Por Andréia
Rocha, Fernanda Tiradentes, Jéssica Paula, José Luiz e Nayara Júnia.
Monografia
de graduação apresentada à Universidade Federal de Uberlândia como parte dos
requisitos necessários para a aprovação na disciplina de Projeto de Graduação
do curso de Engenharia Química por Rodrigo Ribeiro Parreira, em 2010.
Resenha do artigo científico: Produção
de tintas em pó.
No
final da década de 1950 surgiu nos Estados Unidos tintas em pó. O crescente
consumo de tais, é devido as suas grandes vantagens comparando - as com as
tintas líquidas, isso pelo fato de terem um ótimo desempenho, baixo custo e por
serem menos nocivas ao meio ambiente por não conterem solventes.
Infelizmente atualmente esse crescimento é apenas
alguns pontos acima dos outros tipos de tintas. Com isso os fabricantes tiveram
que abrir os olhos para abrir novos campos que poderiam aceitar as tintas em
pó. Atualmente as tintas em pó tem mercado promissor nas novas aplicações como:
em substratos sensíveis ao calor, aglomerados de madeira, plásticos e materiais
compostos.
Tintas
O
Brasil já tem seu mercado de produção de tintas bastante consolidado, sendo o
quarto produtor mundial de tintas. São aproximadamente 400 indústrias operando
no país, gerando quase 16 mil empregos. Apesar de o setor da construção
corresponder a 65% das vendas de tinta no país, não há grandes índices de
crescimento no consumo, pois depende totalmente do índice de crescimento da
construção civil (Fazenda e Fontes, 2005).
A
tinta é composta basicamente por: Resina
(funciona como aglomerante para as partículas de pigmentos); Aditivo (quando adicionado à tinta
proporciona características especiais ou até mesmo melhoria em suas
propriedades); Pigmento (são
substancias sólidas que absorve, refrata e reflete os raios luminosos); Solvente (utilizado para dissolver e
homogeneizar os componentes da tinta).
Tintas
em pó
Os
usuários que empregam este tipo de tinta tem o retorno do capital investido no
período máximo de três anos devido a não necessidade de tinta de fundo na
maioria dos casos, custo de mão de obra reduzido, facilidade na limpeza das
instalações de aplicações, dispensa diluições em solvente, não há necessidade
de aquecer grandes quantidades de ar a ser insuflada na estufa para eliminar o
solvente a instalação de pintura e cura ocupa um espaço menor do que a tinta
liquida, não há necessidade de investimento para instalações para evitar
poluição.
As
tintas em pó têm suas restrições como dificuldade de padronização de cor,
dificuldade na troca de cor durante a aplicação, aspectos de acabamento é
deficiente para certas finalidades como em automóveis, é difícil aplicar tinta
em pó em camadas finas, é praticamente impossível pintar partes internas de um
objeto e não é adequado para objetos metálicos.
Existem
vários tipos de tintas em pó como as tintas em pó termoplásticas que usam
produtos plásticos, mas sendo insatisfatória pela baixa resistência ao solvente
e pequena aceitação de pigmentos, temos também tintas em pó termoplásticas
baseadas em poliolefinas que são compostos polímeros que tem como monômero uma
olefina simples ideal para pinturas em contêineres e oleodutos por sua alta
resistência a produtos químicos, temos também tintas em pó termoplásticas
vinílica este tipo de produto é indicado para revestimento de superfícies
protegidos de intemperismo, tintas em pó termoplástica baseadas em nylon é
excelente isolamento elétrico e térmico ótima estabilidade em meio básico porém
apresenta deficiência em meios ácidos. Temos também as tintas em pó
termoconvertíveis este tipo de tinta pode substituir qualquer tipo de tinta líquida,
elas podem ser classificadas em tintas em pó epoxidicas que são baseadas em
resina epoxidicas que tem propriedades anticorrosivas, aderência e resistência
química e mecânica, temos também as tintas em pó poliéster baseada em resina
poliéster e curada especificamente com endurecedor TGIC, ele tem excelentes
propriedades mecânicas resistente ao amarelecimento durante a cura e
resistência ao intemperismo. Temos também tintas em pó poliuretanicas que são
baseadas em resinas poliéster este tipo da tinta tem a capacidade de atingir
camadas inferiores a da tinta em pó de poliésteres, e por fim as tintas em pó acrílicas
que permite acabamentos de muito brilho e por vários anos.
Aplicação
das tintas em pó
Para
maximizar a performance de uma tinta em pó, é essencial que a superfície a ser
pintada seja corretamente limpa. O processo de pré-tratamento a ser utilizado,
dependerá basicamente do tipo de contaminação existente na superfície e da
especificação requerida para o produto final.
A
limpeza mecânica tem a finalidade de retirar resíduos aderidos da superfície,
sendo muito eficiente para retirar ferrugem. Poderá ser utilizado com areia ou
granalha de aço, sendo muito importante o critério de escolha do tamanho e do
tipo das partículas do material abrasivo, a fim de se evitar uma excessiva
danificação da superfície. Este processo apresenta excelentes resultados na
limpeza, porém, eliminando contaminantes somente na superfície.
A
limpeza química é feita com vapores de solventes clorados (tricloroetileno ou percloroetileno)
é muito eficiente para eliminação de óleos e graxas, porém, a peça não poderá
apresentar ferrugem. Possui como característica principal, uma ótima penetração
em todos os pontos das peças, produzindo uma limpeza bastante uniforme. Após a
limpeza é feita a passivação da superfície. O processo mais usado é a fosfatização.
Este processo consiste na deposição de uma camada de fosfato sobre a superfície
a ser pintada. É o mais eficiente dos processos, pois elimina toda a
contaminação da superfície com perfeita penetração em todos os pontos das
peças.
