Dúvida sobre as principais aplicações químicas para o mercado de Coatings - tintas e revestimentos?

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FAQ – Coatings

Coatings

PRINCIPAIS DÚVIDAS TÉCNICAS

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TINTAS E REVESTIMENTOS

1 - Quais são os componentes básicos de uma tinta?

As tintas são compostas, basicamente, por:

Formadores de filme (látex, resinas e endurecedores)
Componentes voláteis (solventes e coalescentes)
Componentes insolúveis (pigmentos e cargas)
Aditivos

Há, ainda, uma divisão entre tintas base água e base solvente. As tintas base água se utilizam da água como solvente, ou seja, os formadores de filme são diluídos em água. As tintas base solvente se utilizam de solventes orgânicos para diluir os formadores de filme.

2 - Quais aditivos podem ser utilizados em revestimentos?

Aditivos são considerados os remédios das tintas e revestimentos. São utilizados para trazer algum benefício para a formulação ou para o processo de fabricação da tinta. São utilizados em dosagens pequenas, e podem auxiliar em propriedades como viscosidade, nivelamento, ganho de cor, formação de espuma, rendimento, cobertura, entre outros.

Podemos citar como alguns dos principais aditivos os umectantes e dispersantes, os antiespumantes e os modificadores reológicos.

3 - Como melhorar a performance dos revestimentos?

As formulações de tintas e revestimentos são muito complexas, e por esse motivo, a utilização de aditivos é fundamental para se obter um produto de alta qualidade.

O ponto de partida é entender a aplicação final do revestimento, bem como os atributos e propriedades finais desejados. Para isso, é fundamental selecionar corretamente os aditivos que trarão os benefícios esperados e utilizá-los na dosagem adequada.

4 - Quais as diferenças entre tintas automotivas x industriais x arquitetônicas?

Tintas automotivas são divididas entre as que as montadoras aplicam nos veículos e as utilizadas na repintura de automóveis. As tintas industriais são as usadas em eletrodomésticos, estruturas metálicas, equipamentos, tintas anticorrosivas e tintas de impressão, por exemplo. As tintas arquitetônicas são as tintas decorativas, aplicadas em paredes, tanto internas, quanto externas. Essas tintas são bem distintas na composição, pois elas diferem em vários aspectos, por exemplo:

No substrato que será revestido: madeira, metal, alvenaria, papel, entre outros.
No modo de aplicação: spray, rolo, eletrodeposição, entre outros.
No modo de secagem: cura ao ar livre, cura em alta temperatura, cura UV, entre outros.
Nas propriedades finais que são exigidas para cada uma: resistência mecânica, resistência química, brilho, cobertura, resistência ao intemperismo, entre outros.

5 - O que é tinta ecológica?

As tintas ecológicas são aquelas que agridem menos o meio ambiente e a saúde humana, como as tintas base água, com baixas emissões de VOC, baixo odor, sem presença de substâncias tóxicas.

Não há uma classificação formal para definição de tinta ecológica. O que existe são tintas que possuem selos de órgãos certificadores, como o Green Seal, certificação que avalia os padrões de limites de VOC, segurança dos produtos químicos envolvidos, embalagem ecologicamente correta e desempenho, garantindo segurança em relação a aspectos ambientais, toxicológicos e da saúde humana.

6 - O que são tintas inteligentes (smart coatings)?

O mundo está em constante mudança e, com isso, as tecnologias de revestimentos estão evoluindo de forma a atender as novas demandas e desafios de um universo de aplicações já bastante diversificado e exigente. As formulações agora não só precisam cumprir com os requisitos de proteção e decoração de superfícies, como também estão se tornando multifuncionais, agregando valor a bens de consumo e impactando positivamente no cotidiano e bem-estar das pessoas.

Diante deste cenário atual da indústria de tintas e revestimentos, observa-se um aumento no interesse por Smart Coatings (ou tintas inteligentes). Tais produtos têm como proposta inovadora atribuir ao revestimento um papel funcional a ser transferido para a superfície ou produto aplicado. Alguns exemplos destes produtos são os utensílios com superfícies antiaderentes, prevenção de contaminação biológica em pisos e paredes, equipamentos com superfícies auto-limpantes, revestimentos que regeneram se danificados, entre outros. Saiba mais em: https://oxiteno.com/br/pt-br/plataformas-inovacao-coatings/

7 - Como fazer a tinta ter um bom desempenho?

