2 - Abraco Módulo II

 

 

INSPETOR DE PINTURA INDUSTRIAL NÍVEL NÍV EL 1

MÓDUL MÓ DULO O II

ABRACO, Associação Brasileira de Corrosão Avenida Venezuela, 27 sala 414 - Rio de Janeiro – RJ [email protected]  – Tel 21-25161962 

 

 

 

INDICE MÓDULO MÓDU LO II ......................................................................................................................................... ......................................................................................................................................... 11   1. Orige mção da Pin Pintura tura ........................................................................... ....................................................................................................................... ............................................ 6  67  2. Origem Introdução Introdu a Pintura Pintur a Industria Industriall ..................................................................................................... ..................................................................................................... 7  2.1. Importânci Importânciaa da Pintura Pintura Industria Industriall .......................................................................................... 77   2.2. Conceito Conceitoss Básicos Básicos// Terminolog Terminologia ia ......................................................................................... ......................................................................................... 8  8  2.3. Esquema Esquemass de Pintu Pintura ra ............................................................................................................ .......................................................................................................... 8  8  3. Constituintes de uma Tinta – Composição das Tintas da Pintura de Manutenção M anutenção............. ...... .............. ........... 12 12  3.1. Veículos Veículos............................................................................................................... ............................................................................................................................. .............. 14  14  3.2. Pigmento Pigmento ........................................................................................................................... ........................................................................................................................... 16  16  3.3. Aditivo Aditivoss .............................................................................................................................. .............................................................................................................................. 22  22  4. Mecanismos de Proteção Anticorrosiva das Tintas .................................................................... 25  25  4.1. Proteção por Barreira Barreira ou Resistência à Migração Iônica............ .... ............... .............. .............. .............. .............. ............. ...... 25 25   4.2. Proteção Proteção por Passivaç Passivação ão Anódi Anódica ca ...................................................................................... ...................................................................................... 26 26   4.3. Proteção Proteção Catódica Catódica ............................................................................................................. 27  27  5. Proprieda Propriedade de Fundame Fundamental ntal da Película Película.................................................................................... ....................................................................................... ... 28  28  5.1. Ligações Ligações Químicas ............................................................................................................ 29 29   5.2. Ligações Ligações Polares ............................................................................................................... 31 31   5.3. Aderênc Aderência ia Mecânica Mecânica .......................................................................................................... 32 32   5.4. Importância da Preparação da Superfície ........................................................................... 33  33   5.5. Outras Outras Propriedad Propriedades es .......................................................................................................... .......................................................................................................... 37  37  5.6. Causas Causas das Falhas Falhas ............................................................................................................ 38 38   6. Principais Veículos Fixos e Mecanismos de Formação da Película............................................ 39   6.1. Resinas que Secam por Evaporação Evaporação de Solventes ou por Depos Deposição ição ................. ........... ............ ............. ........... 40 40  6.2. Polimer Polimerizaçã izaçãoo Térmica Térmica ....................................................................................................... ....................................................................................................... 45  45  6.3. Polimerização a Temperatura Ambiente ............................................................................. 46 46   6.4. Hidrólis Hidrólisee ..................................................................................... ............................................................................................................................ ....................................... 47  47  6.5. Resinas Resinas que secam secam por coalescên coalescência cia ................................................................................ 48 48  6.6. Solven Solventes tes e Diluentes Diluentes ........................................................................................................ 49  49  6.7. Resumo dos Principais Mecanismos de Formação da Película .......................................... 50  50   7. Pigmento Pigmentoss ................................................................................................................................. ................................................................................................................................. 51  51  7.1. Classif Classificação icação..................................................................................................... ...................................................................................................................... ................. 51  51  7.2. Principa Principais is Pigmentos.. Pigmentos.......................................................................................................... ........................................................................................................ 52 52   8. Cargas Cargas e Extenso Extensores res................................................................................................................. ................................................................................................................. 59  59  9. Resumo Resumo de Pigme Pigmentos ntos.............................................................................................................. 59 59   10. Principais Tintas – Familiarização e Interpretação das Normas ............................................... 60  60  10.1.. Objetivo 10.1 Objetivos................................................................................... s.......................................................................................................................... ....................................... 61  61  10.2.. Normas 10.2 Normas a Consulta Consultarr ......................................................................................................... 62 62   10.3.. Condições 10.3 Condições Gerais ............................................................................................................ ............................................................................................................ 63  63  10.4.. Condiçõe 10.4 Condiçõess Específicas Específicas ..................................................................................................... ..................................................................................................... 64  64  10.5.. Inspeção 10.5 Inspeção ......................................................................................................... .......................................................................................................................... ................. 69  69  10.6.. Aceitação 10.6 Aceitação e Re Rejeiçã jeiçãoo ....................................................................................................... 69  69  BIBLIOGRA BIBL IOGRAFIA FIA ........................................................................ Erro! Indicador não definido.  definido. 

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FIGURAS L ISTA DE FIGURAS Figura 1 Pintura Mural, em vermelho ocre, foi há cerca de 50.000 anos encontrada ............. ...... .............. .............. ......... 6  na caverna FontdedePintura Gamme, representando um rinoceronte........................................................... 699   Figura 2 Esquema Esqde uema Pintu ra Co Completo mpleto ......................................................................................... .............................................................................................. ..... 6  Figura.3 Figura .3 Composiçã Composiçãoo das tintas .............................................................. ........................................................................................................ .......................................... 12 12   Figura 4 Composiçã Composiçãoo entre verniz e tinta........................................................................................ tinta........................................................................................... ... 13 13   Figura 5 Tinta Tinta sem resina.................................................................................................................. .................................................................................................................. 16  16  Figura 6 Película de tinta seca (resina + pigmento) ........................................................................... 16  16   Figura 7 Influência Influência do teor de pigm pigmento ento............................................................................................. ............................................................................................. 21 21   Figura 8 Gráfico da influencia do teor de pigmento ............................................................................ 22  22   Figura 9 Mecanismo de proteção anticorrosiva por barreira ............................................................... 25  25  Figura10 Princípio de funcionando do mecanismo de passivação anódica ........................................ 26 26   Figura 11 Princípio básico de atuação eletroquímica do zinco no mecanismo de proteção catódica (Tinta rica em zinco com falha no revestimento e célula eletroquímica equivalente para ilustrar ilust rar o mecanismo mecanismo de proteção)....................... proteção)..................................................................................................... .............................................................................. 28  28  Figura 12 Ilustração esquemática da secagem e formação da película pelo mecanismo de coalescê coale scência ncia .............................................................................................. ..................................................................................................................................... ....................................... 28  28  Figura 13 Adesão Adesão química............................ química................................................................................................................. ..................................................................................... 30  30  Figura 14 Adesão química por reação de condensação..................................................................... 30  30   Figura 15 Valência Valência polar polar ou secu secundár ndária ia............................................................................................. ............................................................................................. 32 32   Figura 16 Falha Falha coesiva coesiva .................................................................................................................... .................................................................................................................... 36 36   Figura 17 Esquema do filme com grupos polares aderidos ao metal.................................................. 38   Figura 18 Falha Falha adesiva adesiva................................................................................. .................................................................................................................... ................................... 39  39  Figura 19 Principais componentes das tintas e vernizes .................................................................... 39  39  Figura 20 Ilustração da formação f ormação da película pelo mecanismo de evaporação de solventes ............ ...... .......... 41 41   Figura 21 Interação entre demãos de tintas no mecanismo de evaporação evaporação de solventes............. ...... ............. ...... 41 41   Figura 22 Fórmula estrutural do poliacrilato e do polimetacrilato ........................................................ 43  43  Figura 23 Ilustração do mecanismo mecanismo de formação da película por oxida oxidação ção ............. ...... .............. .............. .............. ............. ...... 44  44  Figura 24 Resina Resina de silicone silicone ............................................................................................................. ............................................................................................................. 45 45   Figura 25 Partículas lamelares de alumínio ....................................................................................... 53  53  Figura 26 Aspecto típico de um revestimento revestimento com pigmentos lamelares............. ...... .............. .............. ............... ............... ........... 53 53   Figura 27 Aspecto de um revestimento com pigmento não lamelares ................................................ 54  54   Figura 28 Aspecto das partículas do óxido de ferro micáceo (100x)................................................... 56  56  Figura 29 Proteção do ferro conferida pelas tintas ricas em zinco em caso de falhas no revestimen rev estimento to .............................................................................................. ..................................................................................................................................... ....................................... 57  57  Figura 30 Célula eletroquímica para demonstrar o mecanismo da proteção catódica conferida pelo zinco ao ferro ............................................................................................................................ 5577 

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LISTA DE TABEL AS  DE TABELAS Tabela1 –Classificação –Classificação das tintas quanto à ordem de aplicação no esquema de pintura ............. ...... ............. ...... 10 10   Compatibi Compatibilidade lidade ............................................................................................. .......................................................................................... ... 11 11  Tabela 32 – Component Tabela Compo nentes es deentre uma tintas tinta .............................................................................................. .............................. ................................................................ 13 13   Tabela 4 – Pigmentos coloridos utilizados nas tintas ......................................................................... 17  17  Tabela 5 Relação entre o tipo de veículo fixo da tinta e o seu nome .................................................. 40   Tabela 6 Fórmula estrutural do acetato e cloreto de vinila ................................................................. 42   Tabela 7 Principais mecanismos de formação da película ................................................................. 50  50   Tabela 8 Principais características dos pigmentos ............................................................................. 60  60  Tabela 9 Requisitos quantitativos de uma tinta .................................................................................. 66  66  Tabela 10 Requisitos referentes às características de película seca da tinta N-1342 (Referência PETROBRA PET ROBRAS) S) ........................................................................................... .................................................................................................................................. ....................................... 67  67 

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 APRESENTA PRESENTAÇÃ ÇÃO O   A Dentre as medidas existentes para a prevenção da corrosão, sem nenhuma dúvida, a aplicação de revestimento para recobrimento das estruturas, isolando a estrutura do meio corrosivo, é a técnica de maior aplicação prática. Dentro dos diferentes tipos de revestimentos, a pintura industrial dos equipamentos e instalações se torna a mais importante, principalmente no que diz respeito aos seus custos, tanto de produto como de aplicação. Com isso, a pintura industrial e sua manutenção possuem um grande destaque no investimento necessário à construção das unidades industriais, garantia de sua integridade estrutural e continuidade operacional. Assim, a atividade de inspeção de pintura se torna fundamental para o controle do processo e do produto final. Os inspetores ajudam a subsidiar todo o processo de qualidade das fabricações, evitando que haja um comprometimento sério na confiabilidade do processo. processo.

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MÓDULO II – PINTURA PINTURA INDUSTRIA INDUSTRIAL L 1. ORIGEM DA PIN P INTURA TURA Encontradas em gravuras que data anteriormente ao período Plistoceno, cerca de 100.000 anos atrás, pinturas feitas com pigmentos naturais (argila) tipo vermelho ocre. As paredes da Caverna de DWELLERS (NE da França / Espanha) são decoradas com pinturas feitas com negro de fumo f umo além das argilas mencionad mencionadas. as. Os antigos egípcios descobriram a preparação de pigmentos sintéticos no afã de imitar pedras preciosas. Os alquimistas Paracelso e Agrícola abriram, no século XVI, novo capítulo da Química com seus métodos experimentais e sintetizaram o amarelo Nápo Nápoles les (antimoniato de chumbo) e um “vidro azul” que denominaram “esmalte” que moído originou o Azul de Cobalto, ambos usados na pintura artística. Como ligantes eram empregadas diversas substâncias naturais como, clara de ovo, óleos vegetais, resinas, naturais tais como breu, betume, etc. Atualmente, a moderna química sintetiza a maioria dos constituintes das tintaspigmentos, resinas, solventes, entre outros, porém ainda são empregados materiais orgânicos e inorgânicos-beneficiados inorgânicos-beneficiados..

Figura 1 Pintura Mural, em vermelho ocre, foi há cerca de 50.000 anos encontrada na caverna de Font de Gamme, representando um rinoceronte.

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  2. INTRODUÇÃO INTRODUÇÃO A PINTURA INDUSTRIAL 2.1. 2.1. Importân Importância cia da Pintura Indust Industrial rial A seguir são citadas algumas justificativas que demonstram e comprovam porque a Pintura Industrial é o meio de controle da corrosão mais empregado intens intensaa e extensiva e xtensivamente: mente:   Facilidades de aplicação aplicaçã o e manutenção.



  Relação custo x benefício muito atraente.



  Característica singular: singular: a Pintura Industrial Industrial é o único único meio de de controle controle da corrosão que



proporciona simultaneamente simultaneamente o controle estético e de sinalização. sinalização.   Eficiência no controle controle do tipo mais pernicioso extenso e complexo que é a corrosão



eletroquímica em todo seu espectro, isto é: atmosférica, solo, águas, microbiológica, galvânica, galvân ica, etc. Vale lembrar que, esta eficiência da pintura Industrial é polivalente, pois incorpora os três mecanismos fundamentais de controle de corrosão que são: barreira física, inibição ou apassivação anódica e proteção catódica. De fato, com as modernas tintas da Pintura Industrial consegue-s consegue-se: e:   Do ponto ponto de vista vista comportamental uma apresentação apresentação visual visual agradável, ambiente psicodinamicamente psicodinamicame nte motivador.



  Auxílio na Segurança Segurança Industrial, rápido identificação de fluidos, sinalização, sinalização,



demarcação, tintas antiderrapantes;   Impermeabilidade Impermeabilidade contra infiltração d’água e outros líquidos;



  Redução do atrito atrit o pela diminuição da rugosidade superficial superfi cial de embarcações; embarcaçõ es;



  Controle bio-sanitário via via vernizes vernizes para o interior de latas de conservas, tintas anti-



mofo, tintas ti ntas antiincrustantes; antiincrustantes;   Reflexorização Reflexorização luminosa, luminosa, com com tintas refletivas com micro esferas de vidro; vidro;



  Redução das perdas por evaporação dos líquidos líquid os muitos voláteis como álcool, álcool,



gasolina,, etc através de cores claras refletivas; gasolina   Auxiliar na captação captação de energia solar, via via tintas com com cor e brilho brilho especiais; especiais;



  Isolamento elétrico, com vernizes isolantes para fios, etc; etc;



  Redução da acústica via tinta anti-ruido anti- ruido muito empregada na indústria indústri a automobilista; automobilista ;



  Tintas Especiais, como tintas tintas desc descontamináveis ontamináveis para indústria nuclear, nuclear, tintas luminescentes, luminescen tes, tintas tint as indicadoras de temperatura, etc.



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  NOTA i.

O emprego da verba dotada adequadamente à pintura resulta, sobretudo, na valorização de revenda de bens, sejam equipamentos, instalações, imóveis, entre outros, significando o retorno vantajoso das despesas de custeio com a manutenção da pintura.

2.2. 2.2. Conceitos Básicos/ Básicos / Terminologia   TINTA TINTA   é toda a composição pigmentada, geralmente liquida - pastosa que ao secar,



forma um filme duro, aderente e colorido.   PINTURA PINTURA é  é a hábil técnica de se aplicar tintas; chama-se também de Pintura à tinta já



aplicada.   ESQUEMA DE TINTAS OU DE PINTURA  PINTURA   refere-se simplesmente ao conjunto de



tintas específicas para um determinado fim, por exemplo, primer “x” e acabamento “y”.   SISTEMA DE PINTURA OU ESPECIFICAÇÃO DE PINTURA   menciona além do conjunto de tintas, maior detalhamento, por exemplo: preparo de superfície, método de



aplicação, diluição bem como parâmetros tipo secagem, intervalos de repintura, rendimento, etc.

2.3. 2.3. Esqu Esquemas emas de Pintura Pint ura As tintas de manutenção são formuladas para permitirem que as estruturas e equipamentos permaneçam permaneçam por grandes períodos sem corrosão, e periodicamente sofram uma manutenção, que pode ser desde um simples retoque até substituição de toda tinta velha por outra nova. As pinturas podem ter um desempenho que, em condições favoráveis, chega a uma vida útil de 20 anos ou mais. Em condições adversas, a mesma pintura poderia durar cerca de 1 ou 2 anos. Tudo vai depender do meio ambiente e do esquema de pintura empregado. Em certas condições, a tinta poderá não ser a solução adequada, devendo-se usar alternativas como materiais inorgânicos (esmaltação a fogo) ou orgânicos (ebonite, poliéster reforçado com fibra de vidro; poli-(cloreto de vinila) ou nylon) e revestimentos metálicos (zincos, cobre ou alumínio). Para se resolver o problema de corrosão de um determinado equipamento, todas as alternativas devem ser considerados no estudo. ABRACO, Associação Brasileira de Corrosão Avenida Venezuela, 27 sala 414 - Rio de Janeiro – RJ [email protected]  – Tel 21-25161962 

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As tintas de manutenção industrial podem ser classificadas em:   Tintas de fundo;



  Tintas intermediárias e;



  Tintas de acabamento;

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Na figura 2 é apresentado um esquema de pintura completo, com as tintas mencionadas sem distinção do número de demão de cada camada.