Avanços
para produção e aplicação de tintas em pó
O
segmento de tinta em pó continua a expandir sua participação no mercado de
acabamentos industriais na medida em que fabricantes de equipamentos originais
conhecem as vantagens de sua performance e os benefícios ambientais destes
materiais sem solventes. Diversos trabalhos têm sido realizados na tentativa de
melhorar os processos de produção de tintas em pó, de aplicação e de cura, e
alteração de suas propriedades de forma a ampliar os materiais em que a tinta
em pó pode ser aplicada e expandir o mercado consumidor deste produto. As
empresas do segmento estão percebendo que um crescimento futuro somente poderá
ser assegurado focando em inovações como cura em baixa temperatura, tintas em
pó de cura por radiação ultra-violeta (UV) e tintas em pó para revestimentos
super duráveis. Tintas em pó para cura em baixas temperaturas podem ser
definidas como tintas que possuem ponto de cura entre 120ºC e 150ºC, já que a
maioria das tintas em pó tem o seu ponto de cura em torno de 200ºC. O
interessante de se trabalhar com este sistema é a viabilidade da aplicação em
substratos sensíveis a altas temperaturas assim como nos substratos resistentes
ao calor o que acarreta em uma economia de energia. Este sistema de
aplicabilidade das tintas em pó para baixas temperaturas de cura foi
desenvolvido a base de poliéster carboxilado e TGIC (triglicidil isocianurato),
possibilitando a aplicação em peças ou equipamentos de uso externo ou exposto
às intempéries. Para a obtenção dos resultados desejados, a formulação das
tintas, os padrões de cura e dimensionamento da peça devem ser estudados caso a
caso.
O
processo de pintura funciona basicamente da seguinte maneira: a tinta é
aplicada e em seguida a peça pintada passa sob uma coifa que contém lâmpadas
que emitem uma forte radiação UV. Esta radiação provoca a cura da tinta quase
que instantaneamente. Em poucos segundos a peça estará seca e poderá ser
manipulada, montada ou embalada. Alcón et al (2010) estudaram a formulação de
uma nova tinta em pó fotoiluminescente curada por radiação UV e analisaram as
características ópticas ao variar a espessura da cobertura para diferentes
pigmentos fotoiluminescentes. Esses pesquisadores observaram que a tinta obtida
apresentou uma cura mais rápida e maior economia quando comparada aos recobrimentos
convencionais, e foi possível sua aplicação em materiais como plástico (PVC) e
madeira, que são materiais sensíveis ao calor e que não suportam aos processos
tradicionais de cura que geralmente empregam temperaturas na faixa de 150oC a
200oC. Esta técnica de aplicação também têm como desvantagem principal o custo
do sistema de cura. As lâmpadas de emissão de UV têm vida útil relativamente
curta, necessitando ser trocadas com frequência. Além disso, a manutenção das
cabines de pintura deve ser cuidadosa, com boa exaustão e filtros ativos, não
para os solventes, uma vez que não existem,
mas para a emissão de ozônio conseqüente dos raios ultra-violeta das
lâmpadas (Alcón etal,2010). Quanto à aplicação da tinta em pó sobre o
substrato, feita por processo eletrostático, vários fatores influenciam a
deposição das partículas poliméricas de tinta carregadas e a adesão das
partículas depositadas sobre o substrato. No trabalho de Banerjee e Mazumder
(2000) foi desenvolvido um modelo para melhor entender a influência da
microestrutura da camada em pó e das forças eletrostática, aerodinâmica e de
van der Waals sobre as partículas de tinta e sobre as propriedades do filme
desejado. Além de desenvolver o modelo que levou em consideração as forças
eletrostáticas envolvendo uma partícula que se aproxima do substrato durante a
deposição e as forças de adesão exercidas sobre a partícula após sua adesão,
estes pesquisadores validaram o modelo com estudos experimentais.O modelo
obtido mostrou que, à medida que a espessura do filme aumenta, partículas
menores possuem maior dificuldade na deposição e adesão à superfície e que,
para controlar a espessura e a microestrutura do filme de cobertura, o tamanho
e a distribuição de cargas do pó devem ser controlados durante o processo de
deposição.
A
respeito da formulação da tinta em pó utilizada na pintura automotiva, não foi possível
encontrar detalhes. Uma vez que é sabido da limitação de seu uso em camadas
muito finas e acabamentos, porém algumas montadoras de veículos utilizam as
tintas em pó para pintar seus veículos e poluir menos o ambiente.
Radhakrishnan
et al (2009) incorporaram polianilina na resina epóxi nas formulações das tintas em pó. Essa nova
formulação foi depositada em um substrato de aço onde este foi submetido a um
teste de 1400 horas onde ficou submergido em uma salmoura na temperatura de
65oC. Após o teste não foram encontrados pontos de corrosão no aço e este
resultado, segundo os autores, pode ser explicado pela reticulação adicional
devido a polianilina. Uma nova tecnologia na produção de tintas em pó é a
utilização d CO2 super crítico como solvente. Neste processo a mistura é feita
em dióxido de carbono supercrítico como solvente. Neste processo é eliminada a
operação de extrusão o que reduz significativamente a temperatura do processo.
Os
materiais de revestimentos em pó, que são normalmente secos, são arregados em
um tanque de pressão com um agitador. O tanque é então carregado com dióxido de
carbono até um estado supercrítico é alcançado e o sistema solubilizado. O
sistema é agitado até que o pigmento esteja finamente disperso e um material
homogêneo é obtido. O lote é descarregado do tanque por meio de orifício
convertendo-os em um pó fino que exigem processamento mínimo antes da embalagem
(Misev e Linde, 1998).
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