanto a

algumas propriedades importantes como secagem, brilho, retenção da cor e propriedades

mecânicas( FAZENDA, 1993).

Tabela 3: Classificação das resinas.

Teor de Óleo Classificação

19

Até 45% Alquídicas curtas

De 45% a 55% Alquídicas médias

Acima de 55% Alquídicas longas

Fonte: Fazenda, 1993, p 170.

5.2.3. Resinas poliuretânicas

Os compostos que contêm o grupo isocianato (-N=C=O) são altamente reativos com o

hidrogênio ativo de diferentes substancias químicas.

A indústria de tintas começou a usar poliuretanos após a Segunda Guerra Mundial,

quando na Alemanha se obtiveram os primeiros óleos vegetais modificados com isocianatos;

é interessante observar que Wurtz havia descoberto a reação uretânica em 1948, quando

reagiu um isocianato com álcool. Desde o final da Segunda Guerra, a principal ocupação

comercial para estes polímeros tem sido a obtenção de espumas poliuretânicas; as tintas

poliuretânicas, embora adquirindo uma importância cada vez maior, ainda hoje representam

uma ocupação secundária sob o ponto de vista comercial. (SOLOMON,1967).

As tintas de poliuretano, a exemplo das epoxídicas, são fornecidas em duas

embalagens, uma contendo a resina polihidroxilada ( poliéster, acrílica, epóxi) e a outra com o

agente de cura á base de poliisocianato aromático, alifático ou cicloalifático. O agente de cura

de isocianato aromático é indicado para tintas que não serão expostas ao exterior, pois

possuem fraca resistência aos raios ultravioleta. Como conseqüência não tem boa retenção de

cor e brilho quando expostas aos intemperismo natural (FAZENDA, 1993).

Da mesma forma que as tintas epoxidicas, as tintas de poliuretano apresentam

excelente resistência química ( ácidos e álcolis) e mecânica ( abrasão, dureza e impacto). As

tintas de poliuretano alifático apresentam custo unitário mais elevado (DONADIO, 2009).

5.2.4. Resina Epóxi

As resinas epoxídicas ou simplesmente resinas epóxi são polímeros caracterizados

pela presença do grupo glicidila em sua molécula, além de outros grupos funcionais. As

resinas epóxi são do tipo de polímeros que durante a cura resultam em uma estrutura

tridimensional através da reação da glicidila com um reagente reticulado adequado; em certas

20

casos, os grupos hidroxilas presentes nessa resina também participam da cura (DONADIO,

2009).

As resinas epóxi possuem características notáveis incluindo dureza extrema, o baixo

encolhimento durante a cura devido a ausência de matérias primas voláteis, excelente

resistência térmica e química especialmente aos solventes e à água, alta aderência a qualquer

superfície, e alto poder de molhabilidade. No entanto essas resinas devem ser reagidas com

agentes de cura ou catalisadores, que dependendo de sua natureza química, tem-se

propriedades diferentes. Os tipos mais utilizados são: Poliamida, Isocianato alifático

(DONADIO, 2009).

5.2.5. Resinas Acrílicas

As resinas acrílicas são polímeros obtidos a partir de monômeros de ésteres dos ácidos

acrílicos e metacrílicos. Os polímeros acrílicos mais utilizados na indústria de tintas são os

poliacrilatos e polimetacrilatos (DONADIO, 2009).

São um grupo importante de monômeros que envolvem os chamados ‘ monômeros

hidroxilados”, estes os monômeros que permitem os sistemas termofixos, através de reação de

“cross-linking” com sistemas amínicos ou isociânicos, devido ao grupo hidroxila (OH)

presente em suas moléculas (DONADIO, 2009). Portanto a escolha de um monômero está

relacionada às características finais do polímero. Um monômero hidroxilado permitirá a

sintetização de um polímero termofixo.

5.3. PIGMENTOS

5.3.1. Pigmentos Inorgânicos

São considerados pigmentos inorgânicos todos os pigmentos brancos e cargas e uma

grande faixa de pigmentos coloridos, sintéticos ou naturais, de classe química de compostos

inorgânicos.

21

5.3.1.1. Dióxido de Titânio

É uma dos mais importantes pigmentos brancos produzidos, sendo sua produção

mundial em torno de 2,5 milhões de ton/ano. Apresenta ampla faixa de aplicação incluindo

tintas arquitetônicas, industriais e de impressão, plásticos, borrachas, papel, produtos têxteis,

alimentícios e fármacos (FAZENDA, 1993).

Dióxido de titânio puro (TiO2) é um sólido cristalino incolor, estável. Ele é anfótero,

apesar de apresentar característica mais acidas do que básicas; é também polimorfo, existindo

em três formas cristalinas fundamentais: rutilo tetragonal, prisma tetragonal ou anatase e

bruquita ortorrômbica, sendo que apenas as duas primeiras são comercialmente produzidas e o

pigmento de forma rutilo, o mais importante em termos de volume (FAZENDA, 1993).

A mais importante propriedade de qualquer pigmento branco é a sua habilidade de

opacificar e branquear o meio no qual é disperso. O potencial opacificante é essencialmente

controlado por duas propriedades: índice de refração e tamanho de partícula.

O índice de refração é uma propriedade associada a estrutura cristalina e, portanto,

fora do controle do fabricante. O alto índice de refração dos cristais de rutilo, que leva ao seu

maior poder opacificante e superior estabilidade exterior, é a principal razão para seu uso

preferencial em relação ao anatase. O anatase é usado apenas em algumas aplicações

específicas, em que é selecionado pela sua tonalidade azulada, sua habilidade de agir como

branqueador óptico ou sua baixa abrasividade (FAZENDA, 1993, p. 340).

Os cristais de rutilo apresentam uma estrutura mais compacta que a forma anatase, o

que explica as importantes diferenças entre as duas formas, particularmente o seu alto índice

de refração, maior estabilidade e alta densidade (conforme tabela 4)(FAZENDA, 1993).

Tabela 4: Propriedades típicas de dióxido de titânio – pigmento.

Propriedade Anatase Rutilo

Aparência Pó branco brilhante Pó branco brilhante

Índice de Refração 2,55 2,71

% TiO2 95 – 99 80 – 98,5

Densidade (g/cm3) 3,70 – 3,85 3,75 – 4,15

Absorção de Óleo ( % ) 20 – 24 17 - 40

Tamanha Médio de Partícula (µm)

Área Superficial

0,14 – 0,15

10 – 14

0,17 – 0,24

7 - 30

Fonte: FAZENDA, 1993, p.341.

22

5.3.1.2. Óxidos de Ferro

Os óxidos de ferro, naturais e sintéticos, possuem uma grande importância no mercado

de pigmentos pela sua ampla variedade de cores, baixo custo, estabilidade e pela sua natureza

não-tóxica.

Óxidos de ferro naturais: Os óxidos de ferro naturais são usados como pigmentos de

cores primárias em tintas industriais, plásticos, papel e cerâmica. Os óxidos de ferro marrom

metálico são usados em tintas para estruturas metálicas, conferindo cobertura de baixo custo,

e como pigmento que protege o veículo orgânico da degradação de luz, intemperismo ácido e

álcalis. Em alguns casos o pigmento promove uma barreira que ajuda a evitar a passagem de

umidade até o substrato (PATTON, 1973).

Azul de Ferro: O azul de ferro é um dos pigmentos sintéticos mais antigos e foi

descoberto acidentalmente por Diesbach em Berlim, Alemanha, no ano de 1704, e é

conhecido por diversos nomes(PATTON, 1973):

a. Azula da Prússia – Pigmento original da textura dura.

b. Azul Chinese – Grau mais fino de Azul da Prússia com subtom esverdeado.

c. Azul Milori – Tonalidade mais clara a textura mais macia que o Azul da Pússia.

d. Azul Bronze – Variedade que apresenta um bronzeamento quando visto de um

certo ângulo.

Desde sua descoberta até a I guerra mundial todos azuis de ferro eram feitos a partir de

ferrocianeto de potássio, mas em função da escassez do potássio durante a guerra, um novo

método de produção foi desenvolvido utilizando-se ferrocianeto de amônio.

Os azuis de ferro são utilizados em tintas de impressão, base-solvente (tintas roto e

flexográficas) e em tintas off-set (tintas litográficas). Em tintas base-água encontram seu uso

restrito em função da baixa resistência a álcalis, mas em alguns casos é utilizado o tipo álcali-

resistente em mistura com ftalocianinas (PATTON, 1973).

5.3.1.3. Cromato de Zinco

A principal aplicação dessa classe de pigmentos é seu uso em primers. Eles são

produzidos em duas classes: amarelo de zinco, que é um cromato de zinco e potássio

hidratado, e cromato básico de zinco ou tetroxicromato de zinco.

As características anticorrosivas destes pigmentos são provenientes da liberação de

íons cromatos quando em contato com água (PATTON, 1973).

23

5.3.1.4. Cromatos de Chumbo

Os pigmentos cromatos de chumbo são uma classe de pigmentos inorgânicos amarelos

e laranjas cuja tonalidade varia desde o amarelo de cromo ouro (amarelo-avermelhado), até o

laranja intenso ou vermelho claro do laranja de molibdato. O laranja de cromo ou cromato

básico de chumbo apresenta uma tonalidade intermediária entre o amarelo ouro e o laranja de

molibdato. São uma das mais versáteis classes de pigmentos e apresentam propriedades

desejáveis tais como tipos de alta limpidez, alta opacidade, boa resistência, boas propriedades

desejáveis reológicas e não apresentam sangria em solventes. Os pigmentos cromatos de

chumbo apresentam uma grande faixa de cores e também um baixo custo quando comparados

a outros pigmentos coloridos. A faixa de cores pode ainda ser ampliada se estes forem

utilizados em mistura com outros pigmentos (PATTON, 1973).