Figura 2 Esquema de Pintura Completo

a) TINTAS DE DE FUNDO OU OU “ PRIMERS” PRIMERS” São tintas com finalidade de promoverem aderência do esquema ao substrato ou com pigmentos que possuem propriedades anticorrosivas. São elas que devem ter contato direto com a superfície metálica aplicadas em fartas demãos. Por isso, devem apresentar perfeita aderência ao substrato. Estas tintas não são idealizadas para resistirem sozinhas ao meio ambiente, elas devem fazer parte de um esquema de pintura completo contendo tinta de acabamento. Geralmente, os “primers” são formulados com alto PVC e, por isso, são semibrilhantes ou foscos. Não confundir o PVC acima descrito com PVC plástico que é poli-(cloreto de vinila). Uma tinta de fundo brilhante, dependendo da natureza natureza química da resina, poderá trazer problemas de aderência de demão subseqüente, dada à sua superfície muito lisa. b) TINT TINTAS AS INTERMEDIÁRIAS São chamadas também de “undercoating” e “tie coat”. 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 se aumentar a barreira. barreira. ABRACO, Associação Brasileira de Corrosão Avenida Venezuela, 27 sala 414 - Rio de Janeiro – RJ [email protected]  – Tel 21-25161962 

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No caso das tintas de fundo de etil silicato de zinco, o “tie coat” melhora a aderência do acabamento sobre o fundo “rico em zinco” e evita a formação de bolhas. c) TINTAS DE ACABAMENTO

Estas tintas 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, a químicos e ter cores estáveis, pois são de grande importância na identificação de equipamento e do conteúdo de tanques e tubulações, além da finalidade estética. Geralmente, tintas que ficam expostas ao intemperismo devem ser brilhantes e ter boa resistência à perda de cor e brilho. Muitas vezes a tinta de acabamento é aplicada diretamente sobre a tinta de fundo sem necessidadee da tinta intermediária. necessidad A aplicação das tintas deve obedecer a um esquema previamente estudado. O esquema é planejado em função do meio ambiente, da importância do equipamento e da disponibilidade disponibilid ade de verbas para a proteção. O esquema completo abrange: preparo da superfície, tipo de tinta de fundo e de acabamento, número de demãos, espessura por demão e método de aplicação. Na tabela 1 apresentamos a classificação das tintas quanto à ordem de aplicação no esquema de pintura. Tabela 1 – Classificação das tintas quanto à ordem de aplicação no esquema de pintura

ORDEM

DENOMIN DENOMINAÇÃO AÇÃO TINTAS DE FUNDO: Temporárias (Shopprimer / holdprimer)

1°

Condicionadora de aderência Condicionadora (wash-primer e primer epóxiisocianato) Primária (primer, base ou imprimação) INT INTER ERME MEDI DI RIAS: RIAS: Intermediária (undercoat)

2° Uniformizador (surfacer)

FUNÇÃO

ESPESSURA SECA FAIXA EM µm 

- Proteger temporariamente o preparo de superfície do aço; Otimizar as operações de

15 - 20

pintura. - Promover aderência sobre , metais não ferrosos f errosos..

10 - 15

Promover proteção anticorrosiva. Podem ser aplicados sobre shopprimers, condicionadoress e seladoras. condicionadore

25 - 120

- Espessar a barreira anticorrosiva, tipo AE e/ou HB.

50 – 130

- Espessar a barreira com fins

30 – 50

de melhorna acabamento estético repintura ABRACO, Associação Brasileira de Corrosão Avenida Venezuela, 27 sala 414 - Rio de Janeiro – RJ [email protected]  – Tel 21-25161962 

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  Selador (tie-coat)

automotiva. - Pode ser aplicado como 1ª demão sobre superfícies porosas como madeira e/ou concreto ou sobre primer de zinco.

10 - 20

 APARELHOS:  APAREL HOS:

3º

- Nivelar irregularidades tais como tapar buracos, massas, frestas, fendas, etc.

Massas Mastiques Vedantes

30 – 150

- Podem ser também aplicados sobre o primer, porém não sobre o substrato como 1ª demão.

20 - 30

 ACAB AMENTOS: Esmalte (Finish)

- Demão estética colorida e protetora de todo o Sistema.

Verniz

- Acabamentos transparente quando se quer o substrato aparente.

4º

COMPLEMENTOS: Pastas ou ceras de Polir (Polish) 5º

30 – 150 20 - 30

- Restauradoras Restauradora s do brilho bril ho Aplicados em original do acabamento camada fina sendo aplicadas por fricção. de ± 0,5mm e removidos por fricção.

d) COMPAT COMPATIBIL IBILIDADE IDADE ENTRE TINTAS TINTAS Tabela 2 – Compatibilidade entre tintas

FUNDO / INTERMEDIÁRIA  Alq uíd uídic ica a 

Borr.

Epóxi   Epóxi

"Coal tar epóxi"  

Clorada   Clorada      O    T    N    E    M    A    B    A    C    A

 Alq uíd uídic ic a

C

C

C*

NR

Borracha Clorada

NR

C

C*

NR

 Acríli  Acr íli ca

NR

C**

C*

NR

Epóxi

NR

NR

C

NR

Poliuretano

NR

NR

C

NR

“ Coal tar epóxi” epóxi”

NR

NR

C

C

Legenda:

C*: com intervalo entre demãos

C: Compatível

adequado

NR: Não Recomendado

C**: Não é prática normal

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3. CONSTITUINTES DE UMA TINTA – COMPOSIÇÃO DAS TINTAS DA PINTURA DE MANUTENÇÃO

Neste curso, não temos o objetivo de transformar nossos alunos em químicos formuladores de tintas; no entanto, são necessários explicações para melhor compreensão do tema. Na composição de uma tinta, as diversas matérias-primas devem ser combinadas, de maneira a formar uma suspensão homogênea de minúsculas partículas sólidas (pigmento), dispersas em um líquido (veículo), em presença ou não de componentes em menores proporções chamados aditivos. Após a aplicação em fina camada sobre uma superfície, a tinta forma um filme que se solidifica por mecanismos de secagem ou cura, tornando-se uma película contínua e aderente a essa superfície. O veículo volátil (solvente) deve ter poder de solvência sobre o veículo não volátil (resina) e ser perfeitamente compatível com ele. A figura 3 abaixo é apenas esquemática, pois solvente e resina formam uma fase f ase única.

Figura 3  Composição das tintas

O veículo não volátil (resina) é o ligante ou aglomerante das partículas do pigmento. Fazem parte também do ligante as resinas contidas nos Agentes de Cura e/ou Endurecedores, chamados,, às vezes, mas erroneamente de Catalisadores, chamados Catalisadores, nas tintas t intas de dois componentes. componentes. O pigmento é o componente que confere cor, opacidade ou ação anticorrosiva às tintas. Não se deve confundir pigmento com corante, pois o primeiro é insolúvel e o segundo solúvel no veiculo. Com o uso de corantes obtêm-se vernizes coloridos (Figura 4). ABRACO, Associação Brasileira de Corrosão Avenida Venezuela, 27 sala 414 - Rio de Janeiro – RJ [email protected]  – Tel 21-25161962 

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Figura 4  Composição entre verniz e tinta

Algumas vezes o corante é utilizado em conjunto com pigmentos, para dar certa tonalidade às tintas, principalmente nas automobilísticas metálicas metálicas.. É possível separar pigmentos de uma tinta por centrifugação centrifugação ou filtração; filt ração; já os corantes não, em virtude destes serem solúveis no veiculo. O pigmento colorido deverá ter, também, opacidade suficiente para que o fino filme de tinta tenha poder de cobertura, isto é, impossibilite a visualização da cor da superfície onde está sendo aplicado. Os pigmentos anticorrosivos usados em tintas de fundo devem ter capacidade de inibir a corrosão de metais, Os aditivos não são essenciais, porém o seu uso melhora significativamente determinadas características das tintas. Cada componente das tintas será abordado a seguir. Tabela 3 – Componentes de uma tinta

Veiculo

Volátil (solvente) Não volátil (resina) (r esina)

Pigmento

Inerte (carga) Ativo

Colorido Metálico Anticorrosivo Outros

Aditivos

Secante Plastificante Antimofo Antisedimentante Nivelante Dispersante Antiespumante Outros ABRACO, Associação Brasileira de Corrosão Avenida Venezuela, 27 sala 414 - Rio de Janeiro – RJ [email protected]  – Tel 21-25161962 

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3.1. Veículos a) VEÍCULO VOLÁTIL (SOLVENTE) (SOLVENTE) O solvente é importante para a aplicação das tintas. Como exemplo, supõe-se uma tinta produzida apenas com resina r esina e pigmento:   A resina e o pigmento, pigmento, ambos em pó, são misturados. misturados. Desta Desta maneira, o produto não

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poderia ser aplicado pelos métodos convencionais por ser uma mistura de pós;   A resina é um liquido muito viscoso viscoso e misturada ao pigmento formaria uma pasta,



aplicável a obtenção da viscosidade adequada a aplicação das tintas. Chama-se convencionalmente de solvente, o veiculo volátil utilizado na fabricação da tinta, e de diluente. O diluente também é chamado de “thinner”, palavra inglesa que significa afinador, e se refere à diminuição da viscosidade. viscosidade. Normalmente, a tinta é fornecida f ornecida numa viscosidad viscosidadee adequada para aplicação a pincel e rolo. Para a aplicação a resolver, geralmente é necessária a adição do diluente. A baixa viscosidade facilita a sedimentação rápida dos pigmentos com formação de uma camada endurecida e compacta no fundo dos recipientes. Por isso, é conveniente que a tinta seja fornecida mais viscosa e diluída no momento da aplicação. Neste caso, o diluente deverá ser compatível com o solvente e com a resina utilizada na fabricação da tinta. Diversas propriedades das tintas são afetadas pela qualidade e quantidade de um determinado solvente, como brilho, tempo de secagem, etc. Os principais solventes utilizados em tintas são os seguintes:   Inorgânicos: água usada em tintas de emulsão (látex) e de silicato inorgânico (tinta de

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fundo anticorrosiva rica em zinco).   Orgânicos: Orgânicos: São São hidrocarbonetos. hidrocarbonetos. Dentre estes podemos destacar:



a. alifáticos – nafta: com curva curva de destilação destilação entre 120 e 140o C; b. aguarrás mineral: com curva curva de destilação destilação entre 150 150 e 200o 200o C; c. aromáticos aromáti cos – toluol: com curva de destilação destilaçã o entre 107 e 112o C; d. xilol: com curv curvaa de destilação entre 135 e 140o 140o C. C.   Terpênicos: Terpênicos: São eles:



a. aguarrás vegetal (essência de terebintina); b. esteres :acetato de etila, etila, acetato de butila, butila, de isopropila, isopropila, acetato de etilglicol etilglicol (acetato de “cellosolve”) “cellosolve”) etc; c. álcoois: álcool álcool etílico, álcool butilico, butilico, álcool álcool isopropilico, etc; d. cetonas: acetona, metil-etil-cetona, metil-isobutil-cetona, metil-isobutil-cetona, ciclo-hexanona, ciclo-hexanona, etc; ABRACO, Associação Brasileira de Corrosão Avenida Venezuela, 27 sala 414 - Rio de Janeiro – RJ [email protected]  – Tel 21-25161962 

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e. glicois-eteres: glicois-eteres: etilglicol etilglicol (“cellosolve”), (“cellosolve”), etildiglicol etildiglicol (carbitol), etc. Geralmente, em uma tinta é usada uma composição de vários solventes. Esses solventes são utilizados de maneira que os mais voláteis (ou mais leves) deixem a película de tinta rapidamente após a aplicação, e não permitam que a tinta escorra em superfícies verticais. Os solventes mais pesados permanecem por um tempo mais longo na película, possibilitando o nivelamento de marcas de pincel ou desaparecimento de bolhas e crateras formadas durante a aplicação. O diluente da laca nitrocelulose é geralmente composto por álcool butilizo ou isopropílico, acetatos de etila e butila, acetuna, xilol e outros. O benzol (benzeno) tem uso proibido em tintas, por seu elevado grau de toxidez, provocando leucemia. Não deve ser confundido com benzina, uma mistura de naftas leves, geralmente alifáticas. Os solventes clorados, como tricloroetileno, também são proibidos em tintas por serem tóxicos. A seleção dos solventes, que compõem a mistura, deverá ser criteriosa, caso contrário, poderão ocorrer defeitos na pintura. Por exemplo, uma mistura de dois solventes: solventes: Solvente A: leve (pon (pon to de ebulição mais baixo) Solvente B: pesado (ponto d e ebuli ebuli ção mais alto) A resina a ser utilizada é solúvel no solvente A e insolúvel no solvente B. O solvente A evaporará mais rapidamente e deixará na película somente o solvente B, que não tem poder de solvência sobre a resina e, por isso, precipitará e formará coágulos ocasionando defeitos na pintura. O formulador deverá, portanto, conhecer as faixas de destilação dos solventes que irá utilizar na tinta e seu poder de solvência. Solventes muitos leves ocasionam defeitos como “casca de laranja” e solventes pesados escorrimentos de tintas e aumentam o tempo de secagem das mesmas. b) VEÍCULO NÃO-VOLÁTIL (RESINA) Para avaliar a função e a importância deste componente, é necessário imaginar uma tinta sem resina. A aplicação seria feita normalmente porém, com a evaporação evaporação do solvente, as partículas dos pigmentos ficariam soltas sobre a superfície e seriam removidas facilmente, como se fossem pó de giz (Figura 5).

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Figura 5 Tinta sem resina

Pode-se verificar como a resina é importante na tinta, pois ela tem a ffunção unção de envolver envolver as partículas de pigmento e mantê-las unidas entre si e ao substrato (substrato é a base da pintura que pode ser aço, madeira, vidro, concreto, alumínio, etc.). A resina proporciona impermeabilidade, continuidade e flexibilidade à tinta, além da aderência entre esta e o substrato (Figura 6).

Figura 6 Película de tinta seca (resina + pigmento)

3.2. Pigmento Os pigmentos são pequenas partículas de, em média, 5 µm de diâmetro. Em suspensão na tinta liquida (veículo), são aglomeradas pela resina após a secagem, formando uma camada uniforme sobre o substrato. Os pigmentos podem ser classificados em inertes e ativos. a) PIGMENTOS INERTES Os pigmentos inertes têm baixo poder de cobertura e praticamente não interferem nas tonalidades das tintas por não possuírem cor. O emprego de pigmentos inertes se faz por duas razões: a primeira é técnica. Nas composições de alta pigmentação (como as massas, as tintas de alta espessura HB – “high build” e as tintas foscas), f oscas), o pigmento inerte entra melhorando as características das tintas, sem interferir de modo significativo na cor. A segunda é por questão de economia, ou seja, ele é ABRACO, Associação Brasileira de Corrosão 16 Avenida Venezuela, 27 sala 414 - Rio de Janeiro – RJ [email protected]  – Tel 21-25161962 

 

 

usado como enchimento, substituindo parcialmente o pigmento ativo. O custo da tinta poderá, assim, ser diminuído sem perda da qualidade. Podem-se citar como pigmentos inertes os seguintes: carbonetos, silicatos, sílicas, sulfatos, etc.

b) PIGMENTOS ATIVOS Estes pigmentos recebem esta designação por terem uma função bem definida dentro da tinta. Assim, têm-se os pigmentos coloridos, anticorrosivos, especiais, etc. B.1. PIGMENTOS PIGMENTOS COLORIDO COL ORIDOS S Os pigmentos coloridos devem, além de conferir cor, ter poder de cobertura, isto é, opacidade suficiente, para que as tintas, quando aplicadas em finas camadas, não permitem que se possa ver a cor do fundo sobre o qual foram aplicadas. Não devem ser confundidos com corantes, que são solúveis no veículo, apenas dão cor a um verniz e não tem poder de cobertura. As cores básicas dos pigmentos serão apresentadas a seguir, com distinção, quando possível, entre pigmentos orgânicos e inorgânicos. A partir das cores básicas obtêm-se, por mistura, outras cores e outras tonalidades. tonalidades. Ex.: amarelo + azul = verde Branco: O mais empregado e melhor é o dióxido de titânio. Também são usados o óxido de zinco e o litoponio Tabela 4 – Pigmentos coloridos utilizados nas tintas

COR Amarelo

Inorgânicos:

PIGMENTO Orgânicos:

Os mais são: usados nas diversas -- Amarelo tonalidades Amarelo Hansa Benzidina - Amarelo de cromo (cromato de chumbo); - Ocre (oxido de ferro hidratado); - Amarelo de cádmio (sulfeto de cádmio); - Amarelo de zinco (cromato de zinco); - Cromato básico de zinco ou tetroxicromato de zinco Laranja

Vermelho

Inorgânicos: Orgânicos: - Cromato básico de chumbo c humbo - Laranja benzidina; - Laranja molibdênio (cromato, sulfato e - Laranja dinitroanilina. molibidato de chumbo) Inorgânicos: - Óxido de ferro; -Orgânicos: Vermelho toluidina; ABRACO, Associação Brasileira de Corrosão Avenida Venezuela, 27 sala 414 - Rio de Janeiro – RJ [email protected]  – Tel 21-25161962 

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- Vermelho de molibdênio (molibidato de chumbo); - Vermelho de cádmio (seleneto de cádmio).

