{"id":21610,"date":"2022-07-29T10:28:17","date_gmt":"2022-07-29T13:28:17","guid":{"rendered":"https:\/\/oxiteno.com\/br\/?p=21610"},"modified":"2022-07-29T10:28:17","modified_gmt":"2022-07-29T13:28:17","slug":"agente-dispersante-negro-de-fumo","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/indovinya.indoramaventures.com\/pt-br\/agente-dispersante-negro-de-fumo\/","title":{"rendered":"Avalia\u00e7\u00e3o de novos agentes dispersantes para formula\u00e7\u00e3o de concentrados de pigmento \u2013 Estudo com negro de fumo"},"content":{"rendered":"\n<p class=\"wp-block-paragraph\">A <strong>estabiliza\u00e7\u00e3o de pigmentos<\/strong> em sistemas de tinta base \u00e1gua \u00e9 um processo complexo e que exige uma alta resili\u00eancia da dispers\u00e3o de pigmento devido \u00e0 necessidade de compatibilidade em diferentes meios. Adicionalmente, a restri\u00e7\u00e3o de uso de componentes devido a fatores ambientais<sup>1<\/sup> e limita\u00e7\u00e3o do conte\u00fado de COV<sup>1,2<\/sup> (Compostos Org\u00e2nicos Vol\u00e1teis) torna a formula\u00e7\u00e3o de dispers\u00f5es de pigmentos cada vez mais desafiadora. A sele\u00e7\u00e3o de um agente dispersante adequado \u00e9 fundamental para assegurar o m\u00e1ximo desempenho em termos de estabilidade e desenvolvimento de cor, e para apoiar neste trabalho, testamos a utiliza\u00e7\u00e3o do <strong>negro de fumo<\/strong>.<\/p>\n\n\n\n<p class=\"wp-block-paragraph\">O processo de dispers\u00e3o de pigmento em \u00e1gua envolve (i) a umecta\u00e7\u00e3o da superf\u00edcie s\u00f3lida do pigmento pela \u00e1gua, (ii) a separa\u00e7\u00e3o f\u00edsica dos aglomerados de pigmento durante o processo de dispers\u00e3o e moagem e (iii) a estabiliza\u00e7\u00e3o das part\u00edculas menores geradas, evitando-se o processo de reaglomera\u00e7\u00e3o.<\/p>\n\n\n\n<p class=\"wp-block-paragraph\">A escolha de um <strong>agente dispersante<\/strong> adequado para a formula\u00e7\u00e3o do concentrado de pigmento deve considerar sua capacidade em reduzir a tens\u00e3o superficial durante a etapa (i) de modo a facilitar a umecta\u00e7\u00e3o do pigmento pela \u00e1gua, a capacidade de seu grupo af\u00ednico adsorver sobre a superf\u00edcie do pigmento de maneira r\u00e1pida durante a etapa (ii) afim de evitar a reaglomera\u00e7\u00e3o das part\u00edculas menores geradas e, por fim, a sele\u00e7\u00e3o de uma cadeia polim\u00e9rica apropriada, afim de garantir a estabiliza\u00e7\u00e3o (impedimento est\u00e9rico, repuls\u00e3o eletrost\u00e1tica ou mecanismo eletroest\u00e9rico) das part\u00edculas durante a etapa (iii), bem como proporcionar uma boa compatibilidade com o sistema que ser\u00e1 tingido. Al\u00e9m da sele\u00e7\u00e3o do agente dispersante, \u00e9 fundamental determinar a dosagem adequada de uso \u2013 cada dispersante demandar\u00e1 uma concentra\u00e7\u00e3o \u00f3tima de acordo com o pigmento de interesse.