5.3.1.5. Fosfato de Zinco

O fosfato de zinco utilizado como primer (fundo) anticorrosivo foi inicialmente

introduzido no Reino Unido por volta dos anos 60. Desde então, tem-se demonstrado que o

pigmento apresenta desempenho superior sobre os primers convencionais e seu uso tornou-se

crescente. Além disso, o produto é atóxico, confere boa durabilidade, excelente propriedade

de adesão entre camadas, boas propriedades de secagem. O produto é obtido, basicamente,

pela adição de ácido fosfórico sobre uma suspensão de óxido de zinco. Agentes auxiliares são

empregados durante o processo para se obter o produto dentro das especificações desejadas

(PATTON, 1973).

5.3.2. Pigmentos Orgânicos

Como o nome indica, são substancias orgânicas insolúveis no meio em que estão

sendo utilizadas e normalmente não tem características ou funções anticorrosivas.

Apresentam-se na forma de pequenos cristais das mais variadas formas, porém normalmente

aciculares, ou seja, na forma de pequenas agulhas. Esses pequenos cristais (cristais primários

na ordem de tamanho de 0,05 a 0,1μm), devido a sua alta energia superficial e a condições

ambientais como umidade,impurezas,cargas elétricas,etc., não se apresentam isoladamente,

24

porém em associações(visando baixar a energia superficial), que podem ser dos tipos

agregados ou aglomerados,conforme a Figura 2(FAZENDA, 1993):

Figura 2: Formas dos Cristais (FAZENDA, 1993, p 366).

Para utilização em pleno potencial de benefícios em tintas e vernizes devemos

processar essas associações cristalinas das partículas primárias visando a sua dissociação e a

obtenção, no maior grau possível, de cristais primários no meio líquido da solução de resinas

e aditivos. Esse processo é chamado de moagem e o estado final atingindo e desejado é a

dispersão do pigmento (PATTON, 1973).

Todos os pigmentos orgânicos apresentam na sua estrutura química grupamentos

chamados cromóforos, que são os responsáveis pelo fenômeno cor. Apresentam ainda

grupamentos chamados auxocromos que são aqueles que modificam e/ou intensificam as

propriedades de cor como a intensidade, a tonalidade e a limpeza (PATTON, 1973).

5.4. ADITIVOS

Os principais componentes de uma tinta, conforme visto anteriormente, são os

pigmentos, as resinas e os solventes. Mas além destes itens que contribuem para a quase

totalidade da sua formulação, existem outros que, em quantidades relativamente pequenas,

influem significativamente na manufatura, estabilidade, aplicabilidade, qualidade e aspecto do

filme aplicado: a estes produtos atribui-se o termo genérico de aditivos (MARTENS, 1974).

25

Numa formulação qualquer, raramente o total de aditivos excede a 5% da composição

e estes são usualmente divididos por função, ao invés de composição química ou forma física.

Quanto ao mecanismo de atuação, os aditivos podem ser divididos em quatro grupos

(MARTENS, 1974, p.617):

Aditivos de Cinética: Secantes, catalisadores, anti-peles.

Aditivos de Reologia:espessantes, niveladores,anti-escorrimento.

Aditivos de processo: surfactantes.

Aditivos de preservação: Fungicidas, bactericidas, estabilizantes de ultravioletas.

5.4.1. Aditivos de Cinética

Seguramente os secantes são os mais antigos e dos mais importantes grupos de

aditivos em tintas. Não devem ser confundidos com agentes de cura, visto que não reagem

com a resina e, portanto, não ficam quimicamente ligados a esta no filme resultante

(FAZENDA, 1993).

Podemos definir um secante como sendo um produto que promove ou acelera a

secagem, cura ou endurecimento de resinas a base de óleos vegetais. Os produtos mais

utilizados como secantes são soluções de sais metálicos de ácidos monocarboxilicos em

hidrocarbonetos, com conteúdo metálico preestabelecido. A maioria dos metais empregados

na síntese de secantes são elementos de transição e os mais importantes soa a base de cobalto,

manganês, chumbo, zinco, ferro e zircônio. A priori, os agentes de cura são empregados em

relações fixas com a resina, ao passo que secantes exigem um balanceamento visando obter a

concentração ideal de emprego, o que sugere uma situação parecida com um catalisador de

reação (MARTENS, 1974).

5.4.1.1. Secante de Manganês

Segue o cobalto em importância como catalisador de oxidação, mas aparentemente

tem maior atividade polimerizante que o cobalto. Se utilizado sozinho, tende a produzir filmes

mais duros. A principal desvantagem do manganês é sua cor escura (FAZENDA, 1993).

26

5.4.1.2. Secantes de Cobalto

É o secante mais ativo, agindo por oxidação na superfície do filme. Utilizado sem a

combinação com outros secantes pode causar enrugamento ou perda de aderência do filme. O

cobalto tende a alterar a cor das tintas brancas devido a sua coloração azul bem acentuada,

mesmo quando utilizado em pequenas quantidades (FAZENDA, 1993).

5.4.1.3. Secante Zircônio

Sua função principal é auxiliar a atividade dos secantes de cobalto e manganês.

Acentua o brilho da cor, aumenta a aderência da película, evita enrugamentos e confere maior

flexibilidade ao filme. Em condições como temperatura baixa ao ambiente úmido, apresenta

propriedades de secagem inferiores às do chumbo, mas, ainda assim, pode substituí-lo em

formulações onde o uso deste não é conveniente (FAZENDA, 1993).

5.4.1.4. Secante de Zinco

É um secante de grande utilidade. Empregado com o cobalto produz um filme de

maior dureza. O zinco mantém aberta a superfície do filme, permitindo a livre entrada do

oxigênio que possibilita a formação de uma película de dureza uniforme. Pode também ser

utilizado como agente auxiliar de moagem e umectação, possibilitando o aumento da dureza e

do brilho dos filmes e estabilizando, ao mesmo tempo, a sua coloração (FAZENDA, 1993).

5.4.1.5. Secantes de Chumbo

É o mais importante secante auxiliar, normalmente utilizado com outros secantes que

atuam na superfície; promove secagem uniforme por todo filme e forma, por polimerização,

uma película dura, porém flexível. Os secantes de chumbo possuem cor menos intensa,

podendo ser utilizados em maiores quantidades em tintas de tons claros. Seu uso em alguns

casos é restrito por razões de toxidez (FAZENDA, 1993).

27

5.4.1.6. Secante de Cálcio

É um secante auxiliar de pequena ação, porém muito útil em combinações com

secantes ativos como, por exemplo, o cobalto. Pode substituir o chumbo em tintas onde este,

por razões de toxidez, não pode ser utilizado, ou em tintas que devem apresentar alta

estabilidade de cor. Pode ser utilizado também como auxiliar de moagem (FAZENDA, 1993).

5.4.1.7. Secante de Ferro

O ferro promove uma polimerização lenta à temperatura ambiente, mas é muito ativo

em temperaturas elevadas. Possui coloração muito escura e por isso é utilizado principalmente

em tintas escuras de secagem em estufa. Sua utilização proporciona filmes de alta dureza, mas

com boa flexibilidade (FAZENDA, 1993).

5.4.1.8. Secante de Terras Raras

Recomendado para tintas de secagem em estufa, de cores brancas ou claras, onde a

estabilidade e a tonalidade são importantes. O componente principal dos secantes de terras

raras é o cério, responsável por películas mais duras e resistentes. Podem ser utilizados em

formulações que contenham resinas alquídicas ou de epóxi, ou em combinações destas com

resinas amínicas. Os secantes podem ser divididos em grupos de acordo com o ácido do qual

os sais metálicos são formados, e os principais são os naftenatos e os octoatos (FAZENDA,

1993).

5.5. SOLVENTES

São na sua constituição líquidos volátil, geralmente de baixo ponto de ebulição,

utilizado em tintas e correlatos para dissolver a resina. São classificados em: solventes ativos

ou verdadeiros, latentes e inativos.

Solventes são produtos que possuem a capacidade de dissolver outros materiais sem

alterar suas propriedades químicas. O resultado dessa interação é denominado solubilização.

Geralmente são líquidos que têm a afinidade química com os materiais a serem dissolvidos

(VERNERET, 1984).

28

Os solventes são, via de regra, voláteis e na sua grande maioria inflamáveis. Eles estão

presentes nas tintas com duas finalidades:

a. Solubilizar a resina;

b. Conferir viscosidade adequada à aplicação.

A solubilização da resina é necessária para que haja um melhor contato da tinta com o

substrato, favorecendo a aderência. O uso de solventes inadequados, que não tenham poder de

solvência sobre a resina, pode causar problemas nas tintas, como a coagulação ou precipitação

da resina, perda de brilho, diminuição da resistência à água entre outros. Daí a importância da

seleção correta dos solventes, pois muitas propriedades da tinta líquida e do seu desempenho

depois de aplicada estão diretamente relacionadas com o tipo de solvente utilizado

(VERNERET, 1984).

Normalmente, são utilizados composições de solventes com diferentes pontos de

ebulição, de maneira que os solventes “mais leves” formam a película logo após aplicação,

evitando o escorrimento, e os “mais pesados” possibilitam a correção de imperfeições como

marcas de pincel e crateras (VERNERET, 1984).

Características dos solventes:

a. Incolores;

b. Voláteis, sem formação de resíduos;

c. Quimicamente estáveis não alterando no armazenamento;

d. Neutros (não devem reagir com os demais componentes da tinta);

e. Inodoros ou de fraco odor ou agradável;

f. Estáveis, com propriedades físicas constantes.

