TINTAS VERNIZES
Introdução
Existem desde a pré-história Têm função estética e protetora (mais recente) Desa De safifioo atua atual:l: Redução do impacto ambiental, gerando uma grande inovação nos pro produto dutoss Prod Pr oduução ção de tin tintas tas “am “amigáv igávei eis” s” Menor teor de VOC (V (Voolati latile le Orga Organnic Co Com mpou pound) nd) ou COV COV Baix Baixoo odor dor, red redução ução de sol solvent ventees arom romáti áticos cos Menor teor de sólidos Substituição por emulsões – produtos de base aquosa
Introdução
Existem desde a pré-história Têm função estética e protetora (mais recente) Desa De safifioo atua atual:l: Redução do impacto ambiental, gerando uma grande inovação nos pro produto dutoss Prod Pr oduução ção de tin tintas tas “am “amigáv igávei eis” s” Menor teor de VOC (V (Voolati latile le Orga Organnic Co Com mpou pound) nd) ou COV COV Baix Baixoo odor dor, red redução ução de sol solvent ventees arom romáti áticos cos Menor teor de sólidos Substituição por emulsões – produtos de base aquosa
Funções básicas dos sistemas de pintura
Combi ombina naçã çãoo das das funç funçõe õess Decoração Proteção ção da base (du (durab rabili ilidade dos sub substra tratos) Impede corr corroosão de metai tais Reduz absorção de água de madeiras
Funç Funçõe õess espe especia ciais is Higiene Reta Re tard rdar ar cham chamaa Reduzir zir refl refleexão da rad radiação ção térmi rmica - con conforto rto térmi rmico Sinalização - a mais importante é a viária Segu Segura ranç nçaa do trab trabal alho ho Iden Identif tific icaç ação ão de tubu tubula laçõ ções es
Constituintes básicos
Veículo Resin sina, não volátil Solv Solven ente, te, volá volátil til Aditivos
Pigmentos Aditivos
Figura 1 - Composição Composição genérica genérica de tinta do do mercado mercado – Fonte: Gnecco, Gnecco, 2007 2007
Resina
Fração não volátil Aglutinante das partículas de pigmento Carac aracte terí ríst stic icas as rela relaci cion onad adas as com com a resi resina na:: Propri Prop ried edad ades es mecâ mecâni nica cass- traç tração ão,, elas elastitici cida dade de Permeabilidade Resistê istênncia cia ao intemperismo smo – rad radiação UV, água, poluentes Resistê istênncia cia quími ímica – alcal calinidade da argamassa Aderência
Pigmentos
Partículas finas – entre 0,1 µm e 5 µm praticamente insolúveis no meio onde estão dispersos Orgânicos – podem ou não apresentar solubilidade Solúveis: possuem alto poder de tingimento, são mais caros e mais tóxicos - também chamados corantes
Inorgânicos – influem no aspecto da pintura como cor, textura Inertes ou cargas – funções: enchimento, textura, resistência à abrasão (carbonato de cálcio, talco) Ativos - funções: Promover cor: dióxido de titânio, Propriedade anticorrosiva: zarcão, cromato de zinco Reflexivos: alta reflexão na região do infravermelho – esferas de vidro
Solvente
É volátil, por isso chamado de veículo volátil Não fazem parte da pintura após a sua secagem e cura O teor é corrigido conforme a necessidade momentos antes da aplicação. Varia conforme a absorção (porosidade) e Ex.: Tinta látex (emulsão aquosa): tem como solvente a água Funções básicas: Dissolver a resina – esmaltes, a óleo, epoxi Conferir viscosidade adequada para aplicação Influir na secagem
Solventes
Composição de diferentes naturezas químicas Hidrocarbonetos alifáticos - aguarrás Hidrocarbonetos aromáticos – xileno e tolueno Glicóis: butil glicol, acetato de etilglicol etonas: met et cetona , c c o exanona Álcoois: isopropílico, butílico, etílico
Aditivos
Substâncias adicionadas em pequenas proporções na tinta – entre 0,1% a 2% Proporciona funções específicas Biocidas: fungicidas, bactericidas, algicidas – ação contra m crorgan smos o g cos Reológicos: estabilizar emulsões - manter os pigmentos em suspensão, facilitar a aplicação Agentes dispersantes: tensoativos – facilitam a produção Secantes: aceleram a secagem de tintas alquídicas Antibolhas, antinatas
Formulação