<\/p>\n\n\n\n<p class=\"wp-block-paragraph\">Pensando nesses fatores, a Oxiteno <a href=\"https:\/\/oxiteno.com\/br\/pt-br\/https-oxiteno-com-br-pt-br-oxiteno-lanca-linha-agentes-dispersantes-abrafati-2022\/\" target=\"_blank\" rel=\"noreferrer noopener\">desenvolveu a nova linha OXITIVE\u00ae 8000<\/a>, composta por agentes dispersantes para formula\u00e7\u00e3o de concentrados de diferentes pigmentos, com baixo ou zero conte\u00fado de COV. Este trabalho apresenta resultados com os produtos OXITIVE\u00ae 8201, dispersante n\u00e3o i\u00f4nico, e OXITIVE\u00ae 8122, dispersante ani\u00f4nico, para a formula\u00e7\u00e3o de concentrados de pigmento com <strong>negro de fumo.<\/strong><\/p>\n\n\n\n<h2 class=\"wp-block-heading\">Resultados e discuss\u00e3o sobre o negro de fumo<\/h2>\n\n\n\n<p class=\"wp-block-paragraph\">Foram preparados concentrados de pigmento conforme descrito na Tabela 1. O pigmento utilizado no estudo foi o <strong>negro de fumo<\/strong>, Monarch\u00ae 430, cedido pela CABOT. Como refer\u00eancia, foi inclu\u00eddo no estudo um produto de mercado amplamente utilizado como agente dispersante universal, descrito como \u201cCompetidor\u201d. A dosagem de agente dispersante utilizada na formula\u00e7\u00e3o foi calculada considerando a concentra\u00e7\u00e3o \u00f3tima determinada na curva de deflocula\u00e7\u00e3o de cada dispersante bem como o teor de ativos de cada produto.<\/p>\n\n\n\n<figure class=\"wp-block-image size-full\"><img decoding=\"async\" src=\"https:\/\/oxiteno.com\/br\/wp-content\/uploads\/sites\/2\/2022\/07\/negro-de-fumo1.png\" alt=\"\" class=\"wp-image-21615\" \/><figcaption><strong>Tabela 1<\/strong>. Formula\u00e7\u00f5es dos concentrados de pigmento de negro de fumo preparados com os diferentes agentes dispersantes.<\/figcaption><\/figure>\n\n\n\n<p class=\"wp-block-paragraph\">Ap\u00f3s 24 horas do processo de prepara\u00e7\u00e3o dos concentrados de pigmento, foi realizada avalia\u00e7\u00e3o dos valores de viscosidade e tamanho de part\u00edcula m\u00e9dio. Na sequ\u00eancia, foi iniciado o teste de estabilidade t\u00e9rmica, mantendo-se as amostras em estufa a 52\u00b0C por um per\u00edodo de 7 dias. Ap\u00f3s esse per\u00edodo, foram realizadas novamente as avalia\u00e7\u00f5es de viscosidade e tamanho de part\u00edcula m\u00e9dio. Os resultados de avalia\u00e7\u00e3o s\u00e3o mostrados na Figura 1.<\/p>\n\n\n\n<figure class=\"wp-block-image size-full\"><img decoding=\"async\" src=\"https:\/\/oxiteno.com\/br\/wp-content\/uploads\/sites\/2\/2022\/07\/negro-de-fumo2.png\" alt=\"\" class=\"wp-image-21616\" \/><figcaption><strong>Figura 1<\/strong>. Avalia\u00e7\u00e3o de viscosidade (a) e tamanho de part\u00edcula m\u00e9dio (b) dos concentrados de pigmento antes e ap\u00f3s teste de estabilidade t\u00e9rmica.<\/figcaption><\/figure>\n\n\n\n<p class=\"wp-block-paragraph\">Pela an\u00e1lise da Figura 1(a) verifica-se que os concentrados de pigmento formulados com os dispersantes OXITIVE\u00ae 8201 e OXITIVE\u00ae 8122 apresentam baixos patamares de viscosidade inicial mesmo com uma concentra\u00e7\u00e3o alta de pigmento de <strong>negro de fumo<\/strong> na composi\u00e7\u00e3o, sendo ideais para formula\u00e7\u00f5es em que se deseja maximizar o teor de pigmento incorporado. Al\u00e9m disso, o patamar de viscosidade se mant\u00e9m est\u00e1vel ap\u00f3s teste de estabilidade