5.5.1. Propriedades Físicas

As propriedades físicas são determinadas através de alguns testes que permitem escolher

adequadamente o uso do solvente (VERNERET, 1984):

a. Massa especifica;

b. Índice de refração;

c. Faixa de destilação;

d. Ponto de fulgor;

e. Taxa de evaporação;

f. Ponto de anilina;

g. Redução da viscosidade;

29

h. Cromatografia a gás;

i. Espectroscopia no infravermelho.

Os solventes, conforme as necessidades de aplicações e constituição físico-química,

são testados ainda através de (VERNERET, 1984):

a. Cor;

b. Odor residual;

c. Acidez;

d. Alcalinidade;

e. Presença de água;

f. Valor de éster;

g. Corrosão (lâmina de cobre).

5.5.2. Classificação dos Solventes em Grupos

Os solventes se classificam quimicamente nos seguintes grupos:

Tabela 5: Classificação dos Solventes.

Terpenos

Hidrocarbonetos Alifáticos

Naftênicos

Aromáticos

Oxigenados Álcoois

Ésteres

Cetonas

Glicóis

Furanos

Nitroparafinas

Clorados

Fonte: VERNERET, 1984, p.675.

30

6. TÉCNICAS DE FORMULAÇÃO

Conhecida a importância de cada matéria prima, bem como suas combinações que

compõem uma tinta, é necessário os seguintes passos para a formulação de uma tinta.

6.1. Seleção das Resinas

As resinas ou possíveis combinações entre elas representam o componente chave em

qualquer tinta. Propriedades da tinta como dureza, flexibilidade, resistência a abrasão,

resistência a álcolis e adesão são governadas basicamente pela resina (FAZENDA, 1993).

O sistema de resinas responde ainda pelas condições de cura do sistema, sendo que

modificações promovidas por misturas de solventes ou aditivos não chegarão a alterar

significamente a performance básica de secagem e cura previamente estabelecidas pelo

conjunto de resinas. A durabilidade do sistema de resinas também funciona como fator

limitante da durabilidade da tinta e merece especial atenção na seleção dos pigmentos que

deverão compor a fórmula devido ao custo final do produto ( FAZENDA, 1993).

O conhecimento prévio dos parâmetros de solubilidade deve ser levado em

consideração para prevenir problemas de má compatibilização, que se manifestam na forma

de baixo brilho, turbidez, falta de fluidez, etc (FAZENDA, 1993).

6.2. Seleção dos Solventes

Apesar de caber às resinas o papel mais importante da performance do sistema, a má

seleção dos solventes pode comprometê-la significamente. Generalizando, pode-se dizer que

os solventes respondem por grande parte das propriedades de aplicabilidade da tintas, estando

relacionados com nivelamento, escorrimento, grau de reticulação de uma tinta e dureza de

uma laca, o que nos leva a considerar a taxa de evaporação como um dos fatores de escolha

(FAZENDA, 1993).

A volatilidade é o fator chave para a correta seleção de um solvente. Assim, o

conhecimento da taxa de evaporação durante os estágios de secagem é de real importância,

pois o solvente contribui significamente para a umectação dos substratos (FAZENDA, 1993).

31

6.3. Seleção dos Pigmentos e Cargas

Conforme visto anteriormente, aos pigmentos primários cabe o controle da coloração e

da opacidade do filme da tinta; pigmentos funcionais, no entanto, gerenciam outras

características da formulação em questão, dependendo da finalidade do produto a ser

formulado. Pigmentos primários conferem ao produto, resistência ao intemperismo, poder de

tingimento, poder de cobertura e dispersibilidade (FAZENDA, 1993).

A seleção ideal consiste em se trabalhar com um número de três a quatro opções de

pigmentos primários para obtenção da cor desejada.

Propriedades de dispersibilidade, poder de tingimento e cobertura são fortemente

afetados pelos diferentes tipos de veículo e, caso de se estar trabalhando com misturas de

resinas, deve-se buscar aquela que garanta melhores condições para o processo de dispersão

dos pigmentos que comporão o produto (FAZENDA, 1993).

Intensidade ou Poder de Tingimento: Cada pigmento, de acordo com sua estrutura

química e seu processo físico de fabricação, possui uma determinada capacidade de

tingimento. Para se avaliar essa capacidade individual em relação a outros pigmentos,

costuma-se relacionar a quantidade ou proporção entre o pigmento colorido e o dióxido de

titânio com a qual se atingem uma intensidade de cor padronizada. Esses dados devem ser

tomados com cuidado, pois essa intensidade pode variar conforme o veículo utilizada ou

conforme as condições de dispersão empregadas. Quanto maior o teor de titânio a ser

misturado com denominada quantidade de pigmento para se obter a intensidade padrão, maior

será a intensidade ou poder de tingimento desse pigmento em relação a outro pigmento. Os

pigmentos orgânicos em geral têm um poder de tingimento muito maior que os pigmento

inorgânicos (PATTON, 1973).

Solidez à luz: Um dos aspectos mais importantes quando se trabalha com pigmento é

a sua durabilidade, ou propriedade de permanência sem alteração de sua cor. A isso

chamamos de resistência ou solidez a luz. A luz do sol contém radiações de vários níveis de

energia, sendo a radiação ultravioleta a mais energética e a mais destrutiva para as moléculas

de pigmento (PATTON, 1973).

Ao incidirem sobre uma partícula de pigmento, os raios ultravioleta causarão uma

quebra de ligações químicas principalmente nos grupos insaturados que compõem o grupo

cromóforo do pigmento. A partir desse momento as moléculas não mais fornecerão cor e

ocorre o que se chama de desbotamento (perda de intensidade e/ou alteração de tonalidade).

Esse desbotamento será tanto mais intenso ou mais rápido quanto maior for a proteção dos

32

grupos cromóforos na molécula de pigmento, ou quanto menor a força de ligação química dos

átomos componentes dos grupos cromóforos e auxocromos do pigmento, ou ainda, quanto

maior desprotegido esteja o próprio pigmento pelo veiculo na camada de tinta. Logicamente,

também maior ou mais rápida será a perda de cor quanto maior for a incidência de raios

ultravioleta (PATTON, 1973, p.535).

Misturas de pigmentos com muita diferença de solidez à luz comprometem a cor final

ou futuros retoques do componente a ser pintado ( FAZENDA, 1993, p.533).

Resistência ao intemperismo: Deve-se evitar discrepâncias entre a resistência ao

intemperismo do veiculo e dos pigmentos. A razão principal é o custo da fórmula final. Um

pigmento de alta resistência pode e deve ser incorporado quando seu poder de tingimento

justificar economicamente sua escolha ( FAZENDA, 1993, p.533).

Poder de Cobertura: Pigmentos opacos têm seu PVC ideal quanto à opacidade que

proporcionam aos filmes. Deve-se estar trabalhando com uma mistura de pigmentos

otimizada ou aquém dos PVCs ideais, nunca acima deles, pois perderemos a cobertura

( FAZENDA, 1993, p.533).

33

7. METODOLOGIA

Para o desenvolvimento do presente estudo utilizou-se duas etapas metodológicas. A

primeira etapa desenvolveu-se a matemática do formulador, a junção de cálculos necessários

para o desenvolvimento de formulações de tintas. Na segunda etapa, a parte prática do estudo,

formulou-se as formulações desenvolvidas na primeira etapa e fez-se os testes físicos

laboratoriais, com o objetivo de alcançar a comprovação prática dos cálculos teóricos.

7.1. Matemática do formulador

Dentre as técnicas de formulação de tintas, podemos afirmar as seguintes situações

necessárias para iniciar um cálculo teórico de uma formulação de tinta, a chamada matemática

do formulador. Os cálculos básicos de uma formulação de tintas envolvem os seguintes

parâmetros:

Determinação das características esperadas;

Determinação do % Pigmento;

Determinação do % Carga Mineral;

Determinação do % Resina;

Cálculo dos Aditivos Secantes;

Cálculo do Anti-Pele;

Cálculo do dispersante;

Cálculo do Anti-sedimentante;

Cálculo do solvente;

Sólidos em massa ou em peso;

Sólidos em volume;

Concentração volumétrica de pigmentos (PVC);

Concentração volumétrica de pigmentos critica (CPVC);

Relação PVC/CPVC;

Rendimento teórico;

Densidade teórica;

Cobertura úmida / contraste (C.U.C);

7.2. Densidade Teórica (DT)

34

Este cálculo permite que seja previsto qual a densidade teórica da tinta. Para cálculo

da densidade teórica é necessário as informações das densidades e quantidades de cada

insumo adicionado a formulação da tinta (DONADIO, 2009).

Esse dado é fundamental nos aspectos de:

Cálculo do custo da tinta (que normalmente é calculado por litro);

Cálculo da quantidade em peso de uma formulação no processo produtivo.

7.3 Não Voláteis em Massa ou Peso (NV)

Também conhecido como o teor de sólidos em peso de uma tinta. É toda parte não

volátil da formulação.

O cálculo do teor de sólidos (% em peso) trata-se da somatória de toda a parte sólida

da tinta que está expressa entre o percentual de pigmento(s) e o percentual de veiculo sólido

da tinta (DONADIO, 2009).

7.4. Não Voláteis em Volume (NVV)

É a propriedade que avalia o rendimento, aplicabilidade e custo da área pintada, de

acordo com a espessura desejada (DONADIO, 2009).

7.5. Quantidade de Secantes

Os secantes são os mais antigos e os mais importantes grupos de aditivos em tintas.

