A Indústria de TIntas - Corantes, Tintas e Pigmentos

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Universidade de Passo Fundo
Instituto de Ciências Exatas e Geociências
Tintas, pigmentos e corantes Inorgânicos
Disciplina: Tecnologia Química I
Professor: Edesnei Barbosa Brião
Acadêmicos: Elenise Macedo, Fernando Ivan Meier e Paola Tonin
Tintas, pigmentos e corantes
Tinta é uma composição química, pigmentada ou não, que após sua aplicação se converte em um revestimento, proporcionando às superfícies acabamento, resistência e proteção.
Pigmentos e corantes são substâncias que quando aplicadas a um material lhe conferem cor. A principal diferença entre pigmentos e corantes é que, quando aplicados, os pigmentos são insolúveis e os corantes são solúveis
Pigmentos e corantes
Uma única substância pode ser tanto um pigmento quanto um corante ao mesmo tempo. Tinturas também são corantes inorgânicos e orgânicos que, ao contrário dos pigmentos, são completamente solúveis em seu meio (água ou solventes orgânicos). 
Normalmente pigmentos e corantes são fornecidos em pó, cabendo à indústria fazer sua moagem, dispersão ou dissolução até o ponto desejado para a aplicação no material ou substrato. 
Pigmentos e corantes
Corantes são usados principalmente na indústria têxtil, mas também nas indústrias de artefatos de couro, papel, alimentos, cosméticos, tintas e plásticos.
Pigmentos são usados nas indústrias de tintas, plásticos, cerâmicas e cosméticos, entre outras. Existem pigmentos que proporcionam proteção e efeitos decorativos, como é o caso dos pigmentos metálicos e os de efeito perolizado. 
Pigmentos e corantes – Matéria Prima
Plantas (folhas, flores e frutos).
Animais (insetos) e micro-organismos (fungos e bactérias).
Petróleo.
Minerais.
Pigmentos e corantes – Histórico
Há relatos de usos de corantes pelo homem desde o início das primeiras civilizações, na antiguidade já era usado alguns minérios para dar cor às pinturas rupestres. 
 Na Antiguidade, os tecidos de tons vermelhos eram os mais procurados pela aristocracia pois essa cor simbolizava a dignidade e a nobreza.
Pigmentos e corantes – Características
Os pigmentos inorgânicos se dividem em sintéticos e naturais. Os inorgânicos naturais são geralmente óxidos e possuem menor cobertura, maior dificuldade de dispersão e menor poder tintorial; já os inorgânicos sintéticos, por serem produzidos em um processo industrial controlado, têm algumas propriedades melhoradas, proporcionando maior cobertura, uniformidade na cor, poder tintorial superior e melhor dispersão, o que resulta em estabilidade na aplicação.
Pigmentos e corantes – Características
Os pigmentos orgânicos são substâncias sintéticas que apresentam em sua estrutura química grupamentos chamados cromóforos, responsáveis por lhes conferir cor. Os pigmentos orgânicos pertencem basicamente a duas "famílias": a família do grupo azo e os policíclicos. A grande maioria da família do grupo azo não tem resistência ao intemperismo, e por isso os pigmentos não podem ser usados para pintura externa. Já os policíclicos possuem resistência ao intemperismo e à luz, e são empregados na produção de tintas imobiliárias e automotivas.
Pigmentos e corantes – Usos
Indústria têxtil
Indústria de cosméticos
Indústria de papel
Indústria de tintas
Indústria alimentícia
Pigmentos e corantes – Processo de Produção
 A instalação de fábricas no Brasil também é desestimulada pelo elevado custo de implantação dos mecanismos de controle de poluentes. 
 Com isso, as empresas têm procurado outros países com menos restrições para instalar novas fábricas do setor. 
 Além da China, boa parte dos pigmentos e corantes usados no país vem da Índia. Os preços destes produtos vêm aumentando significativamente nos últimos anos por conta da alta dos preços do petróleo e dos metais, que são a base de vários desses insumos.
Tintas, pigmentos e corantes – Fluxograma
Pré-mistura e dispersão: Nesta etapa são misturada água, aditivos, cargas e pigmentos. 