Escolher as matérias primas de melhor qualidade e que atendam à necessidade do cliente é o primeiro passo. Utilizá-las de maneira adequada e com as dosagens corretas garantirá a qualidade do seu produto final.

8 - Qual a importância dos tensoativos para a fabricação de tintas?

Os tensoativos são componentes essenciais para a formulação de tintas. Na composição do látex, entram durante o processo de polimerização e, na tinta final, durante o processo de dispersão de pigmentos e cargas. Em ambos os processos, atuam como estabilizadores do sistema. Além disso, os tensoativos podem ser utilizados como aditivos para ajuste de propriedades específicas da formulação, com base em uma das suas principais características, o valor de HLB (balanço hidrofílico-lipofílico), é possível escolher a molécula mais adequada para cada aplicação específica, tendo grande influência na performance final do revestimento.

9 - Como funciona o processo de dispersão de pigmentos?

O processo de dispersão de pigmentos pode ser dividido em três etapas: umectação, dispersão/moagem e estabilização. Na etapa de umectação é importante se utilizar algum aditivo que seja capaz de reduzir a tensão superficial da água e permita que ela penetre nos poros dos pigmentos, facilitando assim a molhabilidade dos pigmentos a serem dispersos.

Já na etapa de dispersão/moagem os aglomerados de pigmentos são mecanicamente separados em partículas menores. Os tensoativos umectantes e dispersantes atuam de maneira sinérgica, de modo a assegurar que a umectação das partículas menores geradas ocorra mais rapidamente e que não se suceda a reaglomeração das partículas, diminuindo assim o tempo do processo e, consequentemente, a energia gasta.

A escolha adequada de um tensoativo umectante e dispersante reduz a interação entre as partículas de pigmentos, diminuindo a viscosidade do meio, permitindo uma maior incorporação do teor de pigmento e assegurando a estabilização das partículas dispersas ao longo do tempo. Como a cor dos pigmentos ocorre pela absorção e espalhamento da luz em sua superfície, o tamanho das partículas de pigmentos, além da quantidade carregada, interfere diretamente na cor produzida.

10 - Para que serve o processo de polimerização em emulsão?

Para a obtenção de látex sintético, componente principal de tintas e adesivos base água, o principal processo utilizado é o de polimerização em emulsão. Nele, monômeros (acrílicos, metacrílicos, vinílicos etc.) são polimerizados em meio aquoso usando iniciadores radicalares, onde tensoativos são necessários para a estabilização do sistema durante a polimerização, e das partículas de polímero dispersas formadas.

11 - Como funciona o processo de polimerização em emulsão?

O processo de polimerização em batelada consiste em adicionar todos os insumos, dentre os quais se destacam solução de tensoativos, mistura de monômeros e solução de iniciador, ao reator no início do processo e manter a polimerização em determinada condição de agitação e temperatura até que se atinja a conversão do monômero em polímero próxima de 100%. Saiba mais aqui: https://oxiteno.com/br/pt-br/tensoativos-polimerizacao-emulsao/

12 - Como funciona o processo de umectação?

A umectação de pigmentos em sistemas base água é um fenômeno desafiador, principalmente por conta da alta tensão superficial da água, em comparação a outros meios. Essa grande diferença energética na interface pigmento/água, dificulta a molhabilidade dos agregados e aglomerados de partículas e sua incorporação na carga de moagem. O tensoativo umectante atua reduzindo a tensão superficial da água e, consequentemente, reduzindo a diferença energética na interface pigmento/água, favorecendo assim a penetração da água nos aglomerados de partículas de pigmentos e facilitando o processo de dispersão.

13 - Como funcionam os tensoativos aniônicos e os tensoativos não iônicos?

Tensoativos aniônicos e os tensoativos não iônicos são muito usados em polimerização em emulsão de látices aniônicos convencionais. Normalmente, um único tensoativo não é suficiente para gerar um látex atendendo a todos os quesitos solicitados. Preferencialmente, os tensoativos aniônicos promovem a estabilidade mecânica do látex por meio da estabilização eletrostática das partículas, enquanto os tensoativos não iônicos promovem estabilidade a eletrólitos e a ciclos de aquecimento e resfriamento por meio de estabilização estérica.

14 - O que são tintas zero VOC?