Azul

 

- Vermelho “para-red” (para ( para nitro-anilina + B naftol); - Vermelho naftol; - Vermelho pirazolona; - Vermelho quinacridona. Inorgânicos: Orgânicos: - Azul da Prússia Prússia (ferrocianeto férrico); - Azul de ftalocianina; - Azul ultramarino (complexo alumínio - Azul molibidato. silicato);

Verde

Inorgânicos: Orgânicos: - Verde de cromo (azul da Prússia + - Verde de ftalocianina (azul de amarelo de cromo); ftalocianina clorado); - Óxido de cromo verde. - Verde molibidato.

Preto

Inorgânico: - Óxido de ferro.

Orgânicos: - Negro de fumo f umo (carbon-black); - Grafite (tonalidade cinza).

O negro de fumo é obtido da queima incompleta de hidrocarbonetos (fuligem). É o pigmento mais leve e de maior poder de cobertura. É resistente a ácidos, álcalis e à luz. B.2. PIGMENTOS PIGMENTOS METÁL ICOS    Alu mín mínio io::



O alumínio é fornecido em duas formas: “leafing” e “non-leafing”.

O leafing é

apresentado na forma de partículas lamelares semelhantes a microfolhas (leaf) que flutuam paralelamente à superfície da tinta. Esta disposição das pequenas lâminas aparenta, na película seca da tinta, uma camada metálica continua. O pigmento “non-leafing” se distribui de maneira aleatória na tinta. É usado nas tintas automobilísticas de “cores metálicas”, juntamente com pigmento e verniz coloridos. coloridos.   Zinco Zinco::



O pigmento de zinco em pó é utilizado em tintas de fundo anticorrosivas. Sua tonalidade é cinza-claro. Fornece também proteção catódica ao aço.   Bronze:



Os bronzes são ligas de zinco e cobre e apresentam aspecto dourado. Variando os teores de cobre e zinco na liga obtém-se pigmento com tonalidades diferentes, desde douradoesverdeado até dourado-avermelhado. dourado-avermelhado.

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  B.3. PIGMENTOS ANTICORROSIVOS:

Estes pigmentos têm características inibidoras de corrosão, isto é, minimizam os efeitos corrosivos do meio ambiente sobre superfícies metálicas. Os pigmentos mais importantes são os que vêm a seguir.   Óxido de Chumb o – Zarcão: Zarcão:



O zarcão é constituído de cerca de 90 a 97% de Pb 3O4 (mínio) e o restante de PbO (litargírio). É um pigmento de cor laranja e não deve ser confundido com óxido óxido de ferro (Fe2O3), marrom-avermelhado, marrom-avermelhad o, que não tem nenhuma ação anticorrosiva. anticorrosiva.   Cromato de Zinco – Amarelo de Zinco: Zinco :



É um cromato, misto de zinco e potássio de coloração amarelo-clara.   Cromato Básico de Zinco - Tetroxic Tetroxic romato d e Zinco Zinco :



É menos solúvel que o cromato de zinco e sua coloração também é amarelo-clara.   Cromato de Estrôncio: Estrôncio :



É um pigmento amarelo-claro, menos solúvel que o cromato de zinco. É pouco utilizado no Brasil devido ao seu alto custo. Em algumas aplicações, como na tinta de fundo para aeronaves, foi substituído pelo cromato de zinco.   Cromato de Chumbo: Chumbo :



É um pigmento laranja ou amarelo, que muitas vezes é confundido com o zarcão, porém tem ação anticorrosiva muito menos efetiva.   Silicato Básico de Chumbo: Chumbo :



Também é um pigmento laranja que tem baixo poder de inibição da corrosão.   Fosfato de Zinco: Zinco :



É um pigmento branco e atualmente vem sendo utilizado na Europa e nos EUA em substituição ao zarcão, que é proibido por ser tóxico. No Brasil, ele foi introduzido pela ALCOA (16 % de fosfato de zinco no pigmento). Esta sendo desenvolvidas e testadas tintas à base deste pigmento para futura aplicação como tinta de fundo. Alguns autores são de opinião que para a tinta dar bons resultados, o teor de pigmento em volume (PVC) deve ser de 33 a 35 %, sendo que deste, 55 % deva ser fosfato de zinco.

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  Plumbato de Cálcio: Cálcio :



É um pigmento branco com boa ação anticorrosiva, mais não utilizado no Brasil.   Zinco em pó: pó :



É utilizado nas chamadas tintas “ricas em zinco” que são tintas de fundo f undo anticorrosivas. anticorrosivas. As pinturas com tintas ricas em zinco são referidas como “galvaniza “galvanização ção a frio”. f rio”. B.4. OUTROS PIGMENTOS:   Perolados Perolados;;



Pigmentos que deixam deixam a tinta ao aspecto acetinado de pérolas. Podem ser carbon carbonatos atos de chumbo ou de bismuto. O efeito é obtido quando a luz incidente é parte refletida e parte refratada pelo arranjo estrutural de diversas camadas do pigmento.   Fluorescentes Fluorescentes::



Estes pigmentos emitem radiação luminosa no aspecto visível, enquanto estão sob a ação de uma radiação ultravioleta.

. Fosforescente Fosforescente:: Estes pigmentos emitem radiações luminosas durante um determinado período, após ter cessada a fonte excitadora (luz incidente). São geralmente constituídos por sulfetos de zinco, de cálcio, estrôncio, etc.   Radioativos ou luminescentes: luminescentes :



São pigmentos constituídos por sais de radio, tório e outros radioativos, radioativos, misturados aos pigmentos fluorescentes ou fosforescentes. Não necessitam de fonte excitadora externa, como luz, pois esta é exercida pelos pigmentos radioativos. Desta forma, a luminescência é permanente.    Ant iinc ii ncru ru stantes st antes (“ Anti An ti-Fou -Fouliling ng”” )



São pigmentos utilizados em tintas que por serem venenosas não permitem que organismos marinhos como cracas, mariscos, corais, ostras e algas venham aderir aos cascos das embarcações, causando problemas de aumento de peso e atrito com conseqüente diminuição da velocidade e maior consumo de combustíveis. Estes pigmentos são compostos de mercúrio ou de cobre como, por exemplo, e xemplo, o óxido cuproso. Sua ação se baseia na lixiviação dos compostos venenosos pela água do mar, formando uma camada junto ao casco, que impede a aderência dos organismos vivos. A tinta vai perdendo a eficiência com o tempo e é ABRACO, Associação Brasileira de Corrosão 20 Avenida Venezuela, 27 sala 414 - Rio de Janeiro – RJ [email protected]  – Tel 21-25161962 

 

 

necessário a repintura periódica, que é executada em um dique seco, onde os cascos são raspados, limpos e finalmente pintados com um esquema anticorrosivo, utilizando como acabamento a tinta anti incrustante. c) INFLUÊNCIA DO TEOR DE PIGMENTO O teor de pigmento pode interferir em diversas propriedades das tintas. Tintas com baixo teor de pigmento são mais brilhantes, mais impermeáveis, mais flexíveis e menos porosas. Por outro lado, as tintas com alto teor de pigmento são mais foscas e mais permeáveis. O teor de pigmento em volume, é referido pelos fabricantes de tintas como sendo o PVC, ou seja: “ Pigment Volume Content”. Na figura 7, pode-se verificar a influência do PVC no brilho das tintas. No primeiro caso, a tinta de baixo PVC reflete praticamente todo o feixe de luz incidente, por isso superfície aparenta o brilho da fonte de luz. No segundo caso, a tinta de alto PVC apresenta inúmeras partículas dos pigmentos sobressaindo na superfície, o que faz com que o feixe de luz incidente seja refletido em várias direções, e o brilho da fonte de luz chegue fraco à vista do observador.

Figura 7 Influência do teor de pigmento

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Quando se trata de tintas de fundo anticorrosivas, o teor de pigmento deve ser alto, para que os pigmentos inibidores de corrosão tenham sua ação mais edificante. É o caso das tintas “ricas” em zinco. As tintas de acabamento devem ser formuladas com “PVC’ próximo ao “CPVC” – teor crítico de pigmento em volume, ou seja, “Critical Pigment Pigment Volume Content”. Na figura 8, pode-se verificar a influência do teor de pigmento nas seguintes propriedadess das tintas: brilho, permeabilidade, tendência à formação de bolhas e de ferrugem. propriedade Na figura pode-se observar, por exemplo, que quanto maior m aior o teor de pigmento mais permeável é a tinta e maior é a tendência à formação f ormação de ferrugem no aço, sobre o qual a tinta foi aplicada.

Figura 8 Gráfico da influencia do teor de pigmento

3.3. Aditivos Uma tinta pode ser produzida sem aditivos, porém, fazendo uma comparação com a culinária, os aditivos seriam os temperos. Os pratos podem ser preparados sem temperos porém com eles ficam mais saborosos. Os aditivos melhoram certas propriedades das tintas, e o seu uso deve ser criterioso, pois a adição incorreta ou em teores t eores exagerados exagerados pode trazer problemas às tintas. Os principais aditivos para tintas são os que vêm a seguir.

   Ant in inata ata::



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Evitam a formação de uma pele ou nata na superfície, quando a tinta ainda se encontra na embalagem. Esta formação é mais comum em tintas que secam por oxidação, como as à óleo e as alquídicas. Estes aditivos, chamados de antioxidantes, são constituídos principalmente, por cetoximas e alguns fenóis substituídos. Devem ser voláteis, abandonando a tinta durante a secagem, para não interferir na cura da mesma.   Secante Secante::



Atuam como catalisador de secagem nas películas de tintas que secam por oxidação. São naftenatos ou octoatos de cobalto, manganês, chumbo, cálcio, ferro, zinco, etc. Os secantes, à base de chumbo, atuam no interior da película, os de cobalto, na superfície e os zincos, mantêm a película permeável ao oxigênio e com isso facilitam a ação dos de chumbo.   Plastificante Plastificante::



São geralmente óleos vegetais não secativos, produtos químicos de alto ponto de ebulição e polímeros resinosos, que atuam como lubrificantes entre as moléculas de polímeros rígidos, possibilitando que estes passem a ter melhor flexibilidade. Os principais óleos vegetais não secativos são: óleo de soja, coco e mamona. Os produtos químicos de alto alt o ponto de ebulição são: ftalatos (dibutil, dioctil, difenil, etc), sebacatos (dibutil, etc) e fosfatos (tricesil, trifenil, etc). Os polímeros resinosos são produtos não secativos de baixo peso molecular. Ex: resinas alquídicas formuladas à base de ácidos polibásicos esterificados com álcoois polihídricos, como glicerina e etileno glicol. Com o tempo, alguns plastificantes podem migrar para a superfície da película, por ação de calor, absorção de umidade ou outros mecanismos, tornando a mesma dura e quebradiça. Por isso, é importante a escolha de plastificantes mais estáveis, para se garantir uma película flexível, com longa vida útil. Não devem ser adicionados indiscriminadamente, pois interferem na dureza, no tempo de secagem e na resistência à umidade de uma tinta.    Ant imof im ofo o:



Estes aditivos são adicionados, principalmente, principalmente, em ttintas intas à base de água para evitarem e vitarem a putrefação, enquanto se encontram na embalagem, e o bolor quanto já encontram aplicados em ambientes úmidos. O óxido de zinco tem ação antimofo, porém limitada. Geralmente, são usados sais organomercuriais, fenóis substituídos e seus alcalinos. O uso destes aditivos deve ser criterioso, pois são venenosas à saúde humana.

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   Ant i-sedi i-s edimen mentant tant e:

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É um composto que atua sobre as partículas dos pigmentos produzindo um gel coloidal que diminui a tendência à sedimentação, e caso esta ocorra, impedem a formação de um sedimento duro e compacto. Os anti-sedimentantes agem como lubrificante entre as partículas dos pigmentos e tornam fácil a redispersão, mesmo que a tinta fique armazenada por muito tempo. Os estearatos de alumínio servem para esta finalidade. O uso indiscriminado pode causar problemas na dureza e secagem das películas.   Nivelante Nivelante::



São produtos tensoativos que interferem na tensão superficial das tintas, m melhoran elhorando do o espalhamento espalhamen to e provocando pro vocando o desaparecimento das marcas deixadas pelas cerdas dos pincéis e bolhas de ar, enquanto a tinta ainda está líquida.   Dispersante



Estes aditivos são produtos tensoativos, que facilitam tanto a fabricação da tinta como a aplicação. Na fabricação, auxilia a dispersão dos pigmentos, pois melhora a molhabilidade (umedecimento) das partículas, facilitando a dispersão de aglomerados, distribuindo-as uniformemente no meio, tornando a suspensão mais homogênea. Na aplicação, diminui a tensão superficial da tinta, melhorando m elhorando sua aderência ao substrato.    Ant iesp umant um ante e:



Ao contrário dos tensoativos, estes aditivos aumentam a tensão superfi superficial, cial, diminuindo a formação de espuma na fabricação e na aplicação das tintas. A espuma é causada pelas bolhas de ar introduzidas durante a agitação das tintas. Os produtos mais utilizados são à base de silicones. O excesso deste aditivo poderá causar problemas na aplicação. A tinta não ficará uniformemente distribuída e aparecerão manchas na superfície. Este defeito, poderá ser aproveitado como efeito, desde que bem utilizado, obtendo-se as chamadas “tintas marteladas”.    Agen te tix t ixot otró rópi pico co :



Este aditivo é utilizado em tintas de alta espessura (HB – High build). O efeito da tixotropia (diminuição da viscosidade com a agitação e retorno à viscosidade original após cessar a agitação) é importante para a aplicação das tintas em superfícies verticais, pois, após a aplicação, a tinta readquire a viscosidade original, não permitindo escorrimento ou descaimento. Os produtos utilizados são: carboxi-metil-celulose, carboxi-metil-celulose, etil-celulose, etil-celulose, bentonita, etc. O uso dos aditivos à base ba se de celulose pode tornar a tinta mais susceptível à umidade e ao ataque de fungos. ABRACO, Associação Brasileira de Corrosão 24 Avenida Venezuela, 27 sala 414 - Rio de Janeiro – RJ [email protected]  – Tel 21-25161962 

 

 

 

4. MECANISMOS DE PROTEÇÃO ANTICORROSIVA ANTICORROSIVA DAS D AS TINTAS

Entende-se como mecanismo de proteção anticorrosiva das tintas ou sistemas de pintura, a forma pela qual estes são capazes de proteger o substrato em geral contra à corrosão. O mecanismo atuante num determinado sistema de pintura depende essencialmente do tipo da tinta de fundo ou primário (“primer”), ou seja, aquela que está em contato direto com a superfície metálica. Em relação a tinta de fundo, três fatores são importante para definir o mecanismo de proteção anticorrosiva anticorrosiva..   Tipo de veículo fixo; 

  Tipo de pigmentos;



  Interação química pigmento-veículo pigmento-veículo fixo.



Tomando-se Tomando -se como base estes fatores, f atores, existem três mecanismos básicos pelos quais as tintas podem proteger os substratos ferrosos contra a corrosão: proteção por barreira, passivação passiva ção anódica e proteção catódica.

4.1. 4.1. Proteção por Barreira ou Resistênci Resis tência a à Migração Iônica Iônic a Neste tipo de proteção o sistema de pintura possuindo espessura, impermeabilidade e tintas adequadas isolam o substrato metálico a ser protegido do meio corrosivo, conforme ilustrado na Figura 9.

Figura 9 Mecanismo de proteção anticorrosiva por barreira

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No mecanismo de proteção anticorrosiva por barreira as tintas de fundo não contêm pigmentos capazes de funcionar como inibidores de corrosão. Portanto, é importante saber que neste tipo de mecanismo a eficácia ou desempenho da proteção anticorrosiva, conferido por um sistema de pintura, é função da:   Espessura Espessura do sistema de pintura;   Compatibilidade Compatibilidade e resistência das tintas ao meio corrosivo;





  Impermeabilidade Impermeabilidade do sistema de pintura aos agentes corrosivos.



Cabe ressaltar ainda que, para este tipo de proteção quanto mais impermeável for o sistema de pintura à penetração de umidade e dos íons agressivos, tais como cloretos (Cl-) e sulfatos (SO4-2) melhor será o seu desempenho anticorrosivo. anticorrosivo.

4.2. 4.2. Proteção por Passi Passivação vação Anódi Anódica ca Este tipo de proteção envolve a utilização de tintas contendo pigmentos com características básicas ou com uma determinada solubilidade capaz de, na presença de água e oxigênio, fornecer substâncias com propriedades inibidoras de corrosão. Neste caso, ocorre a formação de uma camada passiva de óxidos de ferro, os quais são estáveis, aderentes e pouco permeáveis, impedindo assim a passagem do metal para a forma iônica. A Figura 10 mostra de forma esquemática esquemática este tipo de proteção anticorrosiva. anticorrosiva.

