09 Tintas

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Química Aplicada
QAP0001
Licenciatura em Química
Profa. Dra. Carla Dalmolin
carla.dalmolin@udesc.br
carla.dalmolin@gmail.com
Tintas Industriais
Tintas Industriais
 Estética
 Segurança
 Identificação de fluidos em tubulações
 Proteção contra incrustações de micro-
organismos em cascos de embarcações
 Impermeabilização de superfícies
 Modulação da absorção de calor
 Redução da rugosidade superficial
Classificações das Tintas
 Tintas imobiliárias: destinadas à construção civil
 Produtos aquosos: látex
 Produtos base solvente orgânico: tintas a óleo, esmaltes sintéticos
 Tintas industriais: tipo OEM (original equipament manufacturer)
 Fundos (primers) eletroforéticos
 Fundos (primers) base solvente
 Tintas em pó
 Tintas de cura por radiação UV
 Tintas especiais: demais aplicações
 Tintas e complementos para repinturas automotivas
 Tintas para demarcação de tráfego
 Tintas e complementos para manutenção industrial
 Tintas marítimas
 Tintas para madeira
 As tintas também podem ser classificadas quanto à formação do 
revestimento
Classificações das Tintas
Constituintes da Tinta
 De modo geral, uma tinta é uma mistura estável de uma parte sólida em 
um componente volátil
 A “parte sólida” forma uma película aderente à superfície em que foi aplicada 
após a evaporação do “componente volátil”
 Aglomerante para 
as partículas de 
pigmento
 Constituído por 
um ou mais tipos 
de resinas: 
polímeros 
Veículo Fixo ou Não-Volátil
Solventes
 Auxiliam na solubilização da resina e no controle da viscosidade da tinta
 Solventes verdadeiros: miscíveis em qualquer proporção
 Solventes auxiliares: aumentam o poder de solubilização do solvente verdadeiro
 Falso solvente: baixa miscibilidade, reduz o custo final das tintas 
 Hidrocarbonetos alifáticos: nafta
 Hidrocarbonetos aromáticos: tolueno e xileno
 Ésteres: acetato de etila, butila ou isopropila
 Álcoois: etanol, butanol e álcool isopropílico
 Cetonas: acetona, metiletilcetona, cicloexanona
 Glicóis: etilglicol, butilglicol
 Solventes filmógenos: além de solubilizar a resina, incorporam-se à resina por 
polimerização. Ex.: estireno
Solventes
 Diluentes: produtos elaborados com diferentes solventes para ajustar a 
viscosidade de aplicação da tinta, em função do equipamento de aplicação
 A maioria dos solventes orgânicos utilizados nas tintas é prejudicial à saúde
 Tendência mundial no desenvolvimento e uso de tintas base água
 Quando a água é utilizada como solvente tem-se uma emulsão ou 
dispersão, pois não há solubilização completa da resina
 As emulsões são menos agressivas: menor quantidade de orgânicos voláteis 
(VOCs – volatile organic compounds)
 Apresentam menor durabilidade que as tintas base solvente
Solubilização de Polímeros
 1o Estágio: Inchamento
 Difusão das moléculas do solvente para dentro da massa polimérica, formando 
um gel
 2o Estágio: Solubilização
 A entrada de mais solvente leva à desintegração do gel e formação de uma 
solução verdadeira
Polímero 
sólido
Solvente
Gel Inchado Solução 
Verdadeira
Alta densidade de ligações cruzadas, pouca interação entre o solvente e a cadeia 
polimérica, presença de cristalinidade e ligação de hidrogênio prejudicam a 
solubilidade.
Energia Coesiva
 Energia necessária para remover uma molécula de seu meio e levá-la para 
longe da sua vizinhança
 Líquidos: relacionada a vaporização
 Sólidos: relacionada a sublimação
 Polímeros: neste caso, o conceito de separação de uma cadeia de 
suas vizinhanças é associado à solubilização do polímero
 3/ cmcal
V
H
DEC


Densidade de 
Energia Coesiva
Parâmetro de Solubilidade
 Para ocorrer a solubilidade:
0

G
STHG
 Como a entropia sempre aumenta neste processo, a variação de entalpia 
deve ser a menor possível para ocorrer a solubilização
DEC
V
H