t\u00e9rmica, indicando uma boa resist\u00eancia ao processo de reaglomera\u00e7\u00e3o das part\u00edculas. Essa boa resist\u00eancia fica evidente ao se observar a Figura 1(b), que traz os valores de tamanho de part\u00edcula m\u00e9dio antes e ap\u00f3s o teste de estabilidade t\u00e9rmica \u2013 al\u00e9m dos concentrados de pigmento formulados com OXITIVE\u00ae 8201 e OXITIVE\u00ae 8122 apresentarem menores valores de tamanho de part\u00edcula inicial em rela\u00e7\u00e3o ao Competidor em uma mesma condi\u00e7\u00e3o de processo, fator desejado para um melhor desenvolvimento de cor, n\u00e3o s\u00e3o observadas varia\u00e7\u00f5es significativas de tamanho de part\u00edcula m\u00e9dio ap\u00f3s teste de estabilidade t\u00e9rmica, indicando a excelente estabilidade proporcionada por esses agentes dispersantes.<\/p>\n\n\n\n<p class=\"wp-block-paragraph\">\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0 Os dispersantes que comp\u00f5em a linha OXITIVE\u00ae 8000 foram desenvolvidos considerando-se fatores essenciais no desenho da mol\u00e9cula afim de se obter o m\u00e1ximo desempenho em termos de estabilidade e performance: os grupamentos af\u00ednicos presentes na estrutura dos dispersantes foram selecionados com o objetivo de maximizar a adsor\u00e7\u00e3o de dispersante sobre a superf\u00edcie da part\u00edcula de pigmento, e, as cadeias polim\u00e9ricas, foram selecionadas em termos de tamanho e inclus\u00e3o de grupamentos i\u00f4nicos de forma a aumentar a estabiliza\u00e7\u00e3o das part\u00edculas de pigmento em \u00e1gua e a compatibilidade das part\u00edculas dispersas nos sistemas de interesse para tingimento. A Figura 2 representa de forma esquem\u00e1tica a import\u00e2ncia da sele\u00e7\u00e3o desses par\u00e2metros.<\/p>\n\n\n\n<figure class=\"wp-block-image size-large\"><img decoding=\"async\" src=\"https:\/\/oxiteno.com\/br\/wp-content\/uploads\/sites\/2\/2022\/07\/negro-de-fumo3-1024x356.jpg\" alt=\"\" class=\"wp-image-21617\" \/><figcaption><strong>Figura 2. <\/strong>Representa\u00e7\u00e3o da import\u00e2ncia de sele\u00e7\u00e3o de um tamanho de cadeia polim\u00e9rica adequado para um dispersante n\u00e3o i\u00f4nico a fim de se obter a m\u00e1xima estabiliza\u00e7\u00e3o da part\u00edcula de pigmento.<\/figcaption><\/figure>\n\n\n\n<p class=\"wp-block-paragraph\">Durante a fase de desenvolvimento dos produtos foram avaliados par\u00e2metros f\u00edsico-qu\u00edmicos como a densidade de adsor\u00e7\u00e3o e energia livre de adsor\u00e7\u00e3o por \u00e1rea das mol\u00e9culas de dispersantes. Os resultados obtidos s\u00e3o mostrados na Tabela 2.<\/p>\n\n\n\n<figure class=\"wp-block-image size-full\"><img decoding=\"async\" src=\"https:\/\/oxiteno.com\/br\/wp-content\/uploads\/sites\/2\/2022\/07\/negro-de-fumo4.png\" alt=\"\" class=\"wp-image-21618\" \/><figcaption><strong>Tabela 2. <\/strong>Par\u00e2metros f\u00edsico-qu\u00edmicos dos dispersantes \u2013 densidade de adsor\u00e7\u00e3o (\u0393), energia livre de adsor\u00e7\u00e3o (\u2206G<sub>ads<\/sub>) e energia livre de adsor\u00e7\u00e3o por \u00e1rea (\u0393.\u2206G<sub>ads<\/sub>).