Figura 10 Princípio de funcionando do mecanismo de passivação anódica

Os pigmentos mais comuns que atuam pelo mecanismo de passivação anódica são: o zarcão (Pb3O4  ou 2PbO2), cromato de zinco (4ZnO.K2O.CrO3.3H2O) e fosfato de zinco

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(Zn3(PO4)2.2H2O). Os mecanismos pelos quais estes pigmentos atuam no processo de passivação passiva ção anódica serão descritos a seguir: a) CROMATO DE ZINCO

Em realidade o cromato de zinco utilizado nas tintas anticorrosivas como inibidor de corrosão é um cromato misto de zinco e potássio, que por sua vez possui uma solubilidade em água de 1,1g de CrO3/L. A passivação anódica conferida pelo cromato de zinco é atribuída a sua relativa solubilidade, que conduz a liberação do íon cromato (CrO4-2), o qual é um excelente inibidor anódico de corrosão c orrosão.. O filme da camada passiva, neste caso, é constituído por uma mistura de Fe 2O3  e Cr 2O3. O mecanismo proposto proposto por alguns pesquisadores para esta reação é o seguinte: 2 Fe + 2 CrO4-2 + 2 H2O → Fe2O3 + Cr 2O3 + 4 OH-  b) FOSFATO FOSFA TO DE ZINCO [ Zn3(PO4)2 . xH 2O ; x = 2 a 4 ] O fosfato de zinco é um pigmento relativamente novo e o seu mecanismo de proteção anticorrosiva ainda não está perfeitamente estabelecido. Entretanto, alguns conceitos teóricos tem sido divulgados a respeito dos mecanismos de proteção anticorrosiva mais prováveis do fosfato de zinco. Alguns autores citam que o principio básico de atuação deste pigmento é o mesmo atribuído ao zarcão, ou seja, na presença de óleo de linhaça ou outros óleos vegetais há formação de sabões metálicos de zinco, os quais na presença de água e oxigênio sofrem cisão dando origem a uma gama de produtos inibidores de corrosão. Um outro principio de atuação atribuído a este pigmento por outros autores é que na presença de umidade ocorre a hidrólise do fosfato de zinco liberando ácido fosfórico, o qual forma uma camada de fosfato de ferro nas áreas anódicas capaz de melhorar substancialmente substancialmen te a proteção anticorrosiva. anticorrosiva.

4.3. 4.3. Proteção Catódica Catód ica Neste tipo de proteção anticorrosiva utilizam-se tintas contendo pigmentos metálicos, anódicos em relação ao ferro, em suas composições e em concentrações elevadas no filme seco, de modo a permitir um perfeito contato elétrico com a superfície ferrosa. Atualmente o único pigmento utilizado neste tipo de proteção é o zinco metálico em pó. As tintas fabricadas com elevado teor deste pigmento são conhecidas como tintas ricas em zinco. ABRACO, Associação Brasileira de Corrosão Avenida Venezuela, 27 sala 414 - Rio de Janeiro – RJ [email protected]  – Tel 21-25161962 

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O mecanismo de atuação do zinco baseia-se no fato deste metal ser, na maioria dos eletrólitos, anódico em relação ao ferro. Portanto, quando ambos estiverem ligados eletricamente, na presença de um eletrólito, o zinco se corroerá enquanto que o ferro ficará protegido. Uma das grandes vantagens da utilização de tintas ricas em zinco é que, no caso de haver uma falha no revestimento de zinco, o ferro estará protegido se tivermos a presença de um eletrólito. A figura 11 mostra esquematicamente a atuação eletroquímica do zinco no mecanismo de proteção catódica conferido pelas tintas ricas em zinco.

Figura 11 Princípio básico de atuação eletroquímica do zinco no mecanismo de proteção catódica (Tinta rica em zinco com falha no revestimento e célula eletroquímica equivalente para ilustrar o mecanismo de proteção)

Figura 12 Ilustração esquemátic esquemáticaa da secagem e formação da película pelo mecanismo de coalesc coalescência ência

5. PROPRIEDADE FUNDAMENTAL DA PELÍCULA Neste capítulo trataremos dos fundamentos da adesão e coesão. Como conseqüência, teremos que falar sobre tratamento de superfícies, falhas falhas,, etc. ABRACO, Associação Brasileira de Corrosão Avenida Venezuela, 27 sala 414 - Rio de Janeiro – RJ [email protected]  – Tel 21-25161962 

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Adesão é a chave determinante da performance dos revestimentos protetivos sobre superfícies metálicas. Não havendo adesão, o revestimento é meramente um filme sobre uma superfície, como um lençol de plástico sobre uma placa. Já com uma adesão adequada, um revestimento pode tomar muito das características físicas do substrato o que, quando adicionado às suas próprias boas propriedades, faz uma superfície produtiva permanente. As removíveis são de uma família completamente diferente. Neste caso, adesão não é desejada porque o revestimento é designado para uma proteção temporária, usualmente para prevenir danos mecânicos em trânsito desde o ponto de aplicação até o ponto de utilização. Sem adesão, uma pintura é temporária – ela temporariamente apenas evitará que a água contate à superfície, ou resistirá aos agentes químicos danosos ou a uma atmosfera marítima ou evitará mudanças mecânicas. Uma das duas chaves para obter uma boa adesão é a preparação da superfície. A outra chave é a atração entre o revestimento e o substrato. Sem estas duas propriedades, a tinta é como uma lona sobre um barco sem cordas para fifixá-las xá-las – ela voará ao sabor da brisa. Existem três tipos fundamentais f undamentais de ligações adesivas: adesivas:   Ligações Químicas;

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  Ligações Polares;   Ligações Mecânicas.

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Normalmente, dois tipos destas ligações adesivas dependem tanto do substrato como da pintura. O substrato substrato pode fornecer f ornecer tanto adesão mecânica como pontos onde a pintura pode se ligar quimicamente ou por atração polar. A constituição da tinta fornece as condições químicas que atraem a superfície sob a mesma.

5.1. 5.1. Ligações Químicas Indubitavelmente esta é a mais efetiva. Ocorre quando a tinta e a superfície reagem entre si formando uma verdadeira ligação química. Sob tais condições, a adesão da pintura é excelente. Uma das ligações químicas mais comuns é aquela do revestimento inorgânico de zinco de aço. Neste caso existe uma ligação do oxigênio da matriz do silicato do revestimento inorgânica a um átono de ferro na superfície metálica. A figura 13 mostra esta reação como sendo uma ligação química primária.

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Figura 13 Adesão química

Esta ligação química também é chamada “ligação de valência primária”, e é possível que as moléculas epóxi de um revestimento epoxídico possam estar ligadas à superfície metálica através de grupos hidróxidos do metal, por reação de condensação. Tal possível reação é mostrada na figura 14.

Figura 14 Adesão química por reação de c ondensação

Outro exemplo desse tipo de ligação é o caso de “Wash-Primer”. Segundo sunderland este tipo de tinta em cuja posição encontramos polivinil butriral, cromato básico de zinco, ácido fosfórico e álcool etílico, formam um quelato com o substrato quando aplicado em espessuras adequadas Lamentavelmente adesão química não é o tipo mais comum de ligação usualmente encontrado em pinturas. Se todas as tintas apresentassem adesão química não teríamos o infortúnio e os quebra-cabeças de perda de aderência de esquemas. Por outro lado, os ABRACO, Associação Brasileira de Corrosão 30 Avenida Venezuela, 27 sala 414 - Rio de Janeiro – RJ [email protected]  – Tel 21-25161962 

 

 

mistérios que envolvem a fenomenologia de tinta e esquema não teriam o prazer tão grande que apresenta a pesquisa do conhecer mais. A adesão de muitos revestimentos é por ligação polar ou valência secundária. Esse tipo de ligação é muito mais comum c omum que as reações químicas descritas.

5.2. 5.2. Ligações Polares Ligação polar é uma atração de grupos polares nas moléculas da resina e grupos polares nos substratos. Um bom exemplo disso foi mostrado durante o desenvolvimento das resinas vinílicas. As resinas, cloreto de vinila-acetato de vinila possuíam adesão às superfícies metálicas, mas quando aplicadas como um filme elas eram essencialmente pinturas removíveis. Porém, quando uma pequena quantidade de ácido maleico saturado foi polimerizado dentro da molécula, os grupamentos ácidos fortemente polares formados criaram uma excelente adesão das superfícies polímero / metais (e outras). A excelência da aderência do epóxi pode ter sua origem nos grupos hidroxila e outros que estão incorporados na sua molécula. Aminas, amidas e uretanos possuem grupos polares. Desaforadamente, Desaforadame nte, ligações polares somente são possíveis quando o rrevestimento evestimento orgânico e a superfície metálica estão suficientemente perto um do outro para as ligações serem estabelecidas. Encontramos isto muito bem relatado no “Corrosion and Preparation of Mettallic Surfaces for Painting”. (Veremos o quão importante é a limpeza do substrato para que a adesão venha a existir). A adesão é apenas possível quando os dois grupos de atração se aproximam a uma mínima distância para que o fenômeno aconteça. Por exemplo, a força de uma atração de valência secundária aumenta a uma relação proporcional à sexta potência da distância intermolecular, mas não se tornará efetiva até que esta distância seja menor do que 5A°. Observamos, portanto, a importância de superfícies limpas, bem preparadas, na obtenção de uma boa aderência. Grãos de sujeira, poeiras, ou até mesmo películas no monomoculares de óleo são consideravelmente de uma espessura bem maior do que 5A° e efetivamente vão anular toda aderência (vemos a importância da não contaminação do substrato). Todo um trabalho pode ser posto fora por um simples engorduramento de manuseio. Sendo algumas vezes difícil diagnosticar o porquê, depois que o esquema ou tinta apresentou falta de aderência.

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Figura 15 Valência polar ou secundária

A figura 15 é um diagrama de ligação de valência secundária de um revestimento hidroxilado aos grupos hidroxila hidroxila de uma superfície metálica por meio de ponte de hidrogênio. O conceito de ligação polar está também, relatado de uma maneira um pouco diferente no “HANDBOOK “HANDBOO K of surface Preparation”. “As forças adesivas e coesivas são uma combinação de forças mecânicas e químicas (ou moleculares); Forças mecânicas resultam do intertravamento das moléculas ou polímeros com as asperezas da superfície do substrato, partículas de pigmento ou carga, e com as próprias cadeias de polímero: as forças químicas ou moleculares incluem forças eletrostáticas, forças de Van Der Wall e forças iônicas. Estas estão relacionadas com os locais positivos e negativos que existem sobre todas as superfícies e em todas as moléculas. Suficientes alinhamentos de locais carregados contrariamente resultam em fortes forças coesivas e adesivas de atração. Tais forças operam na formação de filme de revestimento superficiais e afetam o balanço adesão-coesão”. adesão-coesão”.

5.3. Aderência Mecânica A adesão mecânica é aquela associada com a rugosidade superficial ou também chamada de padrão de ancoragem do substrato. A rugosidade superficial pode variar numa ampla gama de profundidade. O aspecto sumamente importante na rugosidade superficial é o ABRACO, Associação Brasileira de Corrosão Avenida Venezuela, 27 sala 414 - Rio de Janeiro – RJ [email protected]  – Tel 21-25161962 

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aumento na área real. Algumas vezes por termos uma tinta de fraca adesão somos obrigados a optar por um padrão de ancoragem maior. Por outro lado, revestimento de alta performance dos tipos normalmente disponíveis obtém aderência adequada com um padrão de ancoragem de 25 a 50 micrometros de profundidade. Tal rugosidade aumenta materialmente a área sobre a qual a pintura tem a oportunidade de aderir. Um fator adicional em rugosidade superficial é que o número de locais polares na superfície metálica aumenta a proporção direta da área superficial. Isto aumenta as forças atrativas para os grupos polares nas moléculas e dessa forma aumenta a adesão. Tintas que secam por simples evaporação de solvente sempre fazem a interação do sistema, independente do intervalo entre demãos. Múltiplas são as razões das falhas entre demãos de um esquema. Entre as principais estão:   Retenção de solvente;

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  Sujeiras entre demãos;



  Migração do plastificante; plastificante;



  Intervalo entre demãos equivocado; equivocado;

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  Esquemas mistos incompatíveis.

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5.4. 5.4. Impo Impo rtância rtânc ia da Preparação da Superfície Superfíc ie Como está bem entendido, preparação de superfície é extremamente importante na ligação do revestimento ao substrato. O objetivo principal da preparação da superfície é prover aderência máxima para uma pintura sobre uma superfície e a remoção de contaminantes que porventura possa causar danos à pintura ou seja:   A preparação preparação da superfície superfície remove qualquer contaminação do substrato, substrato, eliminando eliminando



óxido de metal, carepas, velhos revestimentos, poeira, sujeira e contaminações similares. Estes são materiais que separam os locais polares nas moléculas da pintura das áreas de ligação polar na superfície metálica. Como foi visto, a distância de um ao outro deve ser extremamente pequena para que a ligação polar se processe. A remoção dos materiais contaminantes permite acesso aos locais ativos no substrato de modo que a tinta primária tenha estreito contato com estes locais e, desta forma, desenvolver a máxima adesão polar.   A preparação preparação da superfície aumenta aumenta a área superficial superficial por incremento da da rugosidade rugosidade



superficial. O propósito disto é aumentar a quantidade da área superficial exposta por unidade de área real incrementando desta forma a aderência superficial efetiva. Removendo a contaminação e incrementando desta forma a aderência superficial efetiva. Removendo a contaminação e aumentando a área superficial, muitos locais ABRACO, Associação Brasileira de Corrosão 33 Avenida Venezuela, 27 sala 414 - Rio de Janeiro – RJ [email protected]  – Tel 21-25161962 

 

 

reativos adicionais na superfície superfície metálica são expostos. expostos. Fornecendo uma op oportunidade ortunidade aumentada para ligações químicas ou de valência secundária ocorrerem. Neste caso, a adesão mecânica da pintura é também melhorada, assim como o são as adesões químicas ou polares à mesma superfície. Como vimos, a quantidade de contaminação no substrato faz uma diferença substancial nas características adesivas da pintura de alta performance. Os primeiros sistemas de pintura a óleo, que eram aplicados à trincha e que eram veículos altamente penetrantes, de baixo peso molecular, eram capazes de acomodar muito mais contaminação na superfície do que os atuais de alta performance, pintura de alto peso molecular. Por causa de seu maior tamanho de molécula, existe muito menos oportunidade para materiais de alto peso molecular serem “trabalhados” dentro de alguma contaminação, mesmo por meios mecânicos, tais como trincha. Isto também enfatiza a necessidade de uma preparação de superfí superfície cie adequada. NACE e SSPC estabeleceram especificações para limpeza de superfície metálica e a efetividade deste sistema decresce com a quantidade de contaminação deixada na superfície. Em outras palavras, uma superfície jateada ao metal branco teria a melhor oportunidade para adesão, uma vez que, teria número de locais de ligação l igação dispon disponíveis íveis para a pintura. Jateamento ao metal quase branco fornece quase a mesma superfície, uma vez que, a quantidade de contaminação deixada em tal superfície é extremamente pequena pequena.. Jateamento comercial deixa alguma contaminação na superfície, e como tal, existe alguma porcentagem a menos de área para ligações ocorrerem. Jateamento ligeiro, o chamado “bruhs”, deixa uma quantidade substancial de contaminação na superfície, por esta razão, novamente reduziria substancialmente a possibilidade de adesão tanto química como polar. Por outro lado, a decapagem ácida fornece uma superfície metálica limpa que permite aos locais no aço liso estarem abertos para adesão química e polar. Porém, uma superfície decapada não é rugosa, por isso a área superficial será reduzida em se comparando a uma área jateada O tratamento mecânico da superfície deixa uma quantidade ainda maior de contaminação na superfície e por causa disso, menos oportunidades para ligações adequadas de materiais de alta performance. Como evidência da efetividade dos vários métodos de preparação de superfície citados, segundo C.G. Munger, trabalho realizado pela NACE T-6H15” é de grande importância. Segundo Munger, esta é a única série de teste conhecida por ele, a qual fornece dados experimentais que dão algumas evidências conclusivas da correlação da contaminação sobre uma superfície e seu efeito na vida de um sistema de pintura. Uma classificação geral de aderência de oito tipos de superfícies pintadas indicou que aquelas que foram jateadas ao metal branco eram os melhores, quase branco em segundo e  jateamento comercial em terceiro. Decapagem ácida não foi incluída nesta série, de modo que sua colocação não foi avaliada. Todos os outros métodos de tratamento de superfície foram substancialmente substancialmen te menos efetivos que os o s três primeiros. ABRACO, Associação Brasileira de Corrosão 34 Avenida Venezuela, 27 sala 414 - Rio de Janeiro – RJ [email protected]  – Tel 21-25161962 

 

 

Vários trabalhos foram executados para demonstrar que a performance de uma mesma tinta está intimamente ligada ao preparo de superfícies. Um dos trabalhos mostra a aplicação de um sistema vinílico sobre painéis jateados, enferrujados e com carepa de laminação. Eles foram expostos 9 (nove) anos em atmosfera marítima. Como previsto, o painel com adequado preparo apresentou pequena corrosão após 9 anos. O painel enferrujado e com a carepa mostraram substancial corrosão e desprendimento sob o filme. A importância da preparação de superfície é vital para uma proteção de alta performance duradoura. Que preparo de superfície é imprescindível para adesão não é uma idéia particularmente recente. J. C. Hudson do British Iron and Steel Pesearch Association fizeram uma série de estudos de preparação de superfície, os quais foram realizados anteriormente ao desenvolvimento das tintas de alta performance mais altamente resistente. Os resultados que Hudson indicaram os benefícios contidos por uma superfície limpa. Em um destes estudos usando duas demãos de zarcão e duas demãos de tinta óxido de ferro, a superfície jateada e pintada apresentou um resultado ao intemperismo cinco vezes maior do que ao mesmo esquema pintado em painéis escovados após sofrer intemperismo. Isto demonstra o velho preceito da indústria de tintas, que uma superfície adequadamente tratada incrementará a vida do esquema, seja baseado em tintas de família das alquídicas ou as das famílias nobres tais como vinílica, epoxídica, etc. a) COMENTÁRIO I Existem no mercado brasileiro e estrangeiro tintas para serem aplicadas em substratos que apresentam corrosão. Este anunciado milagre da tecnologia moderna, não resiste a um criterioso exame de performance, e todos os trabalhos que até o presente momento temos, a propaganda é maior do que a verdade científica. Existem tintas desenvolvidas para serem aplicadas sobre substratos não muito bem tratados. Estas tintas de uma tecnologia moderna que apresentam, em alguns casos, uma performance razoável mesmo não havendo tratamento adequado. Mas, estas mesmas tintas apresentarão uma performance muito melhor se aplicadas sobre superfícies que tiveram adequadoo tratamento. adequad Se alguma falha da pintura pode ser considerada “boa” a do tipo coesivo é preferível. Isto pode também ser levado a um ponto sem retorno, ou outras palavras, ao ponto onde a pintura teria pouca ou nenhuma força coesiva e seria por isso apenas um aglomerado macio na superfície. O ideal é ter-se uma pintura formulada f ormulada de tal forma que seja firme e durável. Porém, quando ocorrer falha, é preferível que ocorra dentro do revestimento deixando parte do mesmo na superfície, do que haver falhado na interface interf ace entre o substrato e a pintura. Este tipo de falha é demonstrado na figura 16.

