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Aula 09 - Revestimentos Orgânicos UNIVERSIDADE FEDERAL DE PERNAMBUCO CENTRO DE TECNOLOGIA E GEOCIÊNCIAS DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA QUÍMICA Profa. Eliane Medeiros REVESTIMENTOS ORGÂNICOS - São os mais importantes e mais extensamente aplicados. Entre eles citam-se as tintas, os vernizes (tinta sem pigmentos), os esmaltes (tintas com alto brilho), as lacas (polímeros termoplásticos). - São de fácil aplicação e versatilidade do uso de vários tipos de tintas a uma boa qualidade de proteção anticorrosiva e um custo final bastante razoável. TINTAS As tintas são revestimentos não metálicos de natureza orgânica. É o método convencional mais utilizado no combate à corrosão pelo baixo custo e fácil aplicação. Existem pinturas industriais como as pinturas eletroforética e eletrostática que superam algumas das limitações desse processo anticorrosivo pela qualidade de aplicação e pela relação custo-benefício. REVESTIMENTOS ORGÂNICOS A) pintura anti-incrustante em casco de navio; B) pintura em chaminé para sinalização aérea; C) proteção anticorrosiva e identificação de linhas de fluidos; D) proteção anticorrosiva e finalidade estética azul: ar comprimido. cinza-claro: vácuo. cinza-escuro: eletrodutos verde: água. preta: óleo combustível vermelha: combate á incêndio. Os sistemas de pinturas sofrem deterioração em virtude da agressividade do meio CONSTITUINTES DAS TINTAS CONSTITUINTES DAS TINTAS Resinas A resina, ligante ou veículo não-volátil, é definida na norma da ABNT NBR 15156, como o componente da tinta que confere a esta propriedades de coesão e adesão. • óleos vegetais, • resinas alquídicas, • resinas acrílicas, • resinas epóxidicas, • resinas poliuretânicas. CONSTITUINTES DAS TINTAS Veículos não voláteis (VNV) (Resinas) Os veículos não voláteis são os responsáveis pela formação da película e são classificados em dois grupos: • os VNV conversíveis: quando na formação da película, há polimerização do veículo não volátil (resina). • os VNV não-conversíveis: quando a película se forma simplesmente pela evaporação do veículo volátil, sem modificação estrutural. CONSTITUINTES DAS TINTAS Veículos não voláteis (VNV) Conversíveis Vernizes óleo-resinosos: • óleo (linhaça, mamona) que contem duplas ligações C=C + resina (breu, resinato de zinco...) • a resina aumenta a dureza superficial e o brilho • o óleo forma uma película por oxidação ao ar: CONSTITUINTES DAS TINTAS Veículos não voláteis (VNV) dando início à polimerização. Conversíveis Veículos não voláteis (VNV) Conversíveis Resinas alquídicas (Tintas sintéticas): • são poliésteres resultantes da reação de um poliácido com um poliálcool como por exemplo: anidrido ftálico + glicerol resina alquídica • a reação ocorre por ativação térmica • geralmente as resinas alquídicas são usadas em combinação com óleos para formar polímeros, neste caso são passíveis de serem saponificáveis. Veículos não voláteis (VNV) Conversíveis Resinas fenólicas: • A reação ocorre por ativação térmica • As tintas formadas com esse tipo de resina apresentam resistência química, térmica e a água, superior as tintas alquídicas. Veículos não voláteis (VNV) Conversíveis Resinas epoxídicas: são as mais efetivas contra corrosão. • as tintas epóxi são sistemas de dois componentes, uma resina e um endurecedor, a serem misturados no momento do uso. Veículos não voláteis (VNV) Poliuretanos: boas propriedades anticorrosivas • os dois componentes da tinta são fornecidos em embalagens separadas. • a reação de polimerização ocorre à