Não devem ser confundidos com agentes de cura, visto que não reagem com a resina e,

portanto, não ficam quimicamente ligados as este filme resultante.

Podemos definir um secante como sendo um produto que promova ou acelere a

secagem, cura ou endurecimento de resinas a base de óleos vegetais. Os produtos usados

como secante são soluções de sais metálicos de ácidos monocarboxílicos em hidrocarbonetos,

com conteúdo preestabelecido. A maioria dos metais empregados na síntese de secantes são

35

ρ(teórica) = _ Massa total___

Volume total (Equação 1)

elementos de transição e os mais importantes são à base de cobalto, manganês, chumbo,

zinco, ferro e zircônio (FAZENDA, 1993).

7.6. Calculo da quantidade de Secantes

Através da quantidade de veículo sólido, pode-se calcular o percentual de metal de

secante em cada formulação.

Como falamos acima existe uma especificação quanto a quantidade do teor de secante

usado em uma formulação. Para isso utilizam-se os seguintes secantes:

Octoato de Cobalto 6% – responsável por promover a secagem superficial da película de

tinta. Via de regra utiliza-se de 0,06 % à 0,1% de metal sobre a quantidade de veiculo sólido

(DONADIO, 2009)

Octoato de Zinco 18% - atua como secante da camada intermediária do filme da tinta.

Utiliza-se de 0,06 % à 0,1% de metal sobre a quantidade de veiculo sólido (DONADIO,

2009).

Octoato de Zircônio 6% - assim como o Octoato de Zinco 18%, também atua como secante

da camada intermediária do filme da tinta. Utiliza-se de 0,06 % à 0,1% de metal sobre a

quantidade de veiculo sólido( DONADIO, 2009).

Octoato de Chumbo 24% - Atua como secante do fundo da película de tinta. Utiliza-se de

0,6 % à 1,0% de metal sobre a quantidade de veiculo sólido (DONADIO, 2009).

% secante = % do secante acidicionado x % veiculo sólido da resina

% de metal (Equação 2)

7.7. Quantidade de Dispersante

Via de regra utiliza-se cerca de 2% sobre a quantidade de pigmentos e cargas

utilizadas. Estes valores poderão ser maiores quando se utiliza pigmentos orgânicos (preto,

azul, vermelho e verde) (DONADIO, 2009).

7.8. Quantidade de Anti-sedimentante

36

Os mesmos 2% recomenda-se sobre o teor de pigmentos + cargas.

Este valor poderá variar dependendo das densidades dos pigmentos que tenham

densidades mais altas ( zarcão e zinco) ou ainda alto teor de cargas ( pigmentos inertes) de

alta densidade (barita, óxido de zinco, fosfato de zinco) (DONADIO, 2009).

7.9. Fração Volumétrica de Pigmento

O PVC da tinta é a concentração de pigmento em volume na película seca e é dada

pela expressão:

PVC = {Vp/ (Vp + Vr)} x 100(Equação 3)

PVC = concentração de pigmento em volume, dado em %;

Vp = volume do pigmento, em cm3;

Vr = volume da resina, em cm3;

Esta razão simples conta com cerca de 50 anos de idade constantemente revista para o

desenvolvimento de conceitos relacionados a interação entre pigmentos e resinas. O

entendimento de efeitos da geometria da composição pigmento/veículo é facilitado quando se

emprega o cálculo do PVC, ainda que, na realidade, os sistemas em estudo posam apresentar

desvios significativos do valor calculado. Tais desvios existem devido às contrações sofridas

durante os processos de secagem, cura e trincamento da película (FAZENDA, 1993).

Tabela 6: Características do PVC conforme o Brilho.

Nível de Brilho Glossmeter 60° PVC

Muito Brilhantes 90 -100 Máx. 20

Brilhantes 60 – 90 20 – 25

Semi Brilhantes 35 – 60 25 – 30

Semi Foscas 15 – 35 30 – 40

Foscas 5 – 15 40 – 50

Muito foscas 0 – 5 Maior que 50

Fonte: DONADIO, 2009, módulo 3.

7.9.1. Influência do PVC nas características das tintas

37

As características discutidas serão: custo da tinta, propriedades mecânicas,

permeabilidade, brilho, resistência à corrosão, delaminação e delaminação catódica.

• Custo: O custo de uma tinta é muito influenciado pelo PVC. Existem casos, conforme

ilustrado na figura 3, em que quanto maior o PVC menor é o custo da tinta (GRACENEA,

2004) . Nesses casos, os veículos são mais caros que os pigmentos. Na figura 3, Λ é a razão

PVC/CPVC. Contudo, existem pigmentos com aplicação em ambientes muito agressivos, por

exemplo, zinco metálico, que podem ter custo elevado comparativamente ao veículo e, com

isso, o custo da tinta aumenta com o PVC.

Figura 3: Variação do custo da tinta em função de Λ (GRACENEA, 2004).

• Propriedades mecânicas: Segundo a literatura (GRACENEA, 2004), o aumento da

quantidade e resina (diminuição do PVC) torna o revestimento mais “flexível”. A figura 4

mostra a variação da tensão aplicada (eixo vertical) com a deformação (eixo horizontal) para

tintas com diferentes Λ. Como pode ser observado o aumento da Λ aumenta o coeficiente

angular das curvas, isto significa que quanto maior for este coeficiente mais rígido e frágil

será o filme da tinta.

38

Figura 4: Gráfica tensão x deformação para tintas epóxi-poliamida formuladas comdiferentes valores de Λ (GRACENEA, 2004).

• Permeabilidade: O aumento da quantidade de pigmentos na matriz polimérica favorece a

formação de “vazios” no filme da tinta. E esses “vazios” aumentam a absorção de água no

filme da tinta. Conforme é ilustrado na figura 5 o volume de água absorvido pelo filme de

tinta aumenta com o aumento do PVC, portanto esse aumento acarreta no aumenta da

permeabilidade da tinta.

Figuras 5: Variação da absorção de água em função do PVC (GRACENEA, 2004).

• Brilho: É importante entender o processo que pode ocorrer quando a luz incide sobre uma

superfície pigmentada. Um filme é opaco porque as partículas pigmentadas espalham e/ou

absorvem as luzes incidentes, evitando que ela alcance o substrato. Quanto maior o teor de

pigmento de uma tinta menor será o brilho (GRACENEA, 2004).

39

• Resistência à corrosão: Quanto maior o PVC, maior é a permeabilidade do revestimento, e

conseqüentemente a difusão de água e oxigênio, logo, é de se esperar que a resistência à

corrosão diminua.

A figura 6 ilustra como algumas propriedades variam com o PVC. Observa-se que,

com o aumento do PVC, diminui-se o empolamento e o brilho, e aumenta-se a permeabilidade

e a tendência à corrosão do substrato (GRACENEA, 2004). Observa-se também na figura

uma reta vertical que situa o CPVC, que é a concentração máxima de pigmento que o veículo

pode agregar. Na região próxima ao CPVC é onde as propriedades do revestimento variam de

forma mais acentuada.

Figura 6: Influência do PVC nas propriedades das tintas (GRACENEA, 2004).

7.10. Concentração Volumétrica de Pigmento Crítica (CPVC)

O PVC crítico ou CPVC é a maior porcentagem de pigmento que o veículo pode

agregar sem haver a descontinuidade do filme. Existem diversos procedimentos para a

determinação do CPVC, e em muitos casos a reprodutibilidade é baixa. Muitas das

propriedades do filme mudam radicalmente quando o PVC atinge o CPVC, e algumas dessas

propriedades são utilizadas na determinação do CPVC.

O método mais utilizado na determinação do CPVC é a medida de absorção de óleo de

linhaça. A absorção de óleo expressa em gramas de óleo por 100 gramas de pigmentos. O

CPVC é calculado de acordo com a seguinte equação (DONADIO, 2009):

40

Onde:

AO = Absorção de óleo de linhaça (gramas de óleo / 100g de pigmento).

ρ = densidade do pigmento.

93,5 = é 100 vezes a densidade do óleo de linhaça.

A equação considera que a absorção do óleo de linhaça será igual para os demais

veículos (epóxi, poliuretano, alquídica, borracha clorada, etc.), logo, já existe um erro na

determinação do CPVC.

O cálculo do CPVC está diretamente associado à precisão na determinação da

absorção de óleo. Normalmente os fornecedores de pigmentos fornecem a absorção de óleo,

facilitando assim o trabalho do formulador de tintas. A letra grega Λ é utilizada para

representar a razão PVC/CPVC. A tabela 5 mostra algumas propriedades em função desta

característica.

.

7.11. Relação PVC/CPVC

O emprego da relação permite ao formulador melhor precisão na reprodução das

fórmulas e explica porque tintas formuladas com menos veículos, mesmos PVCs e diferentes

tipos de pigmentos, podem apresentar brilhos variados (FAZENDA, 1993).

Matematicamente,

A tabela 7 demonstra faixas de Λ para diferentes tintas e algumas das propriedades em

função dessa característica:

41

CPVC = ___Vp____ Vp + Vva ( Equação 4)

Vva = ∑ % pig/cargas x AO ρ ( Equação 5)

Λ= ___PVC__

CPVC (Equação 6)

Tabela 7. Relação de Λ e propriedades esperadas.