 Para que haja solubilização, a diferença (em módulo) entre o parâmetro de 
solubilidade do polímero e do solvente |δ1-δ2| deve ser a menor possível
Parâmetro de Solubilidade
2
1
32
1
21 )(cal/cm7,1
Parâmetro de Solubilidade 
Generalizado
 O parâmetro de solubilidade (δ) é formado pelo somatório de 
várias forças presentes na molécula:
 Forças de dispersão (δd)
 Forças de hidrogênio (δh)
 Interações dipolo-dipolo (δp)
222
phd  
Para que um líquido com coordenadas (δd,δh, eδp) possa 
solubilizar o polímero da figura, é preciso que suas 
coordenadas estejam dentro do círculo de volume de 
solubilidade
Para uma Mistura de Solventes
 Numa mistura de solventes (tiner), o parâmetro de solubilidade é 
proporcional à fração volumétrica () dos integrantes:
222 )()()( mp
m
h
m
d
m  
Kddd
m
d  ...3,32,21,1 
Khhh
m
h  ...3,32,21,1 
Kppp
m
p  ...3,32,21,1 
O tiner pode ser formulado para que cada coordenada do solvente 
coincida com o volume de solubilidade do polímero
 δd ≈ 7,3 – 8,3
 A esfera de solubilidade pode ser simplificada para um círculo 
(bidimensional) numa representação de δp vs. δh
Círculo de Solubilidade
 Os solventes A, B e C não são solventes para o polímero
 A mistura AB pode gerar um tiner capaz de dissolver o polímero
 Ex.: mistura representada pelo ponto D
 A adição de C na mistura AB pode gerar um tiner com capacidade de solubilização, 
desde que o ponto com sua composição caia dentro do círculo
Formulações Comerciais
 Formulações comerciais:
Pigmentos
 Partículas sólidas, finamente divididas, insolúveis no veículo fixo
 Cor, proteção anticorrosiva, opacidade, impermeabilidade, etc.
 Pigmentos anticorrosivos: conferem proteção anticorrosiva por 
mecanismos eletroquímicos. Ex.: zarcão (Pb3O4), Zn, cromato, fosfato ou 
molibdato de zinco.
 Opacificantes coloridos: conferem cor e opacidade. Diferem-se dos 
corantes, que são solúveis no veículo e, por isso, conferem cor sem 
opacidade.
 Cargas ou extensores: quartzo (SiO2) ou Al2O3. Melhoram as
características mecânicas da película e reduzem o custo.
 Funcionais
 Óxido cuproso (Cu2O): anti-incrustante
 Pigmentos fosforecentes, fluorescentes, pérolados
Pigmentos
 Brancos: TiO2, PbCO3, ZnO
 Laranja: Fe2O3
 Amarelo: ZnCrO4
 Azul: Fe4[Fe(CN)6]3
 Ferrocianeto de Ferro II, Azul da Prússia
 Verde: Cr2O3
Inorgânicos
Orgânicos
Naturais Sintéticos
 Maior resistência à radiação UV  Maior resistência química
Aditivos
 Empregados em pequenas concentrações para conferir à tinta ou à película 
determinadas características
Fabricação de Tintas
 Etapa física
 Mistura, dispersão, completagem, filtração e envase
 Pesagem de acordo com a formulação
 Pré-mistura: formação de pastas do veículo + pigmento (dispersão)
 Moagem da pré-mistura
 Completagem : adição do solvente até a proporção desejada e demais 
ajustes na composição
 Acertos finais: acerto de cor, acréscimo de aditivos, etc.
 Conversões químicas
 produção dos componentes (matéria-prima) das tintas e secagem após aplicação
Métodos de Pintura
 Remoção de impurezas para o preparo da superfície:
Métodos de Pintura
Formação da Película
 Evaporação de solvente
 Oxidação: evaporação do solvente e reação da resina (através das duplas 
ligações) com o oxigênio do ar
 Ativação térmica: a polimerização ocorre após a aplicação no substrato, 
com auxílio de aquecimento
 Polimerização a temperatura ambiente / condensação: a polimerização 
ocorre após a aplicação no substrato, a temperatura ambiente
 Hidrólise: reação da resina com a umidade doar
 Fusão térmica: tintas em pó
 As tintas em pó são carregadas negativamente e atraídas para a peça metálica. 
Após o recobrimento a peça é aquecida e o pó se funde, formando a película.
Controle de Qualidade
 Análise de cobertura e cor
 Análise de distinção de imagem
 Aderência entre camadas
 Imersão em água
 Resistência à corrosão por névoa salina e/ou ciclo ambiental
 Resistência à batida de pedras
Aderência entre Camadas
Aderência entre Camadas
Classificação de Aderência
Resistência a Corrosão
NaCl: água do mar, água salobra, fluidos corpóreos 
Cl- : age como catalisador de corrosão por pites
mecanismo de aeração diferencial – relacionada com quantidade de O2
Testes de corrosão acelerada: NaCl 3,5%
Névoa Salina (salt spray)
Envelhecimento
 Whetherometer  UV