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Figura 16 Falha coesiva

Existe um terceiro tipo de falha onde o substrato é flexível e não possui força coesiva, de modo que o substrato quebra quando a pintura é removida. Isto não é raro. Dois fenômenos são logo reconhecidos:   Revestimento epóxi epóxi sobre sobre concreto concreto tem causado, freqüentemente, falhas deste deste tipo.

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  Revestimentos Revestimentos sobre sobre fosfatização que, por por qualquer qualquer razão, não tenham tenham aderência ao

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aço. Claro, que nos casos citados acima, não há falha da adesão do revestimento. Por sorte, sobre superfícies de aço, defeitos deste tipo ti po nunca ocorrem. Um teste que demonstra estes três tipos de falhas é o “Microtest Adhesion Tester”, onde um cilindro de metal é preso à superfície do revestimento e então uma tração é aplicada ao “dollie” metálico até que a pintura seja puxada do substrato. Este teste é uma medida da adesão da pintura ao substrato. Porém, é normalmente reconhecido que a força da ligação indica por este teste:   A força de coesão coesão interna, quando quando o revestimento quebra no seu interior, deixando deixando

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alguma tinta em ambas as superfícies,   A resistência resistência do do substrato substrato onde onde ele pode quebrar sem romper romper a força adesiva adesiva

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  A força de desfolhamento desfolhamento da da pintura quando ela vem vem completamente completamente livre livre do substrato.

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Existem diversos tipos de adesão relacionados com falhas de pintura, porém, os três principais tipos são: “undersutting”, empolamento e delaminação entre demãos. Água é o principal material que causa este tipo de falhas. Tem-se como verdade por muitos anos que a umidade passará através de um revestimento orgânico a uma velocidade que está relacionada ABRACO, Associação Brasileira de Corrosão Avenida Venezuela, 27 sala 414 - Rio de Janeiro – RJ [email protected]  – Tel 21-25161962 

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a sua taxa de transferência de vapor d’água específica. Todas as pinturas possuem uma e aquelas com a menor taxa serão as últimas a terem dificuldades de adesão. Qual é o efeito da água na ligação adesiva? (É nosso ponto de vista que o real entendimento deste fenômeno, sabendo fazer a correlação com os outros fenômenos, leva ao profissional a um maior entendimento ao mundo da tecnologia dos revestimentos orgânicos). Com uma liligação gação química onde a pintura está realmente reagida com a superfície, existe pouco ou nenhum problema da água desprender a tinta. Por outro lado, onde a força de valência secundária é a principal adesão, água tende a penetrar à pintura. Se a ligação de valência é fraca, a água tenderá a quebrar a ligação mudando a relação polar à tinta e empolará. O mesmo tipo de reação ocorre quando há delaminação entre demãos. Neste caso, onde uma demão está ligada à outra, por razão de contaminação da superfície ou por insolubilidade superficial , a água penetra na interface entre as duas demãos e desprende qualquer ligação de valência secundária que pudesse haver. Isto leva a que as duas superfícies se separem. b) COMEN COMENTÁRIO TÁRIO II Imaginemos um esquema de quatro demãos de um sistema epoxídico. A aderência da primeira demão se concretiza pela fenomenologia antes descrita. A segunda demão em função de seu intervalo haverá uma total interação, ou seja, se a segunda demão penetrando nesta, e fazendo como se fosse uma única demão. Da mesma forma, a terceira demão sobre a segunda, e a quarta demão sobre a terceira. Desta forma, teremos uma total internação do sistema como se fosse uma só demão. (Lançamos mão da palavra “INTERNAÇÃO” por achar, que é a que melhor transmite o fenômeno). c) RESUMO Aderência é a chave para a performance de revestimento sobre superfície metálica. Preparação de superfície é a chave para aderência: Preparação da superfície fornece o método pelo qual uma superfície / metálica pode ser tratada para uma pintura. Quando tal superfície fornece acesso aos pontos reativos necessários para uma boa adesão, as pinturas de alta performance de hoje são efetivas, mesmo sob as condições mais corrosivas corrosivas..

5.5. 5.5. Outr Outras as Propriedades Prop riedades As abordagens conjuntas da impermeabilidade e da redução do movimento iônico ficam justificadas, pois são coadjuvantes, isto é, a impermeabilidade do filme impedirá tanto a movimentação iônica na própria tinta, intrínseca ao filme, bem como a tendência de ionização ABRACO, Associação Brasileira de Corrosão 37 Avenida Venezuela, 27 sala 414 - Rio de Janeiro – RJ [email protected]  – Tel 21-25161962 

 

 

do metal pela penetração do eletrólito e outros agentes corrosivos, enfim mantendo a integridade do estado metálico, sem oxidantes formados pelo processo de jateamento, pode ser visto que o número de locais l ocais polares é aumentado su substancialmente bstancialmente (figura 17). Se fizermos testes com diferentes tintas usando um painel jateado e outro não, em testes de água seja do mar ou da bica, os resultados obtidos com aço jateado terão uma adesão sumamente superior após o teste que aquelas que não o foram. f oram.

Figura 17 Esquema do filme com grupos polares aderidos ao metal

5.6.. Causas 5.6 Causas das Falhas Falh as Como uma generalização pode-se dizer que as tintas falham na relação direta na sua adesão à superfície. As propriedades físicas de um revestimento também influenciam sua tendência a aderir. Existem duas relações de forcas que possuem influência sobre isso: as forças adesivas e coesivas de uma pintura. A força adesiva Foi razoavelmente bem estudada. A força coesiva e a ligação dentro da pintura e em si que mantêm a tinta, juntam como uma entidade. Para a melhor adesão, a força adesiva do revestimento deve ser maior que a força suficiente no interior do filme, forte, pode ter força suficiente no interior do filme de modo de quebrará a ligação adesiva ao substrato e desfolhará da superfície. Por outro lado, se a força coesiva é menor que a força adesiva, então a pintura quebrará dentro dela mesmo, deixando parte da tinta na superfície e parte removida.

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Figura 18 Falha adesiva

6. PRINCIPAIS VEÍCULOS FORMAÇÃO FORMA ÇÃO DA PELÍC PEL ÍCULA ULA

FIXOS

E

MECANISMOS

DE

Como já foi descrito anteriormente, uma tinta líquida é formada pelos seguintes componentes: veículo fixo (aglutinante), pigmento, solvente (veículo volátil) e aditivo. As tintas em pó são totalmente isentas de solventes, enquanto que os vernizes são produtos isentos de pigmentos. Tanto os vernizes como as tintas em pó contêm os demais componentes das tintas líquidas, conforme mostrado esquematicamente na figura 19.

Figura 19 Principais componentes das tintas e vernizes

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Do ponto de vista funcional, todos estes componentes são importantes na composição das tintas, pois cada um deles possui funções específicas dentro das mesmas. A escolha adequada, bem como o balanço estequiométrico dos componentes, são fatores de grande importância para se obter tintas de boa qualidade. O veiculo fixo é o ligante ou aglomerante das partículas do pigmento, responsável pela formação da película e conseqüentemente pelas propriedades físico-químicas da mesma. Em realidade, o veículo fixo é uma resina de natureza orgânica ou inorgânica, de uma forma geral é quem define o tipo de mecanismo de secagem ou formação das películas e o nome da tinta. Em outras palavras, o nome da tinta corresponde ao tipo de resina presente na composição da mesma, o que é exemplificado na tabela 5. Tabela 2.5 Relação entre o tipo de veículo fixo da tinta e o seu nome

NOME DA TINTA

TIPO DE VE CULO FIXO

Tinta alquídica

Resina alquídica

Tinta acrílica

Resina acrílica

Abordaremos, a seguir, as propriedades técnicas das principais resinas de interesse geral para a fabricação f abricação de tintas, bem como os mecanismos de formação das películas. Entende-se como mecanismo de secagem ou formação f ormação das películas ao processo pelo qual uma tinta líquida, após a sua aplicação, se converte num filme sólido às propriedades desejadas. É importante ressaltar mais uma vez que o mecanismo de formação da película é definido pelo tipo de resina presente na tinta. Por esta razão, será apresentada a seguir a descrição das principais resinas, agrupadas em função do mecanismo de secagem.

6.1. Resinas que Secam por Evaporação de Solventes ou por Deposição As resinas pertencentes a este grupo constituem as tintas denominadas “lacas”. Neste mecanismo, a formação da película ocorre pela simples evaporação dos solventes presentes na tinta líquida. Portanto, a película só se forma porque o solvente se evapora. A figura 20 ilustra de forma esquemática este este mecanismo.

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Figura 20 Ilustração da formação da película pelo mecanismo de evaporação de solventes

O inconveniente das tintas que secam por este mecanismo é a fraca resistência à solventes, pois as películas podem ser re-dissolvidas mesmo após a secagem completa das mesmas. Entretanto, possuem vantagens importantes, por exemplo: não necessitam ser removidas totalmente ou lixadas superficialmente para a aplicação de uma nova demão de tinta, desde que a superfície esteja isenta de gorduras, pois o solvente da demão posterior agirá sobre a anterior, o que concorrerá para se obter uma interpenetração das demãos. Isto propiciará uma aderência perfeita entre as demãos de tintas, conforme ilustrado na figura 21.

Figura 21 Interação entre demãos de tintas no mecanismo de evaporação de solventes

a) NITROCELULOSE É um produto obtido pela reação do ácido nítrico, na presença de ácido sulfúrico, com o linter de algodão (celulose). A reação de nitração pode ser conduzida em diversos graus, resultando em produtos com diferentes características de solubilidade, peso molecular, viscosidadee e flexibilidade. viscosidad flexibilidade. Estas resinas não são utilizadas sozinhas na fabricação de tintas, pois necessitam ser plastificadas. Por isso, são utilizadas em conjunto com plastificantes ou resinas alquídicas secativas ou não secativas, etc. ABRACO, Associação Brasileira de Corrosão Avenida Venezuela, 27 sala 414 - Rio de Janeiro – RJ [email protected]  – Tel 21-25161962 

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As tintas à base de nitrocelulose possuem uma secagem muito rápida e por isso são utilizadas na repintura de automóveis, pintura de objetos industriais, brinquedos e outros. b) RESINAS VINÍLICAS As resinas vinílicas de interesse geral para a fabricação de tintas anticorrosivas, são copolímeros de cloreto e acetato de vinila. A fórmula estrutural destes monômeros é apresentada na tabela 6. Tabela 6 Fórmula estrutural do acetato e cloreto de vinila

Nome do monômero

Fórmula estrutu ral do monômero

Acetatoo de vinila Acetat

CH2 = CH – COOCH3 

Cloreto de vinila

CH2 = CH – Cl

O polímero do acetato de vinila é o poli (acetato de vinila) conhecido como PVA e o polímero do cloreto de vinila é o poli (cloreto de vinila) conhec conhecido ido como PVC. A relação entre o cloreto de vinila e o acetato de vinila determina as propriedades gerais da resina. resina. O aumento na concentração concentração de acetato incrementa incrementa a sua solubilidade solubilidade permitindo trabalhar com teores de sólidos mais altos. Entretanto, dureza e resistência química ficam prejudicadas. prejudicadas. As tintas vinílicas formadas por cloreto cl oreto e acetato de vinila destacam-se destacam-se por sua elevada resistência química, principalmente em meios ácidos. Entretanto, a exemplo da borracha clorada, possuem baixa resistência térmica e têm tendência ao amarelecimento e ao gizamento gizamento (chalking) quando expostas ao intemperismo natural. O Polivinil Butiral (PVB) é um outro tipo de resina vinílica, a qual é obtida da reação entre um álcool vinílico e um aldeído. Esta resina é utilizada nas chamadas tintas “washprimers” às quais têm a função de promover a aderência de sistemas de pintura sobre superfícies de aço galvanizado e alumínio. Os “wash-primers” são produtos fornecidos em dois componentes A e B. Normalmente o componente A contém a resina vinílica (PVB), tetroxicromato de zinco e álcoois e o componente B uma solução alcoólica de ácido fosfórico. Estes dois componentes são misturados por ocasião da aplicação em proporções adequadas indicados pelo fabricante. A adesão sobre as superfícies de aço galvanizado é obtida através de uma reação envolvendo: o ácido fosfórico, o tetroxicromato de zinco e o zinco da superfície metálica. Após esta reação obtém-se então um filme firmemente aderido à superfície metálica. Estes produtos (“wash-primers”) são aplicados com espessura seca compreendida entre 8 e

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15µm. Valores elevados da espessura prejudicam sensivelmente a aderência da película ao substrato metálico. c) RESINAS ACRÍLICAS As resinas acrílicas são polímeros obtidos a partir de monômeros de ésteres dos ácidos acrílico e metacrílico. Os polímeros acrílicos mais utilizados na indústria de tintas são os poliacrilatos e polimetacrilatos cujas estruturas características são mostradas na figura 22.

Figura 22 Fórmula estrutural do poliacrilato e do polimetacrilato

As resinas acrílicas puras são completamente incolores e transparentes. As tintas de acabamento formuladas com as resinas acrílicas caracterizam-se por possuírem excelente resistência aos raios ultravioleta conferindo-lhes, portanto, excepcional retenção de cor e brilho quando expostas ao intemperismo natural. Possuem regular resistência química (ácidos e álcalis) e portanto, são utilizadas para ambientes mediamente agressiv agressivos. os. É comum, quando se deseja aumentar a resistência química das tintas acrílicas, combinar a resina acrílica com resinas vinílicas. d) RESINAS QU QUE E SECAM POR OXIDAÇÃO Neste tipo de mecanismo a secagem, cura e formação da película ocorrem pela evaporação dos solventes simultaneamente com o processo de oxidação o xidação com oxigênio (O2) do ar, o qual atua quimicamente nas duplas ligações dos ácidos graxos insaturados presentes nos óleos vegetais

(-C=C-). Portanto, no mecanismo de oxidação o veículo fixo contém a

presença de óleos vegetais.