Tinta Valores de Λ Propriedades

Acabamento automotivos 0,05 – 0,15 Alto brilho e aspecto vítreo

Acabamentos industriais 0,20 – 0,30 Bom brilho, custos

compatíveis

Acabamento sintéticos

imobiliários

0,35 – 0,55 Semi brilho, custos

compatíveis

Acabamentos estruturais 0,60 – 0,85 Resistência a empolamento,

atrito e riscos

Acabamento arquiteturais

Exterior

Interior

0,90 – 1,00

1,00 – 1,10

Resistência a lavagens e

custo baixo

Primer de manutenção 0,75 – 0,95 Resistência à corrosão e ao

empolamento

Primers Surface 105 – 1,10

Bom nivelamento e poder de

enchimento, boa ancoragem,

lixabilidade

Madeira/Revenda 0,60 – 0,70

Boa penetração no substrato

(adesão), ancoragem dos

acabamentos Fonte: FAZENDA, 1993, p 535.

Quanto mais próximo de 1,0 for Λ menos veículo livre terá a formulação e o PVC

estará mais próximo do CPVC, por outro lado, formulações onde Λ excede o valor 1,0

conterão ar encapsulado no filme o que além de aumentar a permeabilidade reduz sua

resistência (KAIRALLA, 2002, apud DONADIO, 2009).

7.12. Rendimento Teórico (RT)

Este cálculo é realizado a fim de se obter o quanto é possível aplicar, dentro de uma

área, a quantidade de tinta (volume) com uma determinada camada ou espessura seca.

O resultado está baseado através do calculo entre o teor de sólidos por volume e a

espessura seca desejada (DONADIO, 2009).

42

7.13. Cobertura Úmida / Contraste (C.U.C.)

Neste ensaio determina-se a cobertura úmida das tintas através do aparelho

criptomêtro. Nele realizamos testes práticos a fim de determinar a cobertura. A tabela a seguir

descreve uma referência para a cobertura de contraste. Esta tabela é válida somente para cores

brilhantes.

Tabela 8: Referência para Cobertura de Contrastes.

Cor Cobertura Pfund % de Pigmento

Brancos 7- 8mm. #7 18-23

Tons Pastéis 8-10mm. #7 14-18

Amarelos/Laranjas/Rosas 8-10mm. #7 15-20

Azul/Verde/Cinza/Marrom/Médios 7-8mm. #7 8-10

Vermelho/Amarelo/Óxidos 7-8mm. #7 12-14

Azul/Verde/Cinza/Marrom/Outros

Escuro

7-8mm. #7 4-7

Vermelho Alaranjado 12-14mm. #7 12-14

Vermelho Carmin/Vinho 12-14MM. #7 8-10

Pretos 10mm. #2 1-2

Fonte: Donádio, módulo 3.

43

Rendimento (m2/L) = _ Sólidos por Volume _ x 10 Espessura seca desejada ( Equação 7)

8. PROCEDIMENTO PARA OS CALCULOS

Todos os cálculos foram desenvolvidos sob a base 100.

8.1. Determinação das características Esperadas

O seguimento escolhido para o estudo foi o seguimento automotivo, devido o maior

conhecimento técnico nesta linha de produtos. Adotou-se dentro do mesmo seguimento três

formulações com características diferentes, sendo elas: Esmalte Automotivo Branco

Brilhante, Esmalte Branco Automotivo Semi-Brilho e Esmalte Automotivo Branco Fosco e

para cada formulação prescreveu-se características padrões de mercado. A tabela 9 define

quais as características finais desejadas para cada formulação.

Tabela 9: Características desejadas.

Características Esmalte

Brilhante

Esmalte Semi-

Brilho

Esmalte Fosco

Cor Branca Branca Branca

Cobertura (Criptometer pfund #7) Max. 8 --- --- --- --- --- ---

Brilho (UB) ≥90 35,0 – 60,0 Máx. 15

Sólidos em Peso (%) 55 ± 2 58 ± 2 60 ± 2

Sólidos em Volume (%) Mín. 32 Mín. 26 Mín. 24

Rendimento Teórico (m2/L)* > 12,0 > 10 > 9,0

Aplicação a Pistola Sim Sim Sim

Secagem ao toque 4 horas 4 horas 4 horas

Secagem ao Manuseio 12 horas 12 horas 12 horas

Secagem final 72 horas 72 horas 72 horas

* Em película de 35µm.

8.2. Determinação do Pigmento

Com base na tabela de características desejadas (tabela 9) e na tabela de referência de

cobertura de contraste (tabela 8) estipulou-se qual o percentual de pigmento para o Esmalte

Automotivo branco brilhante. Para o Esmalte Automotivo Branco Semi-brilho e Esmalte

Automotivo Branco Fosco (não se analisa tintas com cargas minerais em aparelhos

44

criptômetros) estipulou-se valores que foram determinados empiricamente para então serem

comprovados sua efetividade na prática.

Tabela 10: Determinação do percentual de pigmento.

Produto Cobertura no Criptometer

pfund(#7)

% de Pigmento Utilizado

Esmalte Brilhante Máx. 8 21%

Esmalte Semi-brilho --- --- --- 18%

Esmalte Fosco --- --- --- 15%

8.3. Determinação da Carga Mineral

Com o auxílio da tabela 6, de Características do PVC conforme o Brilho, retirou-se

qual o PVC necessário para o brilho esperado. Por tentativa e erro determinou-se o valor do

PVC de cada produto em desenvolvimento para então determinar o percentual de carga

mineral que será usado nas formulações.

Tabela 11: Determinação do % de carga mineral.

Produto Brilho Desejado PVC % de Carga Mineral

Utilizado

Esmalte Brilhante Mín. 90 UB Máx. 20 --- --- ---

Esmalte Semi-brilho 35 – 60 UB 25 – 30 13%

Esmalte Fosco Máx. 15 UB 40 – 50 28%

Para o produto Esmalte Brilhante não se utiliza carga mineral.

8.4. Determinação da Resina

A resina escolhida para as formulações foi uma resina Alquídica longa, padrão de uso

em tintas automotivas, com 60% de teor de sólidos em peso, dissolvida em aguarrás. Para a

determinação do percentual de resina, leva-se em consideração o teor de sólidos desejado da

tinta. Já se sabe que teor de sólidos é a parte não volátil da tinta, assim para as formulações

estudadas trata-se da somatória dos pigmentos, cargas e veiculo sólido (resina). As demais

45

matérias-primas que apresentam sólidos em suspensão não serão levadas em consideração por

apresentarem valores desprezáveis nos cálculos.

Veículo Sólido = %NVTOTAL - ∑ PIG - ∑CM ( Equação 8)

A partir desta equação obtemos o veículo sólido, no entanto este valor será apenas

60% (40% de aguarrás) do valor total de resina utilizado. Os resultados são encontrados na

tabela a baixo.

Tabela 12: Determinação do % de resina.

Produto % NV total (estipulado)

∑ PIG ∑ CM Veículo

Sólido

Resina Total

Esmalte Brilhante 55% 21% --- --- --- 34% 56,7%

Esmalte Semi-brilho 58% 18% 13% 27% 45,0%

Esmalte Fosco 60% 15% 28% 17% 28,3%

Cargas minerais e pigmentos apresentam 100% de sólidos em peso.

8.5. Cálculo de Aditivo Secante

Através da quantidade de veículo sólido, pode-se calcular o percentual de metal

secante em cada formulação. Não se utiliza a quantidade total de resina porque a interação

ocorre com a parte sólida da resina, a parte líquida volatiza.

Os secantes utilizados nas formulações foram:

- Octoato de Cobalto 6% - responsável por promover a secagem superficial da

película de tinta, utilizou-se 0,1% sobre o veículo sólido.

- Octoato de Zinco 8% - responsável por promover a secagem intermediária do filme

da tinta, utilizou-se 0,1% sobre o veículo sólido.

- Octoato de Zircônio 8% - responsável por promover a secagem intermediária do

filme da tinta, utilizou-se 0,1% sobre o veículo sólido.

- Octoato de Chumbo 36% - responsável por promover a secagem inferior do filme

da tinta, utilizou-se 1% sobre o veículo sólido.

Para efeito de estudo utilizou-se os percentuais máximos indicados para cada aditivo

secante. Os valores utilizados nas formulações estão postos na tabela seguir:

46

Tabela 13: Percentuais de aditivos secantes.

Produto Octoato de

Cobalto 6%

Octoato de

Zinco 8%

Octoato de

Zircônio 8%

Octoato de

Chumbo 36%

Esmalte Brilhante 0,57% 0,43% 0,43% 0,95%

Esmalte Semi-brilho 0,45% 0,34% 0,34% 0,75%

Esmalte Fosco 0,28% 0,22% 0,22% 0,47%

8.6. Cálculo do Anti-Pele

Conforme indicado utilizou-se 0,1% sobre a formulação. Por se tratar de um anti-

oxidante (oxima) o excesso pode causar o retardo na polimerização, sendo assim a tinta não

seca.

8.7. Cálculo do dispersante

O dispersante usado foi a Lecetina de Soja e conforme indicado utilizou-se 2% do

aditivo sobre a quantidade de pigmentos e cargas.

Tabela 14: Percentuais de dispersante.

Produto % Pigmento % de Cargas Dispersante

Esmalte Brilhante 21% --- --- --- 0,42%

Esmalte Semi-brilho 18% 13% 0,62%

Esmalte Fosco 15% 28% 0,86%

8.8. Cálculo do Anti-Sedimentante

Conforme indicado utilizou-se 2% do aditivo sobre a quantidade de pigmentos e

cargas. Usou-se uma argila organofílica como anti-sedimentante.

47

Tabela 15: Percentuais de Anti-sedimentante.