temperatura ambiente. Conversíveis Resinas que formam película por evaporação do Solvente (Não-conversíveis) - Resinas vinílicas: Contêm na sua estrutura o grupamento vinil (H2C=CH2) • São o cloreto de polivinila (PVC) e o acetato de polivinila (PVA) obtidos a partir dos monômeros, cloreto e acetato de vinila. • Destacam-se por elevada resistência química a ácidos, álcalis e sais. • Tem baixa resistência térmica. Não-conversíveis - Resinas acrílicas: • são obtidas a partir dos ácidos acrílico e metacrílico por esterificação. São de dois tipos: • Termoestáveis (termorígidas) que curam com calor. • Termoplásticas, que formam película por evaporação do solvente. - Borracha clorada: • é obtida por cloração da borracha natural. Resina Umidade Corrosão Durabilidade exterior Resistência química Resistência à riscos Acrílica E B E B E Alquídica R R R R B Epóxi E E D E E Poliéster E B B B B Poliuretano E B E B E Vinílica E B B B B E = excelente, B = bom, R = regular, D = deficiente Durabilidade de tintas Exemplos: • hidrocarbonetos alifáticos (aguarrás), • hidrocarbonetos aromáticos (tolueno e xileno), • ésteres (acetato de etila, acetato de butila e acetato de isopropila), • álcoois (etanol, butanol e álcool isopropílico), • cetonas (acetona, metiletilcetona, ciclohexanona), • glicóis (etilglicol, butilglicol). CONSTITUINTES DAS TINTAS Veículos voláteis (Solventes) São substâncias puras empregadas tanto para auxiliar na fabricação das tintas, na solubilização da resina e no controle da viscosidade. CONSTITUINTES DAS TINTAS Pigmentos Os pigmentos são partículas sólidas, finamente divididas, insolúveis no veículo fixo, utilizados nas tintas com objetivo estético ou decorativo, impermeabilizantes e proteção anticorrosiva. CONSTITUINTES DAS TINTAS Classificação dos Pigmentos - opacificantes-coloridos: são os que se destinam a fornecer opacidade e cor, por exemplo, dióxido de titânio, azul da Prússia, etc. - cargas: reforçam a película, regulam o brilho e a consistência, aumentam o teor de sólidos nas tintas de alta espessura e substituem parte do pigmento anticorrosivo e parte da resina, por exemplo, carbonatos, silicatos, sílicas e sulfatos; - anticorrosivos: conferem propriedades anticorrosivas à película de tinta, notadamente às de fundo, e são divididos em inibidores (zarcão, cromato de zinco, fosfato de zinco) e protetores (tintas ricas em zinco). Pigmentos anti-corrosivos: Zarcão - compostos de óxido vermelho de chumbo (Pb3O4) e pequena percentagem de (2 a 15 %) de litargério (PbO), é um dos pigmentos mais antigos. Sua atuação deve-se à formação de um sabão com o ácido azelaico (presente em óleos), que é um inibidor. O zarcão deve ser utilizado com cuidado devido sua toxidade. Cromatos de zinco – tem a composição aproximada de 4ZnO.K2O4CrO3.3H2O. Teoricamente faz cessar a corrosão por inibição anódica. Na prática, o uso do cromato vem sendo limitado, pois em locais úmidos tende a formar bolhas na película, além de ter caráter tóxico. Fosfato de zinco: tem composição de Zn3 (PO4)2.2H2O, que possui excelente ação inibidora. Este pigmento vem sendo progressivamente utilizado em substituição ao zarcão, por possuir propriedades anticorrosivas similares e menor toxidade. Pó de Alumínio - Este pigmento é empregado em primers anticorrosivos incorporados a veículos insaponificáveis, mais comumente betuminosas, borracha-clorada e epoxi, funciona como o mais eficiente mecanismo de barreira física. Óxido do ferro - de origem sintética ou natural vermelho é vastamente empregado em primers para baratear o custo, dando origem aos chamados