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Figura 23 Ilustração do mecanismo de formação da película por oxidação

Embora não esteja no programa do presente curso, vale registrar que existem ainda outros tipos de resinas que secam pelo mecanismo de oxidação. Dentre elas, destacam-se as resinas éster de epóxi e óleo - uretâncias. e) RESINA FENÓLICA MODIFICADA COM ÓLEOS VEGETAIS As resinas fenólicas são produtos obtidos a partir da reação de um fenol com um aldeído. As resinas fenólicas modificadas com óleos vegetais são resultantes da reação entre uma resina fenólica propriamente dita e óleos vegetais como linhaça, tungue e oiticica. As tintas ou vernizes formulados com este tipo de resina apresentam resistências químicas, térmicas e água superior às tintas alquídicas. Atualmente estas resinas são muito utilizadas na fabricação de vernizes e tintas pigmentadas com alumínio. As tintas fenólicas também são produtos saponificáveis saponificáveis e por esta razão são indicadas i ndicadas para atmosferas de média agressividade. agressividade. f) RESINAS QUE SECAM POR REAÇÃO QUÍMICA QUÍMICA Neste mecanismo, a secagem, cura e formação da película ocorrem através de reações químicas de polimerização as quais podem se processar na presença ou na ausência de calor. É evidente que, como já descrito anteriormente, o primeiro estágio do processo é a evaporação de solventes. A maioria das tintas que secam por reação química são fornecidas normalmente em dois ou mais componentes. Estes componentes são misturados, por ocasião da aplicação da tinta, em uma determinada proporção (peso e/ou volume) a qual é fornecida pelo fabricante e normalmente indicada no rótulo das embalagens. É de suma importância que a mistura dos componentes seja rigorosamente feita na proporção indicada pelo fabricante, caso contrário, não se obterá as propriedades desejadas da tinta. ABRACO, Associação Brasileira de Corrosão Avenida Venezuela, 27 sala 414 - Rio de Janeiro – RJ [email protected]  – Tel 21-25161962 

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Denominamos “POT-LIFE” “POT-LIF E” ou TEMPO DE VIDA ÚTI DA MISTURA ao tempo máximo após o qual a mistura dos componentes da tinta ainda permanece em condições de ser aplicada sem prejuízo às propriedades da película. Portanto é aplicável às tintas de dois ou mais componentes que secam e formam a película por meio de reação química. Denominamos TEMPO DE INDUÇÃO ao tempo mínimo, após a mistura dos componentes,, que se deve esperar para iniciar a aplicação da tinta. Este tempo normalmente é componentes de 15 a 20 minutos.

Como o caso anterior, anteri or, é aplicável aplicável para as tintas tinta s de dois ou mais

componentes que secam e formam a película por meio de reação química.

6.2. 6.2. Polimerização Poli merização Térmica Térmic a a) SILICONE SIL ICONE As resinas de silicone são produtos resultantes da associação de grupos siloxanos à moléculas orgânicas. A figura 24 representa este tipo de resina.

Figura 24 Resina de silicone

Os radicais orgânicos R são grupos como etil, butil e outros, ligados aos átomos de silício. Isto conduz a tipos de resinas silicone como poli (dimetil-siloxano) e poli (etil-siloxano). (etil-siloxano). A polimerização dessas resinas só se dá a temperatura elevada. As tintas de silicone são normalmente pigmentadas com alumínio as quais resistem a temperaturas de até 600 °C. Podem ser pigmentadas com grafite, porém neste caso a temperatura máxima é de 500 °C. Portanto, as tintas de silicone possuem como principal característica a elevada resistência térmica. Para se proceder a cura da película da tinta, após a evaporação dos solventes, uma prática muito comum é elevar a temperatura, à razão de 50 °C por hora, até atingir a temperatura de trabalho tr abalho do equipamento.

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As tintas de silicone são aplicadas diretamente sobre a superfície metálica, met álica, a qual deve ser preparada por meio de jateamento abrasivo, grau mínimo Sa 2 ½. Também é importante controlar a espessura seca final da película, a qual deve estar de acordo com as recomendaçõess do fabricante. recomendaçõe f abricante. Espessuras elevadas podem ocasionar defeitos no revestimento tais como, empolamento, empolamento, descascamento e outros. A combinação de resinas de silicone com alquídicas conduz a tintas de secagem ao ar, por processo de oxidação, porém resistem apenas a temperaturas de até 200 – 250 °C.

6.3. 6.3. Polimerização a Temperatura Ambiente Amb iente a) EPOXÍDICAS EPOXÍDICAS As resinas epoxídicas são obtidas a partir da reação química entre a epicloridrina e o bisfenol A. As tintas epoxídicas são fornecidas em duas embalagens, uma contendo a resina epóxi e a outra o agente de cura que pode ser à base de aminas, amidas ou polisocianatos. Como norma geral, as tintas epoxídicas curadas com amidas apresentam melhor resistência à água e por esta razão são indicadas para ambientes altamente úmidos ou imersão constante em água. Apresentam melhor flexibilidade do que aquelas curadas com aminas. As tintas epoxídicas curadas com aminas apresentam melhor resistência química a ácidos, álcalis e solventes e, por esta razão, são mais indicadas para ambientes quimicamente agressivos ou sujeitos a ação de produtos químicos. As tintas epoxídicas curadas com poli isocianatos dão origem a produtos que apresentam excelente aderência sobre aço galvanizado envelhecido. Estes produtos são conhecidos como “shop-primer epóxi-poliisocianato”. epóxi-poliisocianato”. A combinação de resinas epoxídicas com alcatrão de hulha dá origem às chamadas tintas “coal tar epóxi”, as quais podem utilizar agentes de cura à base de aminas ou amidas dependendo das condições de exposição. As tintas “coal tar epóxi” são largamente utilizadas em estruturas metálicas enterradas, submersas ou em contato permanente com água doce ou salgada. Neste campo são as tintas que m melhor elhor resultados apresentam. apresentam. De uma forma geral, as tintas epoxídicas caracterizam-se por serem produtos de alta performance as quais possuem excelente resistência química (“ácidos, álcalis, sais, etc) e mecânica (abrasão, dureza, impacto, etc). Entretanto, as tintas epoxídicas possuem fraca resistência aos raios ultravioleta. Estas tintas quando expostas ao intemperismo natural, em pouco tempo apresentam descoloração da película, perda de brilho e formação de gizamento (“chalkin”). Estas alterações no entanto não comprometem as propriedades anticorrosivas da ABRACO, Associação Brasileira de Corrosão Avenida Venezuela, 27 sala 414 - Rio de Janeiro – RJ [email protected]  – Tel 21-25161962 

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tinta. Como se pode observar uma tinta epoxídica não é indicada para pintura de sinalização, já que possui fraca retenção de cor quando exposta ao intemperismo natural. b) RESINAS POLIURETÂNICAS Os poliuretanos são polímeros obtidos pela reação de uma resina polihidroxilada com poliisocianatos. As tintas de poliuretano, a exemplo das epoxídicas, são fornecidas em duas embalagens, uma contendo a resina polihidroxilada (poliéster, acrílica, epóxi) e a outra o agente de cura à base de poliisocianato poliisocianato aromático ou alifático. O agente de cura à base de poliisocianato aromático é indicado para tintas que não serão expostas ao exterior, pois possuem fraca resistência aos raios ultravioleta. Como conseqüência não possui boa retenção de cor e brilho quando expostas ao intemperismo natural. As tintas de poliretano com agente de cura à base de poliisocianato alifático possuem excelente resistência aos raios ultravioleta e são as que apresentam melhor retenção de cor e brilho quando expostas ao intemperismo natural. Além disso, dificilmente apresentam gizamento (Chalk- ing). Da mesma forma que as tintas epoxídicas, as tintas de poliuretano apresentam excelente resistência química (ácidos, álcalis) e mecânica (abrasão, dureza, impacto). As tintas de poliuretano alifático são as de custo unitário mais elevado.

6.4. 6.4. Hidrólise Hidró lise a) SILICATO DE ETILA As tintas baseadas em silicato de etila formam e curam sua película por reação com a umidade do ar. A resina de silicato de etila é largamente utilizada nas chamadas tintas ricas em zinco. Estas tintas são fornecidas em duas embalagens, uma contendo a solução de silicato de etila e a outra o zinco em pó ou pasta. São utilizadas em sistemas de pintura de alta performance para atmosfera agressiva ou para condições de imersão permanente, principalmente, água salgada. Pelo fato do mecanismo de formação da película se processar com a umidade do ar, as tintas de zinco base de silicato de etila permitem serem aplicadas com umidade relativa acima do limite máximo indicado para outras (85 %). Contudo, dependendo da umidade relativa do ar podem-se ter diferentes velocidades de cura da película.

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As tintas ricas em zinco base de silicato de etila resistem a temperaturas de até 400 °C. Devem ser aplicadas com a espessura recomendada pelo fabricante. Espessuras acima do especificado podem ocasionar o aparecimento de fissuras na película. pelíc ula. b) SILICATOS INORGÂNICOS ALCALINOS As resinas de silicatos alcalinos tais como, silicato de lítio, potássio ou sódio são amplamente utilizadas na fabricação de tintas ricas em zinco. Estas tintas são solúveis em água e são também utilizadas em sistemas de pintura para ambientes agressivos ou em contato permanente com água salgada. O mecanismo de formação da película das tintas com estas resinas ocorre através da reação química envolvendo o pó de zinco, o silicato e CO 2 da atmosfera. O mecanismo pelo qual estes elementos interagem é complexo e não será discutido aqui. Porém, é importante saber que os três elementos participam do mecanismo de formação e cura da película. Alguns testes práticos revelaram que em locais onde o teor de CO 2  na atmosfera é muito baixo, a reação é muito lenta e por vezes não chega a se completar. Nestes casos, costuma-se aspergi aspergirr soluções ácidas para a cura da película. As tintas de silicato inorgânico de zinco possuem excelente resistência térmica (até 600 °C). São fornecidas em duas embalagens, uma contendo a solução de silicato alcalino e a outra o pó de zinco.

6.5. 6.5. Resinas que secam por ccoalescênci oalescência a Este tipo de mecanismo aplica-se às resinas em emulsão que dentre as mais importantes destacam-se: as emulsões de acetato de polivinila (PVA) e emulsões acrílicas, ambas utilizadas na fabricação das tintas chamadas LATEX. O mecanismo de formação da película ocorre pela fusão ou coalescência das partículas da resina que estão dispersas num meio aquoso. Quando a tinta é aplicada, às partículas da resina encontram-se separadas, conforme estágio 1, pelo solvente que é a água. Na medida em que o solvente se evapora estas partículas começam a se aproximar (estágio 2). Com o decorrer do processo ocorre inicialmente o estágio de coalescência das partículas (estágio 3), porém não totalmente completo. A coalescência ou fusão completa é atingida conforme ilustração do estágio 4, quando então se obtém uma película contínua.

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  6.6. 6.6. Solventes e Diluentes Dil uentes

 

Os solventes são compostos capazes de solubilizar as resinas ou veículos fixos das tintas, para que estas tenham condições de serem aplicadas. Para exemplificar, vejamos as duas condições a seguir:   Resina sólida e pigmentos misturados – Neste caso, uma uma tinta com estes estes dois



componentes não poderia ser aplicada pelos métodos convencionais por ser uma mistura sólida. Assim, o solvente solubilizaria a resina dando condições de fabricação e aplicação da tinta.   Resina líquida viscosa viscosa e pigmentos – Neste Neste caso, teríamos a formação de uma pasta pasta



sem condições de ser aplicada a não ser por meio de espátula. Assim, o solvente além de solubilizar a resina ajustaria a viscosidade da tinta ao método de aplicação. Embora os solventes sejam compostos voláteis e portanto não fazem parte da película seca das tintas sabe-se que as tintas formuladas com solventes inadequados podem apresentar uma série de defeitos após a aplicação, tais como: porosidade, nivelamento deficiente, crateras, brilho deficiente, “overspray”, escorrimento, secagem deficiente e outros. Podem-se classificar os solventes em: verdadeiros e auxiliares. Os solventes verdadeiros são aqueles capazes de solubilizar a resina ou veículo fixo por si só, em qualquer proporção. Os solventes auxiliares são aqueles que por si só não conseguem solubilizar a resina, a não ser na presença de solventes verdadeiros , porém são importantes para se obter determinadas propriedades importantes como por exemplo, permitir melhor nivelamento da tinta e evitar a formação f ormação de bolhas durante aplicaçã aplicação. o. Normalmente uma tinta é formulada com diversos tipos de solventes para se obter as propriedades de aplicação desejadas. É importante enfatizar que os conceitos de solventes verdadeiros e auxiliares dependem do tipo de resina utilizada. Um solvente pode ser verdadeiro para uma resina e não o ser para outra. Por exemplo, o tolueno é um solvente verdadeiro para a borracha clorada, porém não o é para a resina vinílica. Os solventes mais importantes utilizados na fabricação de tintas são os seguintes:   Hidrocarbonetos Hidrocarbonetos alifáticos – aguarrás aguarrás mineral, mineral, nafta alifática, querosene querosene e aguarrás aguarrás



vegetal;   Hidrocarbonetos Hidrocarbonetos aromáticos – xileno, tolueno e naftas naftas aromáticas;



  Ésteres – acetato de etila, acetato de butila, acetato de amila, acetato de isopropila isopropila e



acetato de “cellosolve”;   Álcoois – etanol, butanol e álcool isopropílico; isopropílic o;



  Cetonas – metil-isobutil-cetona metil-isobutil-cetona e metil-etil-cetona; metil-etil-cetona; ABRACO, Associação Brasileira de Corrosão Avenida Venezuela, 27 sala 414 - Rio de Janeiro – RJ [email protected]  – Tel 21-25161962 



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  Éteres glicólicos – etileno glicol mono-etil éter (“cellosolve”) e etileno glicol monobutil



éter. Os diluentes, também conhecidos como “thinners”, são produtos compostos por diversos tipos de solventes (verdadeiros e auxiliares), os quais são utilizados para o ajuste de viscosidade da tinta em função do equipamento de aplicação. Como se sabe, uma tinta é fornecida normalmente numa viscosidade adequada para aplicação a pincel e rolo. Para aplicação por pistola de pulverização torna-se necessária a sua diluição. O diluente deve ser compatível com os solventes e resinas da tinta. Por isso, é recomendável nunca utilizar um diluente que não seja aquele recomendado pelo fabricante da tinta. Caso contrário, diversos defeitos poderão aparecer durante e após a aplicação da tinta. Outro detalhe importante é com relação a quantidade de solvente a ser adicionada na tinta. Devem-se sempre utilizar as diluições indicadas pelo fabricante em função do equipamento de aplicação. Diluição excessiva poderá ocasionar defeitos como escorrimento e dificuldade de se obter a espessura seca desejada.

6.7. Resumo dos Principais Mecanismos de Formação da Película Tabela 7 Principais mecanismos de formação da película

RESINA RESI NA

MECAN MECANISMO ISMO PRINCIPAL PRINCIPAL DE FORMAÇ FORMAÇ O DA PELÍCULA (*)

Fenólica

com

óleos

Oxidaçãoo com oxigênio (O2) do ar Oxidaçã

vegetais Epóxi

Reação química químic a de temperatura ambiente

polimerização polime rização

a

Poliuretano

Reação

de

polimerização

a

de

polimerização polime rização

a

química

temperatura ambiente Silicone

Reação

química quími ca

temperatura elevada (polimerização térmica) Silicato de Etila

Reação química de hidrólise hidrólise

Silicato

Reação química envolvendo zinco, silicato e

inorgânico

alcalino de zinco

CO2 da atmosfera

Emulsão de acetato de polivinila (PVA)

Coalescência

Emulsão acrílica

Coalescência Coalescência

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(*) É importante lembrar mais uma vez que, a primeira etapa em qualquer mecanismo de secagem e formação da película é a evaporação de solventes. Existem aquelas que secam somente pela evaporação de solventes, conforme indicadas na tabela 2.7.

7. PIGMENTOS Pigmentos são partículas sólidas finamente divididas, normalmente insolúveis nos veículos das tintas e tem como função principal conferir às películas cor, opacidade, além de propriedades anticorrosivas e impermeabilizantes. Adicionalmente, os pigmentos exercem ainda influência em muitas outras propriedades como as mecânicas e antibactericidas, além de terem um efeito bastante significativo nas propriedades reológicas (consistência, descaimento) e de aplicação das tintas.

7.1. 7.1. Classificação Classif icação Os pigmentos podem ser classificados em três grupos principais, a saber:   OPACIFICANTES ou COLORIDOS  COLORIDOS  – são os pigmentos responsáveis pela cor e o



poder de cobertura da tinta. Um teor insuficiente destes pigmentos na composição das tintas contribui para um fraco poder de cobertura das mesmas, o que poderá criar problemas durante a aplicação, pois o pintor terá dificuldade dificuldade de cobrir a superfície a ser pintada;   EXTENSORES ou CARGAS – CARGAS – são pigmentos que não conferem cor ou opacidade às



tintas e possuem um custo inferior aos coloridos ou opacificantes. São normalmente utilizados para reduzir o custo final das tintas, embora existam situações em que são incorporadas às tintas por razões técnicas, como por exemplo, no controle do brilho, da concentração volumétrica de pigmento (CVP), das características reológicas e na melhoria de certas propriedades mecânicas ( ex.: abrasão, dureza, etc.);    ANTICORRO  ANTICORROSIVOS SIVOS –  – são pigmentos que uma vez incorporados às películas de tintas



protegem os substratos ferrosos contra a corrosão por meio de mecanismos eletroquímicos definidos, como por exemplo, proteção catódica e passivação anódica. Estes pigmentos, devido a necessidade de estarem em contato íntimo com os substratos ferrosos, são utilizados somente somente nas tintas t intas de fundo (“primers”). Além dos grupos citados anteriormente existem existem ainda, embora uma classificação pouco usual, pigmentos denominados: ABRACO, Associação Brasileira de Corrosão Avenida Venezuela, 27 sala 414 - Rio de Janeiro – RJ [email protected]  – Tel 21-25161962 

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  FUNCIONAIS FUNCIONAIS   – neste grupo podemos citar o óxido cuproso (Cu2O) e o óxido de



mercúrio (HgO), ambos tóxicos e utilizados nas chamadas tintas “antifouling”, cuja finalidade básica é evitar o desenvolvimento desenvolvimento de microorganismos microorganismos marinhos nos cascos de navios;   LUMINESCENTES  LUMINESCENTES   – são pigmentos com propriedades de emitirem radiações luminosas. São amplamente utilizados em sinalização, principalmente a noturna. Os



tipos inorgânicos são normalmente constituídos de sulfetos metálicos, principalmente cádmio e zinco, em diferentes proporções, e um ativador que pode ser cobre, prata ou manganês.