Produto % Pigmento % de Cargas Anti-sedimentante

Esmalte Brilhante 21% --- --- --- 0,42%

Esmalte Semi-brilho 18% 13% 0,76%

Esmalte Fosco 15% 28% 0,86%

8.9. Cálculo do solvente

O solvente utilizado deve ser sempre um solvente que dissolva a Resina. O uso de

solventes inadequados, que não tenham poder de solvência sobre a resina, pode causar

problemas nas tintas, como a coagulação ou precipitação da resina, perda de brilho,

diminuição da resistência à água entre outros. No estudo utilizou-se o aguarrás, onde

quantidade usada foi o percentual para fechar a formulação em 100%, ouse já, somou-se todos

os percentuais de cada matéria prima e a diferença para fechar 100% foi a quantidade de

solvente utilizado.

As formulações concluídas do Esmalte Brilhante, Esmalte Semi-brilho e Esmalte

fosco foram dispostas nas tabelas 16, 17 e 18, respectivamente.

48

Matéria Prima % Densidade Volume % Sólidos

Teor de sólidos

(% em peso)

Dens.

Dos

Sólidos

Sólidos

em volume

Total de

sólidos (%

em volume)

Absor. Óleo

Pig/cargas

∑ %

Pig/cargas

absorvíveis

Dióxido de Titânio 21,0 4,2 5 100 21,0 4,2 5 --- --- --- 22% 4,62

Resina Alquídica 56,7 0,95 59,68 60 34,0 1,12 30,36 --- --- --- --- --- --- --- --- ---

Octoato de Cobalto 6% 0,57 0,998 0,57 --- --- --- --- --- --- --- --- --- --- --- --- --- --- --- --- --- --- --- --- ---

Octoato de Zinco 8% 0,43 0,995 0,43 --- --- --- --- --- --- --- --- --- --- --- --- --- --- --- --- --- --- --- --- ---

Octoato de Zircônio 8% 0,43 0,993 0,43 --- --- --- --- --- --- --- --- --- --- --- --- --- --- --- --- --- --- --- --- ---

Octoato de Chumbo 36% 0,95 0,999 0,95 --- --- --- --- --- --- --- --- --- --- --- --- --- --- --- --- --- --- --- --- ---

Lecetina de Soja 0,42 0,995 0,42 --- --- --- --- --- --- --- --- --- --- --- --- --- --- --- --- --- --- --- --- ---

Argila Organofílica 0,42 1,74 0,24 --- --- --- --- --- --- --- --- --- --- --- --- --- --- --- --- --- --- --- --- ---

Anti-Pele 0,10 0,995 0,10 --- --- --- --- --- --- --- --- --- --- --- --- --- --- --- --- --- --- --- --- ---

Aguarras 18,98 0,776 24,46 --- --- --- --- --- --- --- --- --- --- --- --- --- --- --- --- --- --- --- --- ---

TOTAL 100 --- --- --- 92,28 --- --- --- 55,0 --- --- --- 35,36 38,31 --- --- --- 4,62

Tabela 16: Cálculos de formulação da tinta Esmalte Automotivo Branca Brilhante.

47


Teor de sólidos

(% em peso)

Dens.

Dos

Sólidos

Sólidos

em volume

Total de

sólidos (%

em volume)

Absor. Óleo

Pig/cargas

∑ %

Pig/cargas

absorvíveis

Dióxido de Titânio 18,0 4,2 4,29 100 18 4,2 4,29 --- --- --- 22% 3,96

Talco 13 2,58 5,04 100 13 2,58 5,04 --- --- --- 20% 2,6

Resina Alquídica 45 0,95 47,37 60 27 1,12 24,11 --- --- --- --- --- --- --- --- ---


Octoato de Zinco 8% 0,34 0,995 0,34 --- --- --- --- --- --- --- --- --- --- --- --- --- --- --- --- --- --- --- --- ---



Lecetina de Soja 0,62 0,995 0,62 --- --- --- --- --- --- --- --- --- --- --- --- --- --- --- --- --- --- --- --- ---

Argila Organofílica 0,62 1,74 0,36 --- --- --- --- --- --- --- --- --- --- --- --- --- --- --- --- --- --- --- --- ---

Anti-Pele 0,10 0,995 0,10 --- --- --- --- --- --- --- --- --- --- --- --- --- --- --- --- --- --- --- --- ---

Aguarras 20,78 0,776 26,78 --- --- --- --- --- --- --- --- --- --- --- --- --- --- --- --- --- --- --- --- ---

TOTAL 100 --- --- --- 86,44 --- --- --- 58,0 --- --- --- 34,15 39,51 --- --- --- 6,56

Tabela 17: Cálculos de formulação da tinta Esmalte Automotivo Branca Semi-Brilho.

48


Teor de sólidos

(% em peso)

Dens.

Dos

Sólidos

Sólidos

em volume

Total de

sólidos (%

em volume)

Absor. Óleo

Pig/cargas

∑ %

Pig/cargas

absorvíveis

Dióxido de Titânio 15,0 4,2 3,57 100 15,0 4,2 3,57 --- --- --- 22% 3,3

Talco 28,0 2,58 10,85 100 28,0 2,58 10,85 --- --- --- 20% 5,6

Resina Alquídica 28,3 0,95 29,82 60 17,0 1,12 15,17 --- --- --- --- --- --- --- --- ---


Octoato de Zinco 8% 0,22 0,995 0,22 --- --- --- --- --- --- --- --- --- --- --- --- --- --- --- --- --- --- --- --- ---



Lecetina de Soja 0,86 0,995 0,86 --- --- --- --- --- --- --- --- --- --- --- --- --- --- --- --- --- --- --- --- ---

Argila Organofólica 0,86 1,74 0,49 --- --- --- --- --- --- --- --- --- --- --- --- --- --- --- --- --- --- --- --- ---

Anti-Pele 0,10 0,995 0,1 --- --- --- --- --- --- --- --- --- --- --- --- --- --- --- --- --- --- --- --- ---

Aguarras 25,66 0,776 33,06 --- --- --- --- --- --- --- --- --- --- --- --- --- --- --- --- --- --- --- --- ---

TOTAL 100 --- --- --- 79,94 --- --- --- 60,0 --- --- --- 29,59 37,01 --- --- --- 8,9

Tabela 18: Cálculos de formulação da tinta Esmalte Automotivo Branca Fosca.

49

Nas tabelas também encontramos dados necessários para dar continuidade aos

cálculos, são eles:

Densidade: densidade de cada matéria prima. Os dados foram recolhidos num banco

de dados da empresa Anjo Química, conforme anexo 1.

Volume: % mássico / densidade de cada matéria prima.

% de Sólidos : quanto da matéria prima é sólida.

Total de Sólidos: % mássico X % de Sólidos.

Densidade dos sólidos: dados recolhidos de um banco de dados da empresa Anjo

Química, conforme anexo 1.

Sólidos em volume: Teor de sólidos em peso / densidade dos sólidos.

Total de Sólidos em volume: ∑ dos sólidos em volume / ∑ dos volumes.

Absor. Óleo Pig/cargas: dados recolhidos na empresa Anjo Química conforme

anexo1.

∑ % Pig/cargas absorvíveis : % mássico X Absorção de óleo pig/cargas.

8.10. Fração Volumétrica de Pigmento (PVC)

Através da equação 3, com dados encontrados nas tabelas 16, 17 e 18 chegamos aos

valores de PVC, conforme tabela a seguir:

Tabela 19: Fração volumétrica de pigmento.

Produto Volume de

Pigmento

Veículo Sólidos

em Volume

PVC (%) Brilho

Esperado (UB)

Esmalte Brilhante 5 30,36 14,14 90 – 100

Esmalte Semi-brilho 9,33 24,11 27,90 35 – 60

Esmalte Fosco 14,42 15,17 48,73 5 – 15

8.11. Concentração Volumétrica de Pigmento Crítica (CPVC)

A concentração volumétrica de pigmento Crítica é calculada conforme equação 4 e 5 onde os resultados são:

50

Tabela 20: Fração volumétrica de pigmento crítico.

Produto Volume de Pigmento Vva CPVC (%)

Esmalte Brilhante 5 4,94 50,30

Esmalte Semi-brilho 9,33 7,02 57,06

Esmalte Fosco 14,42 9,51 60,26

8.12. Relação PVC/CPVC

Com valores encontrados nas tabelas 19 e 20 calcula-se a relação PVC/CPVC. As

propriedades são encontradas na tabela 7.

Tabela 21: Relação PVC/ CPVC.

Produto PVC CPVC PVC/CPVC Propriedades

Esmalte Brilhante 14,14 50,30 0,28 Bom brilho, custos compatíveis

Esmalte Semi-

brilho

27,90 57,06 0,49 Semi brilho, custos compatíveis

Esmalte Fosco 48,73 60,26 0,81 Resistência a empolamento,

atrito e riscos

8.13. Rendimento Teórico

O cálculo do rendimento teórico é o total de sólidos por volume (encontrados nas

tabelas 16, 17 e 18) dividido pela camada desejada de 35 µm.

Tabela 22: Rendimento Teórico.

Produto Total de Sólidos

por volume

Camada (µm) Rendimento (m2/L)

Esmalte Brilhante 38,31 35 11,1

Esmalte Semi-brilho 39,51 35 10,95

Esmalte Fosco 37,01 35 10,57

51

8.14. Densidade Teórica

Para cálculo da densidade teórica utilizou-se a somatória das massas e somatória dos

volumes de cada matéria.

Tabela 23: Densidade Teórica.

Produto Massa Volume Densidade (g/cm2)

Esmalte Brilhante 100,0 92,28 1,08

Esmalte Semi-brilho 100,0 86,44 1,16

Esmalte Fosco 100,0 79,94 1,25

52

9. PROCEDIMENTO EXPERIMENTAL

Com os produtos desenvolvidos, fez-se em laboratório três formulações para cada

produto F1, F2 e F3 para Esmalte Branco Brilhante, F4, F5, F6 para Esmalte Semi-brilho e

F7, F8, F9 para Esmalte Fosco Para cada amostra foram feitas 500gr e determinadas segundo

testes abaixo:

9.1. Testes de Controle de Qualidade

9.1.1. Compatibilidade

Teste efetuado no intuito de verificar o comportamento da tinta após a adição de

resíduo. Observam - se mudanças das características físicas apresentação de pontos não

dispersos no produto final.