Completagem: São adicionados ao reator sob constante agitação mecânica: água, emulsão (polímero), aditivos, coalescentes, dispersantes. Finalizando o processo com ajuste da cor do produto, viscosidade e etc., caso for necessário.
Filtração: Durante a filtração são removidas as impurezas de matérias primas e demais materiais que eventualmente não foram solubilizados ou emulsionados na fase aquosa.
Envase: Após o fim do processo produtivo as tintas são envasadas em embalagem metálicas
Pigmentos e corantes – Processo de Produção
Corantes Sintéticos – Processo de Produção
Sendo o petróleo a matéria-prima utilizada na síntese dessas moléculas, quando a mesma absorve determinados comprimentos de onda da luz visível e transmite ou reflete outras, a molécula tem uma cor.
A peça que traz a cor em uma molécula chamada um cromóforo. O cromóforo é uma estrutura de aromáticos contendo benzeno, naftaleno, ou de antraceno. Os corantes são sintetizados em um reator, filtragem e misturado com outros aditivos para produzir o produto final.
Corantes Sintéticos – Processo de Produção
 A síntese envolve reações como sulfonação, halogenação, entre outros, seguido por processos de separação, que pode incluir a destilação, precipitação e cristalização. 
 Ao fazer o corante e seus precursores, grandes quantidades de água contaminada, podendo chegar até 8.000 litros por quilo de corante.
Pigmentos e corantes – Produção no Brasil
Corantes Sintéticos – Mercado
Corantes Sintéticos – Mercado
Tintas, pigmentos e corantes – Tratamento de Efluentes
 A principal fonte de geração de efluente líquido deste processo produtivo está vinculada com a limpeza de reatores e equipamentos como os componentes do sistema de filtração.
 Em função do padrão de lançamento do efluente, seja ele na rede coletora de esgoto municipal ou corpo d’água receptor, o tratamento da água residuária da indústria de tintas pode requerer etapas físicas, físico-químicas, e biológicas na seguinte ordem respectivamente: remoção de sólidos, óleos e graxas, metais e compostos orgânicos.
Tintas, pigmentos e corantes – Tratamento de Efluentes
 A separação mais comum de areia é realizada pela caixa tipo canal, já a separação de óleos e graxas pode ser feito pela caixa separadora de água e óleo (SAO) ou por sistema de flotação por ar dissolvido. No tanque de equalização deve-se adequar o pH para efetuar a remoção de metais pesados no sistema físico-químico, que consiste na floculação e precipitação dos metais. Já a etapa biológica, preferencialmente via aeróbia, através de sistema de lagoas aeradas ou lodos ativados, é responsável pela remoção dos compostos orgânicos, como resinas, emulsões, aditivos e até pigmentos. Recomenda-se a via aeróbia devido a grande quantidade de matérias de difícil biodegradação anaeróbia, que muitas vezes é inibida devido a determinados compostos de longas cadeias orgânicas, por exemplo.
Tintas, pigmentos e corantes – Tratamento de Efluentes
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. 
Sob o binômio custo/benefício, uma tinta com espessura de 75 µ representa somente 0,8 % do valor total de um carro. Uma tinta com espessura de um décimo de um fio de cabelo humano protege a lata de alimento da corrosão, a um custo não superior a 0,4 % do custo total de venda ao consumidor. 
Tintas – Por que pintar?
Todas as superfícies sofrem algum tipo de desgaste com o passar do tempo, seja devido ao uso, intemperismo natural ou outros agentes externos. 
Para proteger essas superfícies, bloqueando ou retardando esse desgaste, encontramos no mercado uma enorme gama de produtos, que oferecem ao consumidor uma infinidade de cores, tipos de acabamentos e texturas, além de alta durabilidade. Conforme a superfície ao substrato a
ser pintado, as tintas desempenham funções específicas. 
Tintas – Por que pintar?
Sobre alvenaria: As tintas evitam o esfarelamento do material e a absorção da água da chuva e de sujeira, impedem o desenvolvimento do mofo, distribuem a luz e têm grande participação na decoração de ambientes ao acrescentar cor, textura e brilho. 