7.2. Principais Pigmentos  A) DIÓXIDO DE DE TITÂNIO (TiO (TiO2) Dentre os pigmentos brancos, o dióxido de titânio é o mais utilizado pela indústria de tintas. Entra na composição tanto das tintas brancas como naquelas de tons claros. Possui elevado poder de cobertura ou opacidade, quando comparado com outros pigmentos brancos, decorrente do seu alto índice de refração e do tamanho médio da partícula (0,3 µm). O dióxido de titânio possui excelente resistência química além de resistência térmica decorrente do seu alto ponto de fusão f usão (1800 °C). O dióxido de titânio é normalmente utilizado na fabricação de tintas de acabamento e em algumas intermediárias, e pode ser encontrado no mercado em dois tipos de formas cristalinas: O RUTILO e o ANATÁSIO. Atualmente o tipo rutilo é o que mais se utiliza, pois em relação ao anatásio, possui melhor resistência aos raios ultravioleta, proporciona melhor retenção de cor e resistência ao gizamento. Além disso, o rutilo r utilo possui poder de cobertura 30 – 40% superior ao tipo anatásio. B) ALUMÍNI A LUMÍNIO O (Al) Dentre os pigmentos metálicos, o alumínio é um dos mais utilizados na fabricação de tintas para todos os segmentos da indústria e apresenta cor característica do metal. As partículas do alumínio, normalmente empregado pelas indústrias de tintas, têm estrutura lamelar, sendo este um fator importante no campo da proteção anticorrosiva, pois aumenta a resistência da película à penetração do vapor d’água e conseqüentemente melhora o seu desempenho à corrosão. Isto é atribuído às partículas lamelares (figura 25) que, de uma forma ABRACO, Associação Brasileira de Corrosão Avenida Venezuela, 27 sala 414 - Rio de Janeiro – RJ [email protected]  – Tel 21-25161962 

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geral, aumentam o percurso do eletrólito até o substrato metálico, se comparado aos pigmentos não lamelares, conforme mostrado nas figuras 26 e27.

Figura 25 Partículas lamelares de alumínio

Figura 26 Aspecto típico de um revestimento com pigmentos lamelares

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Figura 27 Aspecto de um revestimento com pigmento não lamelares

Os pigmentos de alumínio são fornecidos em grande variedade de tamanhos de partículas e são classificados em duas categorias: com folheamento (leafing) e sem folheamento (non-leafing). Os primeiros, após aplicação da tinta, sobem à superfície e proporcionam à película uma aparência como se fosse uma camada metálica continua. Os tipos sem folheamento ficam dispersos no interior das películas de tintas e são muito utilizados nos acabamentos opalescentes, amplamente difundidos na indústria automobilística. Os pigmentos de alumínio são também muito utilizados nas tintas para resistência a alta temperatura. Normalmente os pigmentos de alumínio, por razões de segurança e manuseio, são fornecidos em forma de pasta, dispersos em solventes orgânicos aromáticos ou alifáticos. O alumínio apesar de ser um metal anódico em relação ao ferro, ele não se comporta nas tintas como anodo de sacrifício, como é o caso do zinco metálico que será discutido posteriormente. São duas as razões pelo qual isto ocorre: 

  O alumínio quando exposto ao ar forma espontaneamente espontaneamente uma camada de óxido que que é aderente, impermeável e com características isolantes; isolantes;

  Para se se obter um contato elétrico adequado adequado para o mecanismo mecanismo de proteção catódica catódica



teriam que ser utilizadas altas concentrações de alumínio, o que do ponto de vista de formulação não seria possível devido à alta absorção e baixa massa especifica do alumínio. O alumínio possui alto poder de cobertura e índice de reflexão. Por ser um metal muito reativo, não é recomendado para ambiente de elevada agressividade química.

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  C) ÓXIDOS DE FERRO

Os óxidos de ferro são pigmentos largamente utilizados pelas indústrias de tintas e os mais conhecidos são:   Óxido de ferro vermelho (Fe2O3)



  Óxido de ferro micáceo (Fe2O3 com estrutura lamelar)



  Óxido de ferro amarelo (Fe2O3 .xH2O)



  Óxido de ferro preto (Fe3O4).



c.1. ÓXIDO DE FERRO VERMELHO No campo das tintas anticorrosivas o óxido de ferro vermelho é, dentre os quatros, o mais utilizado e difundido pelas indústria de tintas, principalmente na fabricação de tintas de fundo (primers) e intermediárias. Possui uma cor avermelhada característica do próprio pigmento e uma alta opacidade ou poder de cobertura. O seu custo, comparada com outros pigmentos opacificantes, é relativa r elativamente mente baixo. O óxido de ferro vermelho não é um pigmento anticorrosivo como muitos pensam. Trata-se de um pigmento cujo mecanismo de proteção anticorrosiva é por barreira. Neste aspecto, o óxido de ferro natural promove uma boa impermeabilidade às películas de tintas, tornando-as mais resistentes à penetração de umidade e portanto, melhorando as características de proteção anticorrosiva. Além disso, possui boa resistência química (álcalis e ácidos fracos) e, dependendo do seu pH, não são reativos com os diversos tipos de resinas utilizadas nas indústrias de tintas. A soma dos fatores técnicos e econômicos justifica plenamente a razão pela qual este pigmento é largamente utilizado na fabricação f abricação de tintas. c.2. ÓXIDO DE FERRO MICÁCEO O óxido de ferro micáceo, do ponto de vista de natureza química, é similar à hematita (Fe2O3). Entretanto, difere desta por possui estrutura lamelar. O termo micáceo é utilizado para indicar a semelhança com a forma cristalina da mica. Possui cor cinza e é normalmente utilizado tanto em tintas de fundo, intermediária, como acabamento. Neste último caso é comum utilizá-lo em combinação com alumínio para melhorar as propriedades estéticas da película, quando esta assume então a cor metálica característica do alumínio. No campo das tintas anticorrosivas o óxido de ferro micáceo, a exemplo do alumínio, tem uma importância muito grande, pois quando presente num revestimento por pintura,

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confere a este uma grande resistência à penetração de vapor d’água, devido a sua estrutura lamelar (figura 28), melhorando melhorando com isso a eficácia da proteção anticorrosiva.

Figura 28 Aspecto das partículas do óxido de ferro micáceo (100x)

c.3. ÓXIDO DE FERRO FERRO AMARELO AMAREL O E PRETO Os óxidos de ferro amarelo (Fe2O3  x.H2O) e preto (Fe3O4) são utilizados em diversos tipos de tintas à base d’água ou solventes orgânicos. São empregados basicamente como pigmentos opacificantes na obtenção de cores específicas. D) ZINCO (Zn) O pó de zinco, a exemplo do alumínio, é um dos pigmentos metálicos mais utilizados pelas indústrias de tintas. Sua aplicação mais importante é na fabricação das chamadas tinta rica em zinco, amplamente empregada na proteção anticorrosiva de substrato ferrosos pelo mecanismo de proteção catódica. Uma das principais vantagens da utilização das tintas ricas em zinco reside no fato de que este metal é anódico em relação ao ferro e como conseqüência, funciona como anodo de sacrifico, quando ambos estão em contato elétrico. Do ponto de vista prático, este fato é importante pois caso ocorra, por qualquer razão, uma falha do revestimento de zinco, o ferro ficará protegido (figura 29). É importante ressaltar que, para ocorrer este mecanismo é necessária a presença de um eletrólito, a fim de permitir a passagem de corrente elétrica conforme ilustrado na figura 30. ABRACO, Associação Brasileira de Corrosão Avenida Venezuela, 27 sala 414 - Rio de Janeiro – RJ [email protected]  – Tel 21-25161962 

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Figura 29 Proteção do ferro conferida pelas tintas ricas em zinco em caso de falhas no revestimento

Figura 30 Célula eletroquímica para demonstrar o mecanismo da proteção catódica conferida pelo zinco ao ferro

Para que se tenha uma proteção anticorrosiva adequada são necessárias altas concentrações de zinco metálico na película seca das tintas por duas razões básicas:   Para se se obter um um contato elétrico adequado adequado entre as partículas partículas de zinco, de modo a



permitir a passagem de corrente c orrente elétrica.   A durabilidade durabilidade da da proteção proteção anticorrosiva anticorrosiva é função, dentre outros fatores, da massa de



zinco presente no revestimento, já que o mecanismo de proteção catódica envolve o desgaste de anodo. Em relação à concentração de zinco metálico na película seca, esta pode variar desde 75 até aproximadamente 90 %, em peso, conforme o tipo de veículo fixo utilizado. Os veículos atualmente mais difundidos e utilizados na fabricação das tintas ricas em zinco são: epóxi, silicato inorgânico de lítio, sódio e potássio e silicato de etila. O zinco também é utilizado em tintas para resistência a altas temperaturas com veículos fixos à base de resinas de silicone, ou ainda misturado com alumínio e veículo à base ABRACO, Associação Brasileira de Corrosão 57 Avenida Venezuela, 27 sala 414 - Rio de Janeiro – RJ [email protected]  – Tel 21-25161962 

 

 

de silicato de etila. Por ser um metal anfótero não é recomendado o seu uso em locais altamente agressivos, principalmente em meios ácidos ou alcalinos. E) CROMATOS DE ZINCO (4ZnO.K 2O.4CrO3.3H2O ; Zn 5CrO12H8) Existem basicamente dois tipos de cromatos de zinco amplamente utilizados na fabricação de tintas de fundo f undo (primers) anticorrosivas:   Tipo I – Cromato misto misto de zinco e potássio (4ZnO.K 2O.4CrO3.3H2O) e



  Tipo II – Tetroxicromato de zinco (Zn5CrO12H8).



O mecanismo de proteção anticorrosiva promovido por ambos é por passivação anódica, a qual é decorrente da solubilidade do íon cromato (CrO4) que é um inibidor de corrosão. A liberação deste íon resulta na formação de uma camada passiva, no caso do ferro, de Fe2O3 aderente ao substrato metálico e pouco permeável. Dentre os dois tipos de cromato mencionados, o tipo I é o mais utilizado nas tintas de fundo (primers), pois possui uma solubilidade (1,1g CrO 3/l) maior que o tipo II (0,02g CrO 3/l), como o polivinilbutiral e ácido fosfórico, largamente utilizados como condicionadores de aderência de superfície de zinco e alumínio, para aplicação de sistemas de pintura. F) FOSFATO DE ZINCO (Zn 3(PO4)2.2H2O) O fosfato de zinco é um pigmento anticorrosivo relativamente novo com a vantagem, em relação aos demais, de ser atóxico. O desempenho à corrosão deste pigmento ainda não está perfeitamente comprovado. Vários estudos encontram-se em andamento, tanto no Brasil como nos países da Europa e nos Estados Unidos, com o objetivo de se verificar em que condições este pigmento é eficaz no combate à corrosão. O mecanismo de proteção anticorrosiva é por passivação anódica, a qual em princípios e decorrente da formação de sabores metálicos de zinco, oriundos da reação com ácidos graxos dos óleos vegetais, os quais ao se degradarem formam produtos inibidores de corrosão solúveis. Alguns autores citam que durante a formação dos sabões metálicos ocorre a liberação de ácido fosfórico, o qual pode melhorar as propriedades anticorrosivas das tintas com este pigmento.

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8. Cargas Cargas e Extens Extensores ores As cargas são produtos, em sua maioria, de origem mineral, embora existam alguns tipos obtidos sinteticamente por processos químicos. As mais comuns utilizadas na fabricação de tintas são:   Barita (BaSO4) - produto natural formado basicamente pelo sulfato de bário. O sulfato



de bário sintético, amplamente utilizado na fabricação de tintas, é conhecido como “branco – fixo”.   Talco (3MgO.4SiO2.H2O) - o produto natural é formado basicamente por silicatos de



magnésio hidratados. É uma das cargas mais utilizada pelas indústrias de tintas.   Calcita (CaCO3) - produto natural formado basicamente por carbonatos de cálcio



apesar de que, dependendo da jazida, podem ocorrer juntamente com a dolomita que é formada pelo carbonato de magnésio (MgCO 3). Estas cargas não são recomendadas para utilização em tintas que devam possuir resistência química, principalmente em ambientes ácidos, onde os carbonatos são facilmente f acilmente decompo decompostos. stos.   Caulim (Al2O3.2SiO2.2H2O) produto natural formado basicamente pelo silicato de



alumínio hidratado.   Mica (3Al2O3.K2O.6SiO2.2H2O) – o termo mica é usado genericamente para o grupo



dos silicatos de alumínio e potássio de estruturas lamelares, dentre os quais, o tipo mais comum é a muscovita. A mica, devido a sua estrutura lamelar, é utilizada nas tintas, dentre outras finalidades, com objetivo de se aumentar a resistência da película à penetração de vapor d’água.   Quartzo (SiO2) – produto natural de elevada dureza, utilizado nas tintas com o objetivo



de se obter determinadas propriedades, propriedades, por exemplo, e xemplo, resistência à abrasão.

9. Resu Resumo mo de Pigmentos Pigm entos Para facilitar a compreensão do que foi descrito a respeito dos pigmentos, é apresentado na tabela 8 um resumo sobre as principais características dos mesmos.

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    Tabela 8 Principais características dos pigmentos

PIGME PIG MENT NTO O Dióxido de

F RMULA RMULA QUIM QUIMICA ICA

CLASSIFI CLASSIFICAÇ CAÇ O / PROPR PROPRIED IEDADE ADES S

TiO2 

Opacificante

Titânio

de

cor

branca;

duas

formas

cristalinas; rutilo e anatásio. O rutilo é atualmente o mais utilizado

Óxidos de

Fe2O3 

Ferro

Fe2O3 micáceo

preta.

Fe2O3 . xH2O

intermediárias

Opacificantes de cores vermelha, cinza, amarela e Amplamente

utilizados

em

tintas

Fe2O4  Alumínio

Al

Opacificante de cor metálica

característica.

Estrutura lamelar sob duas formas: com folheamento (leafing) e sem folheamento (nonleafing) Zinco

Zn

Anticorrosivo Antico rrosivo – mecanismo de proteção catódica

Cromato

Tipo

de Zinco

4ZnO.K2O.4CrO3.3H2O

Fosfato de

Zn3(PO4)2.2H2O

I

Zinco

Anticorrosivo – mecanismo de passivação anódica (dissolução do íon cromato, CrO4) Anticorrosivo – mecanismo de passivação anódica (formação de sabões metálicos de zinco).

Barita

BaSO4 

Cargas ou extensores – redução no custo das

Talco Calcita

3MgO.4SiO2.H2O CaCO3 

tintas e/ou obtenção de propriedades (controle de brilho, da concentração colorimétrica de

Caulim

Al2O3.2SiO2.2H2O

pigmento, reologia, resistência à abrasão, etc).