<\/figcaption><\/figure>\n\n\n\n<p class=\"wp-block-paragraph\">Estudos demonstram que <strong>agentes dispersantes<\/strong> com valores mais negativos de energia livre de adsor\u00e7\u00e3o tendem a adsorver melhor na superf\u00edcie do pigmento e, consequentemente, melhorar as propriedades de desempenho e estabilidade do concentrado de pigmento<sup>3<\/sup>. Os valores de energia livre de adsor\u00e7\u00e3o obtidos para os dispersantes OXITIVE\u00ae 8201 e OXITIVE\u00ae 8122 indicam sua melhor intera\u00e7\u00e3o com pigmentos hidrof\u00f3bicos, como o negro de fumo, em rela\u00e7\u00e3o a outros dispersantes avaliados e com dados dispon\u00edveis na literatura<sup>4<\/sup>.<\/p>\n\n\n\n<p class=\"wp-block-paragraph\">Com o objetivo de se avaliar o desempenho dos concentrados de pigmento formulados em termos de desenvolvimento de cor, foi realizado o tingimento de diferentes tintas \u2013 esmalte alqu\u00eddico base solvente, tinta Premium Semibrilho, tinta Premium Fosca e tinta Standard Fosca. Para essa avalia\u00e7\u00e3o, os sistemas foram tingidos com 2.0% do concentrado de pigmento sobre a massa de tinta. As Figuras 3 e 4 trazem os resultados de avalia\u00e7\u00e3o de poder tintom\u00e9trico e rub-out, respectivamente.<\/p>\n\n\n\n<figure class=\"wp-block-image size-full\"><img decoding=\"async\" src=\"https:\/\/oxiteno.com\/br\/wp-content\/uploads\/sites\/2\/2022\/07\/negro-de-fumo5.png\" alt=\"\" class=\"wp-image-21621\" \/><figcaption><strong>Figura 3<\/strong>. Avalia\u00e7\u00e3o de poder tintom\u00e9trico dos concentrados de pigmentos em diferentes sistemas. Para todas as avalia\u00e7\u00f5es, adotou-se o concentrado de pigmento formulado com OXITIVE\u00ae 8201 como refer\u00eancia, correspondente ao poder tintom\u00e9trico de 100.0%.<\/figcaption><\/figure>\n\n\n\n<p class=\"wp-block-paragraph\">Pela avalia\u00e7\u00e3o da Figura 3 \u00e9 poss\u00edvel observar que os concentrados de pigmento formulados com OXITIVE\u00ae 8201 e OXITIVE\u00ae 8122 apresentam, na grande maioria dos sistemas avaliados, valores de poder tintom\u00e9trico superiores aos obtidos com o dispersante Competidor. Considerando essa avalia\u00e7\u00e3o e o fator de que todos os concentrados possuem o mesmo teor de pigmento da formula\u00e7\u00e3o, \u00e9 razo\u00e1vel afirmar que os concentrados de pigmento formulados com os dispersantes da linha OXITIVE\u00ae 8000 podem ser dosados em uma menor concentra\u00e7\u00e3o no sistema final, gerando economia no processo de fabrica\u00e7\u00e3o ou tingimento da tinta.<\/p>\n\n\n\n<figure class=\"wp-block-image size-full\"><img decoding=\"async\" src=\"https:\/\/oxiteno.com\/br\/wp-content\/uploads\/sites\/2\/2022\/07\/negro-de-fumo6.png\" alt=\"\" class=\"wp-image-21622\" \/><figcaption><strong>Figura 4<\/strong>. Avalia\u00e7\u00e3o rub-out dos concentrados de pigmentos em diferentes sistemas.