9.1.2. Densidade

A massa específica de tinta, determinada em laboratório, é a massa de um certo

volume desta tinta em um recipiente chamado picnômetro ilustrado na figura 7.

Figura 7 – Picnômetro. Fonte: do autor.Procedimento:

1. Pesar o picnômetro limpo e seco, anotar o peso;

2. Encher o picnômetro com o produto (o produto deverá extravasar pela abertura

localizada na tampa do picnômetro);

53

3. Limpar bem o picnômetro para que não fique nenhum resíduo do produto na

parte externa do aparelho;

4. Pesar o picnômetro contendo o produto. Anotar o peso;

5. A partir desta pesagem calcular a densidade do produto, conforme formula

abaixo:

d = densidade.

m = peso do picnômetro com o produto.

V = volume.

9.1.3. Brilho

Análise de brilho consiste em emitir uma fonte luminosa em um ângulo pré-

determinado em uma superfície e de acordo com sua reflecção gerar um valor quantitativo. O

aparelho utilizado para este tipo de análise se chama glossmeter.

Figura 8: Medidor de brilho glossmeter. Fonte: do autor.

Procedimento:

1. Ajustar a temperatura da amostra para 25ºC ± 2ºC;

2. Calibrar o equipamento Glossmeter para o ângulo de 60º;

3. Com o equipamento sobre a aplicação da amostra realizar três medições em

pontos diferentes para geração do valor de média em UB (unidade de brilho).

d = ____ V

m(Equação 9)

54

9.1.4. Determinação do Grau de Fineza

Grindômetro é um aparelho que consiste em um bloco de aço inoxidável com uma

ou duas canaletas em forma de cunha e um raspador feito do mesmo material conforme figura

Procedimento:

1. Colocar a tinta na extremidade mais profunda na canaleta do aparelho;

2. Estender a tinta ao longo de toda a canaleta com auxílio do raspador;

3. Imediatamente faça a leitura na escala Hegman observando a canaleta de lado,

contra uma fonte de luz;

4. Faça pelo menos duas leituras, cada uma com novas porções da mesma tinta.

Figura 9 – Grindômetro. Fonte: do autor.

NOTA: A leitura deve ser feita imediatamente após a extensão da tinta na canaleta, pois com a

evaporação do solvente a leitura vai se modificando e não há mais precisão. O tempo entre a

extensão e a leitura não deve exceder 15 segundos.

9.1.5. Aderência

Uma das propriedades mais importantes das tintas é sua aderência ao substrato. A

maior parte das características de resistência à corrosão está ligada às propriedades de

aderência.

Se a tinta não tem aderência satisfatória ao substrato, seu desempenho estará

comprometido, chegando em muitos casos a se destacar prematuramente, propiciando a

propagação de ferrugem sob a película.

O ensaio mais usado é o Corte em grade, que consiste em efetuar seis cortes na

película de tinta até atingir o metal base, paralelos entre si, e outros cortes perpendiculares aos

primeiros, formando um quadriculado (grade).

55

Depois de efetuado os cortes, aplica-se sobre o quadriculado um fita adesiva

padronizada que é removida de maneira uniforme e completa segundo as normas ABNT MB

985 ou ASTMD 3359.

Tabela 24: Resultados da Aderência.

ABNT ASTM

Ótima 0 5

Péssima 4 0

Removida a fita, compara-se o resultado do arrancamento na área do quadriculado

com a figura da referida norma (Figura 9). Como exemplo dessa quantificação tem-se:

Figura 10: Corte em Grade ASTM D 3359.

Fonte: FAZENDA, 1993, p.973.

56

9.1.6. Determinação da Estabilidade

Estabilidade: análise que apresenta, num tempo relativamente curto, uma idéia do

comportamento da amostra em função do tempo de armazenagem.

Procedimento:

1. Encher ¾ do volume do recipiente com o produto a ser testado.

2. Fechar bem a tampa para que não haja vazamentos.

3. Manter a amostra na estufa por aproximadamente 16 horas, a 60ºC.

4. A amostra não deverá apresentar sedimentação, flotação após a estufa.

9.1.7. Teor de Sólidos em Massa

As tintas convencionais, são compostos líquidos cujos constituintes podem ser voláteis

e não voláteis. Os solventes e alguns aditivos são voláteis e parte da resina, os pigmentos e

alguns aditivos, não são voláteis. Quando se determina o teor de sólidos por massa de uma

tinta está se determinando a parte não volátil da tinta.

O ensaio de sólidos por massa pode ser realizado de diversas maneiras, todas elas

passam pela pesagem de uma pequena quantidade de tinta líquida, condição para que os

solventes evaporem totalmente, e pesagem final da película.

9.1.8. Sólidos por Volume

A determinação do teor de sólidos por volume é um dos mais importantes do

laboratório de tintas. Por meio dele é possível determinar o rendimento teórico da tinta.

Quando se determina o teor de sólidos por volume, esta se determinando o volume de

material não volátil que permanece após a evaporação dos solventes, isto é, o volume dos

sólidos da resina + o volume dos sólidos dos pigmentos + o volume dos sólidos das cargas

minerais.

Massa (%) = Massa da película seca(g) x 100 Massa da tinta líquida(g) (Equação 10)

Sólidos por Volume prático = _Espessura seco _ x 100 Espessura úmida (Equação 11)

57

9.1.9. Rendimento Prático

O rendimento teórico de uma tinta está diretamente ligado ao seu sólido por volume e

considera condições perfeitas de aplicação, como uma superfície totalmente lisa, sem

interferência do ambiente (vento, temperatura, umidade), perdas, e variação da camada

aplicada. Assim sendo o rendimento prático é sempre menor que o rendimento calculado.

Onde,

Espessura seca desejada = 35 µm.

9.1.10. Avaliação da Cobertura Úmida / Contraste (C.U.C.)

Figura 11. Criptômetro de Pfund com placas Unidas( FAZENDA, 1993, p.964).

Neste ensaio determina-se a cobertura úmida das tintas através do aparelho

criptomêtro. Nele realizamos testes práticos a fim de determinar essa cobertura e é dado pela

formula (FAZENDA, 1993):

C.UM = ___1___ x 10 = m2/l L x K

Onde L = leitura em mm

K = constante da placa (#7 = 0,007) (#2 = 0,002).

Rendimento prático (m2/L) = _ Sólidos por Volume _ x 10 Espessura seca desejada (Equação 12)

(Equação 12)

58

Procedimento:

Uma quantidade de tinta é colocado no centro da linha de contraste e imediatamente

coberto com a placa de cristal. Aperta-se com cuidado a placa de cristal, de maneira que o

excesso seja eliminado pelas canaletas laterais e inicia-se a acomodação da placa com

pequenos movimentos para esquerda e para direita, de maneira a tornar visível a linha de

contraste. Imediatamente desloca-se a placa para esquerda até que a linha não consiga mais

ser visível. Neste momento faz-se a leitura na escala graduada em milímetro.

9.1.11. Resultados Práticos

As tabelas 25, 26 e 27 descrevem os testes físicos feitos e os resultados encontrados

para as formulações do Esmalte Automotivo Branco Brilhante, Esmalte Automotivo Branco

Semi-brilho e Esmalte Automotivo Branco Fosco:

Tabela 25: Resultados práticos do Esmalte Automotivo Branco Brilhante.

Testes F1 F2 F3 Média

Compatibilidade ok ok ok ok

Densidade( g/cm2) 1,0784 1,0791 1,0812 1,0797

Brilho ( H ) 88,2 89,2 89,9 89,1

Grau de Fineza 7 H 7H 7H 7H

Aderência 0 0 0 0

Estabilidade ok ok ok ok

Teor de Sólidos ( % ) 56,30 56,08 56,60 56,33

Espessura Seco (µm) 63 61 63 62,5

Espessura Úmida (µm) 175 175 175 175

Sólidos por Volume 37 35 37 36

Rendimento (m2/L) 14,8 14,0 14,8 14,5

Cobertura( pfund #7,mm) 8,0 8,0 8,0 8,0

Cobertura úmida(m2/L) 17,85 17,85 17,85 17,85

Secagem ao toque (2 h) ok ok ok ok

Secagem ao Manuseio (12-24) h

ok ok ok ok

Secagem final(72 h) ok ok ok ok

Tabela 26: Resultados práticos do Esmalte Automotivo Branco Semi-brilho.

59



Densidade( g/cm2) 1,1641 1,1616 1,1606 1,1621

Brilho ( H ) 54,7 54,0 54,8 54,5

Grau de Fineza 5,5H 5,5H 5,5H 5,5H

Aderência 0 0 0 0

Estabilidade ok ok ok Ok

Teor de Sólidos ( % ) 59,3% 59,7% 58,9% 59,3%

Espessura Seco (µm) 34 34 35 34,5


Sólidos por Volume 27,2 27,2 28 27,4

Rendimento (m2/L) 10,88 10,88 11,2 11,0





ok ok ok ok


Tabela 27: Resultados práticos do Esmalte Automotivo Branco Fosco.