Mica

3Al2O3.K2O.6SiO2.2H2O

Quartzo

SiO2 

10. PRINCIPAIS TINTAS, FAMILIARIZAÇÃO E INTERPRETAÇÃO DAS NORMAS Antes de se entrar no mérito específico da interpretação das normas técnicas de tintas é importante que se tenha conhecimento da importância e vantagens das empresas utilizarem as mesmas durante o processo de aquisição e utilização das tintas. De uma forma geral, a normalização tem vários objetos básicos dentre os quais podemos destacar:   A proteção proteçã o do interesse de consumidor, no que diz respeito respeito à aquisição de tintas tinta s de



qualidade adequada; ABRACO, Associação Brasileira de Corrosão Avenida Venezuela, 27 sala 414 - Rio de Janeiro – RJ [email protected]  – Tel 21-25161962 

60

 

 

  Saber se se as tintas adquiridas atendem aos requisitos requisitos qualitativos qualitativos e quantitativos



previstos nas especificações das mesmas;   Uniformizar os métodos de ensaios das tintas entregue entregue ao mercado;



  Permitir um relacionamento relacionamento comercial mais fácil entre entre o produtor e o consumidor consumidor tendo tendo



em vista que possíveis pontos de atrito, no que dizem respeito a: o produto vendido corresponder exatamente exatamente ao produto pedido, fica eliminado. Além desses fatores técnicos, há que se ressaltar ainda as vantagens econômicas que a normalização pode permitir na aquisição das tintas, pois dá ao fabricante a possibilidade de produzir produtos em série, o que concorre para que as tintas tenham um custo final mais baixo. As normas técnicas de tintas, em relação ao conteúdo das mesmas, devem possuir estruturas semelhantes. É evidente que cada tinta possui particularidades em relação aos ensaios necessários para aceitação e qualificação.. As normas técnicas das tintas são identificadas, na primeira página ou folha de rosto, basicamente por dois elementos:   Nome da tinta



  Número da Norma



Quando a norma é emitida pela primeira vez e ainda não sofreu processo de revisão, o número da mesma aparece conforme mostrado no exemplo a seguir: N-1205 (PINTURA EXTERNA DE TANQUE). Se a Norma de uma tinta é submetida a um processo de revisão e nela forem feitas alterações, o número da Norma permanece constante porém, é acrescido de uma letra do alfabeto de acordo com o número de revisões feitas, conforme mostrado nos exemplos a seguir: A letra A corresponde a primeira revisão, B a segunda, C a terceira e assim por diante. Por isso, é importante que ao se analisar os resultados dos ensaios de uma tinta, se  

utilize sempre à edição mais recente da norma técnica da mesma. Abaixo são descritos os principais itens que devem compõem a estrutura das mesmas

10.1. 10 .1. O Objeti bjetivos vos O item OBJETIVO OBJETIVO   descreve a finalidade da Norma e campo de aplicação da mesma em função dos tipos de tintas. Nele também são encontrados alguns detalhes importantes, principalmente para as tintas de dois componentes em relação ao tipo de resina contido em cada um deles, ou ainda quando se trata de tintas para certas condições específicas de utilização. Os exemplos mostrados a seguir servem para ilustrar claramente a interpretação deste item, pois são tintas que apresentam campos de aplicações bem específicos. ABRACO, Associação Brasileira de Corrosão 61 Avenida Venezuela, 27 sala 414 - Rio de Janeiro – RJ [email protected]  – Tel 21-25161962 

 

 

   A) ESMALTE ESMAL TE SINTÉTICO SINTÉTICO SEMIBRIL SEMIBRILHANTE HANTE Objetivo:

  Esta Norma Norma fixa as características, características, verificáveis verificáveis em laboratório, exigíveis no recebimento de Esmalte Sintético Semibrilhante.



  Esta Norma Norma se se aplica aplica à tinta em em questão, questão, qualquer qualquer que que sseja eja a sua cor.



  A tinta desta desta Norma destina-se à proteção proteção anticorrosiva anticorrosiva externa, como



acabamento para ser aplicada sobre “primer” e/ou tinta intermediária. B) TINTA ANTIINC A NTIINCRUSTANTE RUSTANTE - ÓXIDO CUPROSO Objetivo:   Esta Norma Norma fixa as características, características, verificáveis verificáveis em em laboratório, exigíveis no



recebimento de Tinta Antiincrustante, com Oxido Cuproso. Cuproso.   A tinta aqui normalizada normalizada destina-se à utilização utilização em embarcações e monoboias, monoboias,



como agente inibidor na formação f ormação de incrustações oriundas da fauna marinha.   Esta Norma Norma distingue distingue três tipos de tinta em função do veículo utilizado na sua



composição: tipo I – veículo à base de borracha clorada; Tipo II – veículo à base de resina vinílica; Tipo III – veículo óleo óleo resinoso. resinoso. C) TINTA EPÓXI PARA ACABAMENTO Objetivo:   Esta Norma Norma fixa as características, características, verificáveis verificáveis em laboratório, exigíveis no



recebimento de Tinta Epóxi para Acabamento, constituída de dois componentes e fornecida em dois recipientes: componente A contendo a resina epóxi e componente B contendo o agente de cura.   Esta Norma engloba dois dois tipos de produtos, produtos, em função do agente de cura



utilizado no componente B: Tipo I – Agente de cura à base de poliamina e tipo II  – Agente de cura à base base de poliamida

10.2. 10 .2. Normas a Consultar Consul tar

Neste item, estão descritas as normas técnicas dos ensaios qualitativos e quantitativos, necessário para a condução das análises das tintas. Do ponto de vista técnico, trata-se de um ABRACO, Associação Brasileira de Corrosão 62 Avenida Venezuela, 27 sala 414 - Rio de Janeiro – RJ [email protected]  – Tel 21-25161962 

 

 

fator importante, pois estas normas fixam os procedimentos de execução dos ensaios e com isso, elimina qualquer tipo de divergência entre fabricantes e consumidor no que diz respeito, por exemplo, a um determinado valor encontrado durante a análise da tinta. A maioria dos procedimentos de ensaios contidos nas especificações de tintas tintas  deve se normalizada pela empresa. Quando ela não possui determinados procedimentos recorre então aos de outras entidades normativas como por exemplo ABNT (Associação Brasileira de Normas Técnicas) e ASTM (American Society fr Testing and Materials), conforme ilustrado nos exemplos a seguir:  A) NORMAS A CONSUL CONSUL TAR DA EMPRESA (Referênci (Referên ci a PETROBRAS) PETROBRAS)   N-1212 – Poder de Cobertura de tinta pelo Criptômetro Criptôme tro de Pfund;



  N-1288 – Inspeção Inspeção Visual Visual de de Produtos Produtos Acondicionados Acondicionados em Recepientes Recepientes Fechados;



  N-1292 – Determinação da Percentagem Percentagem de Pigmento Pigmentoss em em Tintas; Tintas;



  N-1297 – Determinação Determinação de partículas partículas Grosseiras em Pigmentos, Pigmentos, Pastas e Tintas. Tintas.



  N-1300 – Determinação Determi nação de Massa Específica Específ ica e Densidade de Tintas Tintas e líquidos líquid os Afins;



  N-1301 – Determinação Determinação da Consistência Consistência de tintas pelo método Krebs-Stormer;



B) DA ABNT (ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS)   EB-295 – Chapas Finas de Aço Carbono para Estampagem;



  MB-742 – Coleta de Amostras Amostra s de Tintas e Vernizes;



  MB-745 – Exame Prévio Prévio e Preparação para para Ensaio de uma Amostra de Tintas e



Vernizes;   MB-985 – Ensaios de Aderência em Tintas e Revestimentos Revestiment os Similares. Simil ares.



C) DA ASTM AS TM (AMERICAN SOCIETY FOR FOR TESTING AND MATERIALS)   B-117 – Salt Spray (Fog Testing);



  D-2134 – Softening of Organic Organic Coatings by Plastic Compositions; Compositions;



  D-2621 – Infrared Infrared Identification Identification of Vehicle Solids from Solvent-Type Solvent-Type Paints.



10.3. 10 .3. C Cond ondiçõ ições es Gerais Neste item são abordados os principais requisitos qualitativos da tinta, relacionados com o aspecto de embalagens e armazenamento. Os principais pontos deste item são: ABRACO, Associação Brasileira de Corrosão Avenida Venezuela, 27 sala 414 - Rio de Janeiro – RJ [email protected]  – Tel 21-25161962 

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  Aparência – Tanto para as tintas de um ou dois dois componentes exige-se que a tinta



apresente-se homogênea, homogênea, sem depósito, pele ou espessamento, em lata recentemente aberta.   Embalagem – A este este respeito respeito as normas normas exigem que o formato das latas deve deve ser



cilíndrico circular reto e que na vedação das mesmas não sejam utilizados materiais passíveis de causar degradação ou contaminação da tinta, como por exemplo cortiça.   Estado e Enchimento dos dos Recipientes Recipientes – De De uma forma geral, exige-se exige-se que os



recipientes apresentem bom estado de conservação e devidamente rotulado, conforme as exigências de cada Norma.   Estabilidade Durante a Armazenagem Armazenagem – Aqui Aqui é mencionado mencionado o tempo mínimo mínimo que a



tinta, em lata fechada, f echada, deve permitir a sua utilização à temperatura máxima de 40°.   Diluição – Aqui se menciona o nível máximo de diluição diluição da tinta para aplicação com



trincha ou rolo, com o solvente indicado pelo fabricante. Cabe ressaltar que durante a análise quantitativa da tinta não se utiliza diluição e sim, eventualmente, durante a preparação dos corpos-de-prova corpos-de-prova para os o s ensaios de película p elícula seca.   Marcação – Aqui Aqui é apresentada apresentada todas as exigências relativas ao conteúdo conteúdo do rótulo da



embalagem conforme mostrado no exemplo a seguir: a. Tinta Poliuretano Acrílica; b. Cor, especificação; especificação; c. Solvente a utilizar; d. Nome e endereço do fabricante; e. Quantidade contida no recipiente, recipiente, em litros litros e em Kg; f.

Número ou sinal sinal identificador do lote de fabricação;

g. Data da da validade validade de utilização utilização do produto; produto; h. N° da autorização de Fornecimento Fornecim ento do Material (AFM).

10.4. 10 .4. Condiç Condições ões Específicas Neste item são abordados os requisitos mínimos, qualitativos e quantitativos, que tanto fi ns de aprovação. Os a tinta líquida como a respectiva película  película  de tinta seca deve atender para fins tópicos mais importantes e comuns à maioria das normas de tintas, inseridos dentro deste item, são os seguintes:  A) REQUISITOS REQUISITOS DA TINTA COMO COMO RECEBIDA

O primeiro ponto importante é com relação ao exame de sedimentação da tinta. Neste aspecto, as normas ressaltam o fato de que, no máximo, a tinta pode apresentar um fundo que ABRACO, Associação Brasileira de Corrosão 64 Avenida Venezuela, 27 sala 414 - Rio de Janeiro – RJ [email protected]  – Tel 21-25161962 

 

 

seja facilmente homogeneizável. Caso esta condição não seja atendida, a tinta não deve ser aceita e, além disso, não precisa ser submetida aos ensaios subseqüentes. Outro aspecto normalmente abordado é com relação ao(s) tipo(s) de resina(s) da tinta. Este é um dos ensaios mais importantes que compõem a análise da tinta. No caso do laudo técnico de uma tinta, quando emitido por um órgão oficial, acusar um tipo de resina que não seja exatamente aquele previsto na norma, a tinta deve ser imediatamente recusada. Ainda dentro deste tópico são descritos todos os ensaios quantitativos, bem como os procedimentos para execução dos mesmos, e os respectivos valores mínimos e máximos má ximos para fins de aprovação de uma tinta. De uma forma geral, os ensaios mais comuns são:   Sólidos por peso;



  Sólidos por volume;



  Massa específica; específ ica;



  Viscosidade;



  Consistência;



  Estabilidade;



  Tempo de secagem;



  Rendimento teórico;



  Teor de pigmento;



  Finura de moagem (exceto (exceto para tintas com pigmentos metálicos como alumínio e



zinco);   Poder de cobertura (para tintas de acabamento).



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A tabela 9 mostra a forma de apresentação dos requisitos quantitativos de uma tinta Tabela 9 Requisitos quantitativos de uma tinta

Características do Produto Pronto para Aplicação (misturado os componentes A e B)

Ensaios Massa específica, g/cm³

Re Requi qui sitos Mín. Max.

Procedimentos a utilizar

1,000

-

40

60

ASTM D-1200

-

4

ASTM D-1640

24

48

ASTM D-1640

-

24

ASTM D-1640

Tempo de cura total, dias

-

7

-

Tempo de vida útil da mistura (“Post-Life”), a 25°C ± 0,5°C, horas

4

-

PETROBRAS N-1363

Sólidos por peso, % Sólidos por volume, %

50 50

-

ASTM D-1644 PET PETROBRAS ROBRAS N-1358

14,2

-

UNI 4715-ITEM 12

Viscosidade para aplicação, sFC4  sFC4  Tempo de secagem livre de pegajosidade, horas (“Tack Tester”) Tempo de secagem para repintura, horas (“Dryto-Recoat”) Tempo de secagem à pressão, horas (“DryThrough”)

Rendimento teórico para aplicação, m /L

PETROBRAS PETROBRAS N-1300

Além dos ensaios citados anteriormente, existem outros que são específicos para determinados tipos de tintas, estes entretanto serão vistos posteriormente no item referente a Descrição e Apresentação das Principais Tintas. B) CARACTERÍSTICAS DA PELÍCULA SECA Neste item são descritos os principais ensaios relacionados com as propriedades físico-químicas das películas secas secas das titintas, ntas, os procedimentos para execução dos mesmos e os requisitos mínimos exigidos. Os ensaios mais comuns são:   Aderência;



  Dobramento sobre mandril cônico;



  Flecha de ruptura;



  Dureza;



  Brilho;



  Espessura Espessura por demão;



  Resistência Resistência a 100% de umidade relativa;



  Resistência à névoa salina;



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  Resistência ao dióxido de enxofre; enxofr e;



  Resistência Resistência a solventes;



  Resistência Resistência à imersão em substâncias substâncias químicas (ácidos, bases).



Estes ensaios não são aplicáveis de forma generalizada a todos os tipos de tintas, mas ma s sim, em função da natureza química das mesmas. A exemplo do que já foi descrito anteriormente existem outros ensaios de películas secas específicas para determinados tipos de tintas os quais serão citados posteriormente. A tabela10 mostra a forma de apresentação dos requisitos referentes às características de película seca de uma tinta. Tabela 10 Requisitos referentes às características de película seca da tinta N-1342 (Referência PETROBRAS)

Característi Cara cterísti cas d a Película Se Seca ca

Espessur 

Ensaios Flecha

Requisitos

Procedimentos a utilizar

a (µm)

Mín.

Max.

35 ± 5

5

-

PETROBRAS N-1366

35 ± 5

140

-

PETROBRAS N-1373

35 ± 5

-

5,0

PETROBRAS N-1377

70 ± 10

192

-

ASTM B-117

70 ± 10

480

-

ASTM D-2247

70 ± 10

3

-

DIN 50018

70 ± 10

30

-

ASTM D-870

de

ruptura em película, mm Dureza, segundos Resistência

a

solventes (% de variação

das

propriedades físicas) Resistência névoa

à

salina,

horas Resistência 100

a

%

de

umidade relativa, horas Resistência SO2,

ao

rondas

(2,0 ℓ) Resistência imersão,

à em

água destilada a 40 °C, dias

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Resistência

 

à

imersão

em

água

salgada

70 ± 10

30

-

ASTM D-1308

35 ± 5

-

Gr OB

ABNT MB-985

30

40

ASTM D-1005

70 ± 10

85

-

ASTM D-523

35 ± 5

18

-

ASTM D-522

(3,5 % de NaC ℓ) a 40 °C, dias Aderênciaa Aderênci Espessura demão,

por para

-

trincha, µm 

Brilho, % Dobramento sobre

mandril

cônico, alongamento %

Neste item também são descritas as condições em que se devem apresentar os painéis ou corpos-de-prova após os ensaios de névoa salina, umidade, imersão em agentes químicos, água destilada e dióxido de enxofre. Exemplo: Características da película seca N-1342 (Referência PETROBRAS)   As características da película seca, vide Norma em referência



  Ao observar observar os painéis painéis não deve ser constatada constatada penetração no no entalhe após após



decorridas as 192 horas de ensaio, sob névoa salina (ASTM B-117);   Não deve deve haver haver pontos de corrosão corrosão nem formação de bolhas bolhas na película, película, após



decorridos os tempos respectivos estabelecidos para os seguintes ensaios: resistência à umidade a 100 %, resistência à imersão em água destilada e resistência à imersão em água salgada a 3,5 %; 

  No ensaio de resistência ao SO2, após decorridas as 3 rondas, não deve haver corrosão na película sob ensaio, nem mudança sensível na cor do esmalte.   Nos ensaios de imersão, no que se refere refe re à resistência resistênci a aos solventes: solvente s: água salgada e



água destilada, o procedimento da verificação deve ser o seguinte:   Verificar, com com película película de espessura espessura de 70 +/- 10µm, 10µm, os valores valores de Flecha de Ruptura,



Dureza e Dobramento sobre Mandril Cônico;   Efetuar a imersão, pelo tempo exigido na tabela 10;



  Após o término da imersão, retirar o corpo de prova e deixá-lo ao ar livre por por 24 horas; horas;



  Verificar, novamente, os valores referidos antes da imersão.



Os valores encontrados após a imersão, não devem diferir de +/- 5% dos valores encontrados antes da imersão. ABRACO, Associação Brasileira de Corrosão Avenida Venezuela, 27 sala 414 - Rio de Janeiro – RJ [email protected]  – Tel 21-25161962 

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10.5. 10. 5. Inspeção Neste item são abordados vários aspectos importantes relativos às condições gerais e específicas para fins de aceitação ou rejeição da tinta, em função dos resultados dos ensaios. Nele são ressaltadas ainda as instruções para formação da amostra, o critério da escolha do laboratório para a realização dos ensaios e as recomendações pertinentes à preparação dos corpos-de-prova para a execução dos ensaios previstos no item referente a condições especificas

10.6. 10. 6. Aceitação Aceitaç ão e Rejeiç Rejeição ão Este item trata do julgamento em relação à aceitação ou rejeição da tinta, em função dos resultados dos ensaios fornecidos pelo laboratório oficial escolhido e demais itens das normas. 

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