<\/figcaption><\/figure>\n\n\n\n<p class=\"wp-block-paragraph\">Observando-se a Figura 3, que apresenta os valores de rub-out inicial, ap\u00f3s tingimento das tintas, verifica-se que os concentrados de pigmento formulados apresentam boa compatibilidade com os diferentes sistemas avaliados. Em todos os casos, os valores de rub-out s\u00e3o inferiores a 1.0, e, na maioria dos casos, inferiores a 0.5, indicando a boa compatibilidade do concentrado de pigmento com o sistema. \u00c9 importante ressaltar a possibilidade de uso do OXITIVE\u00ae 8201 e OXITIVE\u00ae 8122 como agentes dispersantes universais, viabilizando o tingimento tanto de sistemas base \u00e1gua quanto de sistemas alqu\u00eddicos base solvente.<\/p>\n\n\n\n<h2 class=\"wp-block-heading\">Conclus\u00f5es<\/h2>\n\n\n\n<p class=\"wp-block-paragraph\">&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; Os dispersantes de baixo ou zero COV da linha OXITIVE\u00ae 8000 foram desenvolvidos para maximizar a adsor\u00e7\u00e3o sobre as part\u00edculas de diferentes pigmentos e assegurar a estabilidade.<\/p>\n\n\n\n<p class=\"wp-block-paragraph\">Os resultados apresentados ao longo do trabalho com os produtos OXITIVE\u00ae 8201 e OXITIVE\u00ae 8122 para formula\u00e7\u00e3o de concentrado de pigmento de negro de fumo demonstraram os benef\u00edcios em rela\u00e7\u00e3o aos seguintes aspectos: alta incorpora\u00e7\u00e3o de pigmento na formula\u00e7\u00e3o e manuten\u00e7\u00e3o dos patamares de viscosidade baixos; manuten\u00e7\u00e3o da estabilidade t\u00e9rmica e preven\u00e7\u00e3o da reaglomera\u00e7\u00e3o das part\u00edculas, conforme demonstrado nas avalia\u00e7\u00f5es de tamanho de part\u00edcula; aumento da capacidade de desenvolvimento de cor do concentrado, demonstrado pelos resultados de poder tintom\u00e9trico; e boa compatibilidade com diferentes sistemas, tanto base \u00e1gua quanto alqu\u00eddico base solvente, propiciando o uso desses produtos como agentes dispersantes universais.<\/p>\n\n\n\n<p class=\"wp-block-paragraph\"><em>Texto escrito por: Alann Bragatto, Pesquisador de Desenvolvimento e Inova\u00e7\u00e3o para Coatings da Oxiteno<\/em><\/p>\n\n\n\n<p class=\"wp-block-paragraph\"><strong>Refer\u00eancias Bibliogr\u00e1ficas<\/strong><\/p>\n\n\n\n<p class=\"wp-block-paragraph\">1. GS-11-Green Seal\u2122 Standard for Paints, Coatings, Stains and Sealers, Edi\u00e7\u00e3o 4.0, 7 Setembro, 2021.<\/p>\n\n\n\n<p class=\"wp-block-paragraph\">2. Associa\u00e7\u00e3o Brasileira de Normas T\u00e9cnicas, NBR 11702: Tintas para constru\u00e7\u00e3o civil \u2013 Tintas, vernizes, texturas e complementos para edifica\u00e7\u00f5es n\u00e3o industriais \u2013 Classifica\u00e7\u00e3o e Requisitos, Terceira Edi\u00e7\u00e3o, 25 Setembro, 2019.<\/p>\n\n\n\n<p class=\"wp-block-paragraph\">3. S.W. Musselman, S. Chander, Adsorption of Acetylenic Diol-Based Nonionic Surfactants on Lampblack and Phthalocyanine Blue Pigment, Journal of Colloid and Interface Science, 256 (2002) 91-99<\/p>\n\n\n\n<p class=\"wp-block-paragraph\">4. S.W. Musselman, S. Chander, Wetting and adsorption of acetylenic diol based nonionic surfactants on heterogeneous surfaces, Colloids and Surfaces A: Physicochem. Eng. Aspects, 206 (2002) 497-513.<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"<p>Confira o estudo da Oxiteno que avalia a utiliza\u00e7\u00e3o do negro de fumo como novo agente dispersante. 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