primers mistos óxidos de ferro/cromato de zinco. Não é inibidor de corrosão. Pigmentos anti-corrosivos: Tetróxicromato de zinco – tem fórmula aproximada 4,5ZnO.CrO3, seu uso principal na aplicação sobre estruturas de alumínio ou galvânica, facilitando a aderência das tintas sobre esses metais. Pó de Zinco – são usados na forma metálica, como partículas esféricas, variando seu diâmetro de 1 a 10mm. Para serem eficientes devem estar presentes em altas concentrações (acimade 85%) na película seca das tintas. Pigmentos anti-corrosivos: CONSTITUINTES DAS TINTAS Pigmentos - Em relação à formulação de tintas, há uma relação importante denominada por “Pigment Volume Concentration” (PVC), e é dada pela seguinte equação: - onde: - PVC = concentração volumétrica de pigmento (%) - Vp = volume de pigmento - Vvf = volume de veiculo fixo - CPVC = PVC crítico: maior quantidade de pigmento que o veículo pode agregar. CONSTITUINTES DAS TINTAS Tintas de fundo com Pigmentos de zinco CONSTITUINTES DAS TINTAS Tintas de fundo com Pigmentos de zinco Esquema de Pintura para Tintas Industriais O esquema de pintura é um procedimento onde se especifica os detalhes técnicos envolvidos na aplicação, como por exemplo, o tipo de preparação e o grau de limpeza da superfície; as tintas de fundo, intermediária e de acabamento bem como suas espessuras. Tintas Industriais Tintas de fundo ou “primers” São tintas com a finalidade de promover aderência do esquema de pintura ao substrato ou com pigmentos que possuem propriedades anticorrosivas. São elas que devem ter contato direto com o substrato metálico. Estas tintas não são formadas para resistirem sozinhas ao meio ambiente, elas devem fazer parte de um esquema de pintura completo contendo tinta de acabamento. Tintas Industriais Tintas Intermediárias Estas tintas não possuem as mesmas propriedades das tintas de fundo anticorrosiva, mas auxiliam na barreira, dando espessura ao sistema de pintura. São tintas mais baratas que as de fundo e acabamento e servem como “enchimento” para aumentar a barreira Tintas Industriais Tintas de Acabamento “As tintas de acabamento são aplicadas por último, e têm a função de proteger o sistema contra o meio ambiente e dar a cor desejada”. Elas devem ser resistentes ao intemperismo, à produtos químicos e ter cores estáveis, pois são de grande importância na identificação de equipamentos e do conteúdo de tanques e tubulações, além da finalidade estética. Tintas Industriais O sistema de pintura é planejado em função do meio ambiente, da importância do equipamento e da disponibilidade de verbas para a proteção. O sistema de pintura completo abrange: preparo de superfície, tipo de tinta de fundo e de acabamento, número de demãos, espessura por demão e método de aplicação. Classificação das tintas quanto à ordem de aplicação no esquema de pintura. Fonte: (Apostila do curso de Inspetor de pintura ABRACO). ORDEM DENOMINAÇÃO FUNÇÃO ESPESSURA SECA (µm) 1º TINTAS DE FUNDO: a. Temporárias. b. Condicionadora de aderência. c. Primária. -proteger temporariamente o preparo de superfície do aço; otimizar as operações de pintura. -promover aderência sobre metais não ferrosos. -promover proteção anticorrosiva. Podem ser aplicados sobre temporárias, condicionadoras e seladoras. 15 – 20 10 – 15 25 – 120 2º INTERMEDIÁRIAS: a.Intermediária. b. Uniformizador. c. Selador. -espessar a barreira anticorrosiva. - espessar a barreira com fim de melhor acabamento estético na repintura automotiva. -pode ser aplicado como 1º demão sobre superfícies porosas como madeira e concretos ou sobre primer de zinco. 