São tintas que possuem baixo conteúdo de compostos orgânicos voláteis (do inglês, Volatile Organic Compounds), que são compostos que possuem baixo ponto de ebulição e evaporam com maior facilidade da superfície da película de tinta. Esses gases possuem alta pressão de vapor, então, ao entrar em contato com a atmosfera, rapidamente se transformam em gases que podem agredir a saúde humana e o meio ambiente.

Os métodos utilizados para quantificação e os limites de VOC permitidos variam de acordo com o país/região.

15 - O que são aditivos?

Os aditivos são ingredientes adicionados em quantidades pequenas (geralmente, abaixo de 5% m/m) com o intuito de modificar propriedades específicas. Podem ser moléculas simples ou mesmo polímeros, orgânicos ou inorgânicos, solúveis ou insolúveis no meio. Saiba mais em: https://www.blucher.com.br/manual-descomplicado-de-tecnologia-de-tintas_9788521212447

AGENTES COALESCENTES

1 - O que é um agente coalescente?

Os agentes coalescentes são solventes que plastificam a fase polimérica presente nas formulações de tintas, esmaltes e adesivos, diminuindo a sua taxa de temperatura e favorecendo a deformação das partículas, bem como a interdifusão das cadeias poliméricas.

2 - Qual o papel do agente coalescente na formulação de tintas?

Nas formulações de tintas arquitetônicas à base de água, os agentes coalescentes têm um papel fundamental no processo de formação de filme de látex. Essas moléculas auxiliam sobretudo no estágio final de coalescência das partículas.

3 - Quais os benefícios do agente coalescente?

Os coalescentes são responsáveis por garantir que a tinta forme um filme homogêneo e contínuo, gerando um produto que entrega as propriedades esperadas de um revestimento, como brilho e resistência mecânica e química.

4 - Como os agentes coalescentes ajudam na performance dos revestimentos?

Eles ajudam, pois, permitem que o polímero presente na tinta forme filme adequadamente, assegurando as propriedades protetivas e estéticas do revestimento.

5 - Como é o processo de formação de filme por agentes coalescentes?

O processo de coalescência ocorre para as tintas látex base água, na qual o processo de secagem passa por três principais etapas:

Etapa 1: Evaporação da água do meio, promovendo o empacotamento das partículas poliméricas.

Etapa 2: ocorre o contato irreversível entre as partículas poliméricas, evaporação da água residual e deformação das partículas de polímero.

Etapa 3: na última etapa, o coalescente promove o entrelaçamento das cadeias poliméricas entre as partículas vizinhas, também conhecido como coalescência, assegurando a formação de filme contínuo e homogêneo.

SOLVENTES

1 - Para que servem os solventes nas tintas?

Os solventes proporcionam uma viscosidade adequada para aplicação da tinta no substrato, promovendo a dispersão da resina em toda a superfície, melhorando o nivelamento, a taxa de evaporação, e as propriedades finais e físicas.

2 - O que são solventes de tinta ou tinta a base de solvente?

Tinta à base de solvente é um sistema no qual o solvente desempenha um papel fundamental no controle da solubilidade das resinas e na velocidade de secagem, que por consequência, promove forte influência nas propriedades finais da tinta ou revestimento.

3 - Quais os benefícios dos solventes para tintas?

Os solventes, em virtude de suas excelentes propriedades e versatilidade de uso, têm desempenhado um papel importante na formulação desde o início da indústria de tintas. Vários são os critérios na escolha de um solvente para o uso em formulações de tintas e vernizes, sendo os principais o poder de solvência e taxa de evaporação. A escolha adequada do solvente depende das características desejadas, as quais normalmente estão atreladas às propriedades físico-químicas e à sua natureza química.

4 - Como os solventes funcionam?

Os solventes entram em contato com a resina a fim de solubilizá-la, e cumprem funções fundamentais na preparação, na estabilização e na aplicação de tintas e vernizes e estão presentes nas formulações dos mais diversos segmentos: automotivo original, repintura automotiva, can coatings, madeira, manutenção industrial, impressão, coil coatings, entre outros. Podem, também, ajustar o nivelamento e as propriedades de cura, além de exercerem um papel fundamental na velocidade de secagem da tinta, pois o filme é formado após a evaporação do solvente.