Densidade( g/cm2) 1,2540 1,2554 1,2523 1,2539

Brilho ( H ) 6,0 6,2 6,4 6,2

Grau de Fineza 5,0 H 5,0 H 5,0 H 5,0 H

Aderência 0 0 0 0

Estabilidade ok ok ok ok

Teor de Sólidos ( % ) 61,30 61,17 61,22 61,23

Espessura Seco (µm) 32 34 32 32


Sólidos por Volume 25,6 27,2 25,6 26,1

Rendimento (m2/L) 10,24 10,88 10,24 10,4





ok ok ok ok


60

10. RESULTADOS E DISCUSSÕES

Após a realização dos cálculos e análises físicas os resultados calculados e práticos

foram comparados com os resultados esperados, conforme as tabelas 28, 29 e 30.

Na tabela 28 estão descritos os resultados finais da Tinta Esmalte Automotiva Branco

Brilhante.

Tabela 28: Resultados da Tinta Esmalte Automotivo Brilhante.

Características Resultado

Especificado

Resultados

Calculados

Resultados

Práticos

Cor Branca Branca Branco

Cobertura(Criptometer pfund #7) Max. 8 --- --- --- 8,0

Cobertura úmida(m2/L) --- --- --- --- --- --- 17,85

Brilho (UB) ≥90 90 – 100 89,1

Sólidos em Peso (%) 55 ± 2 55,0 56,33

Sólidos em Volume (%) Mín. 34 38,31 36,0

Rendimento (m2/L) > 13,0 15,3 14,5

Densidade( g/cm2) --- --- --- 1,08 1,0797


Secagem ao toque 4 horas --- --- --- 4 horas

Secagem ao Manuseio 12 horas --- --- --- 24 horas

Secagem final 72 horas --- --- --- 72 horas

Fineza (H) --- --- --- --- --- --- 7,0

Aderência --- --- --- --- --- --- ok

Estabilidade --- --- --- --- --- --- ok

Na tabela 29 estão descritos os resultados finais da Tinta Esmalte Automotiva Branco

Semi-brilho.

Tabela 29: Resultados da Tinta Esmalte Automotivo Semi-brilho.


Especificado

Resultados

Calculados

Resultados

Práticos


61

Cobertura(Criptometer pfund #7) --- --- --- --- --- --- 10,0


Especificado

Resultados

Calculados

Resultados

Práticos


Brilho (UB) 35,0 – 60,0 35,0 – 60,0 54,5

Sólidos em Peso (%) 58 ± 2 58,0 59,3


Rendimento (m2/L) > 10,0 15,8 11,0

Densidade( g/cm2) --- --- --- 1,16 1,1621





Fineza (H) --- --- --- --- --- --- 5,5 H

Aderência --- --- --- --- --- --- ok

Estabilidade --- --- --- --- --- --- ok

Na tabela 30 estão descritos os resultados finais da Tinta Esmalte Automotiva Branca

Fosca.

Tabela 30: Resultados da Tinta Esmalte Automotivo Fosco.


Especificado

Resultados

Calculados

Resultados

Práticos


Cobertura(Criptometer pfund #7) --- --- --- --- --- --- 11,0


Brilho (UB) Máx. 15 5 – 15 6,2

Sólidos em Peso (%) 60 ± 2 60,0 61,23


Rendimento (m2/L) > 9,0 14,8 10,4

Densidade ( g/cm2) --- --- --- 1,25 1,2539




62


Especificado

Resultados

Calculados

Resultados

Práticos


Especificado

Resultados

Calculados

Resultados

Práticos


Fineza (H) --- --- --- --- --- --- 5,0 H

Aderência --- --- --- --- --- --- ok

Estabilidade --- --- --- --- --- --- ok

A combinação entre as matérias primas foram satisfatórias não havendo

incompatibilidade, pois os resultados de estabilidade (o produto manteve-se estável por 16

horas em estufa 60°C), fineza (não apresentou pontos durante a extensão no aparelho) e

aplicação não apresentaram problemas.

Os Sólidos em peso apresentaram bons resultados, mostrando a coerência dos

cálculos. A variação encontrada é em função das possíveis variações existentes nas matérias

primas.

A quantidade usada de pigmento atenderam as especificações para o Esmalte

automotivo Branco brilhante, e no caso do Esmalte Automotivo Branco Semi-brilho e

Esmalte Branco Automotivo Fosco, as razões encontradas foram coerentes com valores de

padrões de mercado.

Nos valores de sólidos por volume, os resultados calculadores foram superiores aos

resultados obtidos na prática, isso porque o sólido por volume calculado expressa o sólido de

uma tinta em condições perfeitas, diferente do sólido por volume prático, que sofre variação

de camada, variação do ambiente, secagem e superfície.

Os valores de rendimento foram satisfatórios, visto que estão diretamente ligados com

os sólidos por volume.

A variação encontrada nas densidades é tolerável, pois é em função da utilização das

densidades médias de cada matéria prima, como existe uma faixa de variação destas

densidades há também uma variação das propriedades finais de cada resultado.

O único resultado que não atendeu as especificações foi a secagem ao manuseio e

pode ser explicado em função da:

63

- Resina utilizada - a resina utilizada foi uma resina de cadeia polimérica longa (60% de

sólidos), que agrega a tinta uma secagem lenta, como a secagem ao manuseio é relativamente

rápida, não houve tempo da tinta secar no período proposto, porém não interferindo na

secagem final. Normalmente utiliza-se nas formulações de tintas blendas (misturas) de resinas

com diferentes propriedades de secagem.

- Temperatura e umidade relativa do ar – as aplicações foram feitas em dias chuvosos e frios,

sabe-se que em dias frios a velocidade de cura é menor do que em dias quentes e que em

atmosferas úmidas, a secagem é sensivelmente afetada.

O brilho da Tinta Esmalte Automotivo Branco Brilhante ficou pouco abaixo do

estipulado e calculado, fato este que também se deve as condições de temperatura e umidade

relativa do ar nos dias da aplicação e secagem. Já para os Esmaltes Semi-brilho e fosco, estas

condições não interferiram no resultado.

O resultado de aderência comprava que a tinta teve boa interação com o substrato. Os

demais resultados como rendimento, cobertura úmida, aplicação a pistola e cor atenderam as

especificações apresentando valores dentro das propriedades propostos.

64

11. CONCLUSÃO

Praticamente todas as propriedades finais previstas foram alcançadas com precisão

demonstrando que os cálculos no desenvolvimento são sem duvidas importantes ferramentas

no uso da pré-formulação de tintas.

Consegui-se um comparativo entre valores medidos e valores calculados pelo modelo

matemático bem como estabelecer uma procedimentação para os cálculos de formulação.

Valores como densidade, sólidos em peso e sólidos em volume apresentaram uma

pequena variação devido as variações encontradas nas matérias primas.

Os sólidos em volume demonstram que as tintas desenvolvidas tem um excelente

rendimento, como comprovado na prática.

Os resultados de fineza, estabilidade, aplicação e aderência comprovam que as

matérias primas apresentaram boa compatibilidade.

O brilho da tinta Esmalte Automotivo branco Brilhante apresentou uma pequena

variação que supostamente se deve a temperatura fria e umidade relativa do ar alta durante a

secagem da tinta.

O único valor que não atendeu as especificações previstas foi a secagem ao manuseio

devido a utilização de uma resina de cadeia polimérica longa e/ou temperatura e umidade

relativa do ar nos dias da aplicação.

65

REFERÊNCIA

FAZENDA, Jorge M. R. Tintas e Vernizes: ciência e tecnologia. 3. ed. rev. e ampl São Paulo: ABRAFATI, 2005. 1044 p.

MARTENS, Charles R. Waterbone Coatings.1 ed. Hardcover, 1974.

DONADIO, Paulo A. Treinamento Curso Básico de Tintas. Módulo 1. 27p.

DONADIO, Paulo A. Treinamento Curso Básico de Tintas. Módulo 3. 32p.

SOLOMON, D.H. The Chemical of Organic Film Formers.2 ed. New York,1967.

PATTON, W.J. Materiais de construção para engenharia civil. São Paulo: EPU: Editora da Universidade de São Paulo, 1978. 366 p.

VERNERET, H. Solventes Industriais: Rodhia. Toledo. 1984.

GRACENEA, J.J., KUDAMA A.H. and SUAY J.J., “The Influence of pigmentvolume concentration (PVC) on the properties of an epoxi coating, Part I Thermal andMechanical Properties”, Progress in Organic Coating v. 50 pp 62-67, 2004.

GRACENEA, J.J., KUDAMA A.H. and SUAY J.J., “The Influence of pigment volumeconcentration (PVC) on the properties of an epoxi coating, Part II Anticorrosion andEconomic Properties”, Progress in Organic Coating v. 50 pp 68-74, 2004.

OLIVEIRA, L. F. L. Influência do PVC na delaminação de tintas. Tese – Universidade Federal do Rio de Janeiro, COPPE, Rio de Janeiro, 2007.

TINTAS no Brasil. Disponível em: <http://www.abrafati.com.br/bn_conteudo.cod=94>.Acesso em: 05 mai. 2010.

66

ANEXO 01

Matéria Prima Densidade Absorção a Óleo

Dióxido de Titânio 4,2 18 – 22

Talco 2,58 17 – 25

Resina Alquídica da solução – 0,95

do sólidos – 1,12 60 % em sólidos

Octoato de Cobalto 6% 0,998 --- --- ---

Octoato de Zinco 8% 0,995 --- --- ---

Octoato de Zircônio 8% 0,999 --- --- ---

Octoato de Chumbo 36% 0,993 --- --- ---

Lecetina de Soja 0,995 --- --- ---

Argila Organofílica 1,74 --- --- ---

Anti-Pele 0,995 --- --- ---

Aguarras 0,776 --- --- ---

67

estudo de cálculos no desenvolvimento de tintas

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