50 – 130 30 – 50 10 – 20 3º ACABAMENTOS: a.Esmalte b.Verniz -demão estética colorida e protetora de todo sistema. -acabamentos transparente quan- do se quer o substrato aparente. 30 – 150 20 - 30 Exemplos de sistema de pintura, em atendimento à Norma ISO 12944-5 FATORES IMPORTANTES NO DESEMPENHO À CORROSÃO DOS REVESTIMENTOS POR PINTURA ØAspectos relacionados à construção e ao projeto das estruturas e dos equipamentos - prever condições de acesso para inspeção e manutenção dos revestimentos por pintura; - evitar a presença de locais que permitam a estagnação de água; - evitar presença de frestas; - evitar ou tratar adequadamente os cantos vivos; - prever cordões de solda bem acabados; - evitar contato de metais de potenciais diferentes. FATORES IMPORTANTES NO DESEMPENHO À CORROSÃO DOS REVESTIMENTOS POR PINTURA ØPreparação da superfície - Visa remover os contaminantes da superfície (carepa de laminação, produtos de corrosão, sais, óleos, graxas, tintas velhas, etc.) e criar condições que proporcionem aderência satisfatória aos esquemas de pintura. FATORES IMPORTANTES NO DESEMPENHO À CORROSÃO DOS REVESTIMENTOS POR PINTURA • Preparação por meio de limpeza com solventes Essa etapa visa remover contaminantes oleosos, sais, terras, etc. Solventes orgânicos, detergentes, soluções alcalinas, vapor e água doce podem ser utilizados nessa etapa • Preparação por meio de jateamento abrasivo Consiste na remoção da camada de óxidos e outras substâncias depositadas sobre a superfície, por meio de aplicação de um jato abrasivo com granalha de aço, bauxita sinterizada, escória de cobre, dentre outros. Processo de jateamento Boia fabricada, na fila para limpeza de superfície Processo de jateamento abrasivo Superfície da boia, após limpeza com jato abrasivo. Processo de Selagem - Bóia pintada com uma demão de primer selador. MÉTODOS DE APLICAÇÃO DE TINTAS • Trincha e rolo - baixa produtividade, mas eficiente para pintura de estruturas delgadas ou tubulações de pequeno diâmetro; - mais indicado para primeira demão de tinta em cordões de solda, reentrâncias, cantos vivos, bordas, arestas; - pode ser realizada sem diluição da tinta, o que proporciona elevadas espessuras de película seca; -independente do pintor, em geral, as películas não apresentam uniformidade em relação a espessura; - perda de tinta menor que outros métodos; - não ocasiona overspray. MÉTODOS DE APLICAÇÃO DE TINTAS • Pistola de pulverização convencional Na pintura por pulverização utilizando pistola convencional, a atomização é feita com auxílio de ar comprimido que entra na pistola por passagem distinta da tinta e são misturados e expelidos pela capa de ar, formando leque cujo tamanho e forma são controláveis. MÉTODOS DE APLICAÇÃO DE TINTAS • Imersão A peça a ser revestida é mergulhada em um tanque contendo a tinta a ser aplicada. Suas vantagens são: minimização de perdas, facilidade de operação e eficiência no recobrimento das peças ou componentes. As desvantagens são: espessura irregular, tendência a apresentar escorrimentos, principalmente nos pontos onde existem furos; depressões ou ressaltos na peça, MÉTODOS DE APLICAÇÃO DE TINTAS • Pintura eletroforética É muito utilizado para pintura de automóveis e as tintas são a base d’água. MÉTODOS DE APLICAÇÃO DE TINTAS • Pintura eletroforética MÉTODOS DE APLICAÇÃO DE TINTAS • Pintura eletroforética MÉTODOS DE APLICAÇÃO DE TINTAS • Pintura eletroforética MÉTODOS DE APLICAÇÃO DE TINTAS • Pintura eletroforética MÉTODOS DE APLICAÇÃO DE TINTAS • Pintura eletroforética
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