Para conhecer a solubilidade de uma resina em determinado solvente, alguns modelos são compreendidos, como os parâmetros de solubilidade de Hansen (PSH), que quantificam as forças intermoleculares de um composto. Segundo os PSH, quanto mais próximas forem as forças intermoleculares entre compostos diferentes, maior será a afinidade entre eles. Dessa forma, a combinação adequada dessas propriedades é fundamental para garantir uma boa solubilidade e compatibilidade do solvente com as resinas de cada formulação de tinta.

EMULSIFICANTES

1 - O que é um emulsificante?

Os agentes emulsificantes são surfactantes adicionados nos processos de emulsão para aumentar a sua estabilidade tornando-as estáveis e homogêneas. A molécula de um emulsificante possui uma parte polar (compatível com a água) e outra apolar (compatível com o polímero). São fundamentais para o processo de polimerização em emulsão.

2 - O que é uma emulsão?

É uma dispersão coloidal, ou seja, uma mistura de dois líquidos imiscíveis, constituída de uma fase dispersa e uma fase contínua. Em que gotículas pequenas de um líquido se mistura ou espalha no outro líquido. Podem ser emulsões óleo em água, quando a fase dispersa é oleosa, ou seja, as gotículas de óleo estão em uma solução aquosa (fase contínua). Ou podem ser água em óleo, quando a água é a fase dispersa e o óleo a contínua.

3 - Como funcionam os emulsificantes em tintas?

Os emulsificantes são componentes essenciais para a formulação de tintas tendo inúmeras funções. Podem ser tensoativos que entram na composição do látex em polimerização em emulsão, podem agir também como dispersantes ou umectantes de pigmentos e cargas minerais. Basicamente, atuam como estabilizadores do sistema.

4 - Quais os tipos de emulsificantes que existem?

Os principais tipos de emulsificantes ou tensoativos são os aniônicos, responsáveis pela estabilidade eletrostática das partículas, os tensoativos não-iônicos, responsáveis pela estabilização estérica e os anfotéricos, que possuem características dos dois outros tensoativos.

BUILDING BLOCKS

1 - O que são building blocks?

Building blocks são produtos funcionais utilizados em diversas formulações de resinas e tintas. Devido sua natureza reativa, tem capacidade de serem incorporados ao filme polimérico das tintas, contribuindo nas propriedades finais de sistemas de pintura, garantindo alta performance, como por exemplo, melhorando sua resistência e durabilidade, aparência, flexibilidade, estabilidade, entre outros. Nesse sentido, o portfolio de Building Blocks da Indovinya é composto por moléculas funcionais que podem ser utilizadas tanto como monômeros para síntese de resinas poliésteres, alquídicas, poliuretanas e epóxis, bem como diretamente na formulação das tintas industriais de alto desempenho.

De forma geral, classificamos como Building Blocks, monômeros, oligômeros e materiais utilizados para síntese de resinas e polímeros em geral, assim como, ao olharmos para formulações de tintas, resinas e binders funcionais, endurecedores e cross-linkers, uma vez que tais substâncias possuem grupos funcionais reativos e participam da reação de síntese ou de cura de sistemas de revestimentos de alta performance. A escolha adequada dos Building blocks de um sistema está ligada diretamente ao conjunto de propriedades que se busca atingir na aplicação final da tinta.

2 - Como os building blocks agem?

Quando devidamente formulados, levando em consideração sua funcionalidade e a estequiometria correta em uma determinada formulação de polímero, ou sistema de pintura bi-componente, os Building Blocks participarão das reações orgânicas (polimerização ou cura) que promovem a formação da matriz polimérica de revestimentos. Os polióis, um dos tipos de Building Blocks oferecidos pela Indovinya, são uma classe de materiais bastante explorada na indústria de revestimentos.

Por ter hidroxilas livres como grupos funcionais, polióis têm larga aplicação na síntese de polímeros (como por exemplo, poliésteres, alquídicas, epóxis, etc…) e contribuem para o balanço das propriedades do polímero e consequentemente do revestimento final. Hidroxilas são também a principal funcionalidade quando olhamos para sistemas bi-componentes para revestimentos, sendo o sistema poliuretano (reação de polióis com poli-isocianatos) um dos mais empregados em revestimentos de alto desempenho. Propriedades mecânicas como flexibilidade, aderência, e resistência ao impacto, assim como melhor durabilidade e resistência química, são exemplos das propriedades que podem ser melhoradas quando do uso de polióis alcoxilados como os da linha ULTRATINT®.