Sobre madeira: Além de contribuir para o efeito decorativo, a pintura é a solução para o problema de absorção de água e umidade, que geram rachaduras e o apodrecimento do material. 
Tintas – Por que pintar?
Sobre metal não ferroso: Recomenda-se o emprego da pintura para prolongar a vida dos sistemas de galvanização e alumínio. 
Sobre metal ferroso: A tinta é a solução mais econômica que se conhece até hoje para combater a corrosão. 
Sobre PVC: Neste tipo de superfície a pintura não tem finalidade específica de proteção, mas sim de decoração ou sinalização de gases ou líquidos específicos, visando oferecer maior segurança em laboratórios, prédios, empresas, etc. 
Tintas – Propriedades das superfícies
Permeabilidade
Porosidade
Resistências a radiações energéticas
Plasticidade/Fragilidade
Reatividade Química
Tintas – Propriedades das superfícies
Tintas – Composição básica
Resina
Pigmento
Solvente
Aditivo
Tintas – Composição básica
As resinas são polímeros utilizadas nas dispersões dos pigmentos das tintas, elas podem ser:
Termofixas: Resinas que sob a ação do calor sofrem um processo de reticulação interna (crosslinking), o que é tecnicamente chamado de processo de cura. O filme final é insolúvel em solventes.
Termoplásticas: Resinas cujo processo de formação de filme ocorre exclusivamente pela secagem física (evaporação de solventes). Se o filme final for exposto aos solventes adequados será solubilizado novamente.
Tintas – Composição básica
No Brasil, as principais classes de resinas utilizadas em tintas atualmente são:
Acrílica: Utilizadas principalmente a formulação de tinta látex, para pintura arquitetônica.
Poliéster: Utilizadas em basecoats automotivos.
Alquídica: Resinas de baixo custo e baixa resistência química, produzida a partir de óleos vegetais modificados.
Tintas – Composição básica
Epóxi: utilizadas em diversas aplicações, principalmente industriais, com excelentes propriedades físicas e químicas (exemplo: adesão).
Poliuretana: Utilizada em pintura e repintura automotiva por apresentar melhor resistência à radiação ultravioleta.
Nitrocelulose: Extremamente utilizada na forma de laca como seladora para madeira.
Tintas – Composição básica
Tintas – Processo de Fabricação
Tintas – Processo de Fabricação
Tintas – Processo de Fabricação
Tintas – Processo de Fabricação
Tintas – Processo de Fabricação
Tintas – Processo de Fabricação
Tintas – Processo de Fabricação
Tintas – Efluentes
Tintas – Controle de Qualidade
Viscosidade
Densidade
Cor
Aplicabilidade
Teor de Sólidos
Cobertura
Tintas - Mercado
O país é um dos 5 maiores mercados mundiais no segmento de tintas, tendo movimentando US$ 3,03 bilhões em 2009 e produzido cerca de 1,232 bilhões de litros de tintas no mesmo ano 
Tintas - Mercado
*Inclui tintas para eletrodomésticos, móveis, autopeças, naval, aeronáutica, tintas de manutenção, etc.
Tintas - Mercado
Tintas - Produção
Renner
PPG
WEG
Killing
Acrilex
Sherwin – Willians 
Anjo
Akzo Nobel
Referências Bibliográficas 
http://www.respostatecnica.org.br/dossie-tecnico/downloadsDT/NTcwOA
http://www.crq4.org.br/quimicaviva_corantespigmentos
http://www.revista-fi.com/materias/106
https://www.netzsch-grinding.com/pt/industrias-aplicacoes/pigmentos-corantes/?tx_solr%5Bfilter%5D%5B0%5D=applicationCategory%3APigmente+%2F+Farbstoffe&tx_solr%5Bpage%5D=25
http://ecotintes.com/pt-br/content/corantes-perigosas
http://www.scielo.br/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S0100-40422000000100013
http://lojarisi.com/corantes-inorganicos.html
http://www.revistatae.com.br/noticiaInt.asp?id=8544