Proporcionamento de matérias-primas para obter propriedades desejadas Formulação: envolve elevado número de matérias rim – r xim m n 1 n i diferentes O conhecimento da formulação permite prever algumas propriedades, mas mesmo assim é necessária a realização de ensaios de desempenho
Fração volumétrica de pigmentos (PVC)
PVC : parâmetro mais utilizado para descrever o
proporcionamento da composicão da tinta - termo em inglês de Pigment Volume Concentration rí i n rv m PV : r i elevada mudança nas propriedades da película como porosidade, flexibilidade, resistência aos agentes agressivos - termo em inglês de Critical Pigment Volume Concentration PVC =
Vp Vp + Vv
Vp = volume de pigmento
x100 Vv = volume de veículo sólido (não volátil)
Efeito do PVC nas propriedades da pintura
Figura 2 - Ilustra, qualitativamente, as mudanças de propriedades conforme a variação da fração volumétrica de pigmentos, PVC – Fonte: Ciullo, 2003
Fração volumétrica de pigmentos (PVC)
Tipo de acabamento
PVC (%)
Alto brilho
10 a 15
em r o
a
Acetinado
30 a 35
Fosco
35 a 45
Quadro 1 – Aspecto do acabamento da pintura em função da fração volumétrica de pigmentos, do PVC
Constituintes básicos
Figura 3 – Composição genérica de vários tipos de tinta – Fonte: Gnecco et al, 2007 *VOC – composto orgânico volátil
Fotos por MEV – aumento de 10.000xs
Figura 4 – Aspecto da superfície de pintura obtida com tinta de baixo PVC , acabamento semibrilho
Figura 5 – Aspecto da superfície de pintura obtida com tinta de alto PVC , acabamento fosco
Processo de fabricação
Figura 6 – Processo de fabricação das tintas (adaptado de Silva, 2005)
Tipos de sistemas de pintura
Fundo: produto destinado à primeira demão ou mais demãos sobre a superfície e funciona como uma ponte entre o substrato e a tinta de acabamento Selador:
aplicação em materiais porosos – argamassa e
madeira Primer: proteção anticorrosiva de metais e algumas vezes para madeira Washprimer: aumentar a aderência de metais não ferrosos Fundo preparador: promover a coesão de partículas soltas – pintura calcinada, argamassa sem coesão, gesso
Tipos de sistemas de pintura
Massa: correção de irregularidades da superfície já selada – produto pastoso e com elevado teor de cargas Tinta de acabamento: fornecer as propriedades necessárias para o fim a que se destina, inclusive tonalidade – parte visível do sistema de pintura
Constituintes dos sistemas de pintura
Figura 7 – Principais constituintes dos sistemas de pintura
Principais tintas e vernizes - USO
Substratos minerais porosos: concreto, reboco, argamassa, cerâmica, gesso Látex
(PVA, acrílico, texturas) Esmalte sintético (alquídica) Tinta epóxi Tintas base de cal (caiação), de cimento Tinta de base de silicatos alcalinos (sódio, potássio) – Selador para materiais porosos como argamassa Verniz – acrílico (base água e solvente), poliuretânico mono componente e bicomponente (base água e solvente), epoxi (base água e solvente) * Silicones – silanos e siloxanos
*geralmente usado em manutenção industrial
Principais tintas e vernizes - USO
Madeira e derivados À óleo Esmalte sintético (alquídica), base solvente e base
água
Impregnante (stains), base solvente e base água Verniz sintético, poliuretânico mono componente e com filtro
solar e poliuretânico bicomponente com filtro solar
PVC À óleo Esmalte sintético (alquídica), base solvente e base
água
Principais tintas e vernizes - USO
Substratos Metálicos, ferrosos e não ferrosos À óleo Esmalte sintético (alquídica), base solvente e base
água Esmalte sintético (alquídica), base solvente e base água, dupla ação Epóxi, base solvente e base água
Sistemas base água
Acrílicos e vinílicos Dispersão
aquosa contendo resina (emulsão), conhecidos no mercado como látex, pigmentos como o dióxido de titânio e/ou outros pigmentos coloridos, cargas e aditivos
acrílica (ácido metacrílico e o metacrilato de metila
copolimerizado com acrilato de etila ou butila) PVA (copolímeros de acetato de vinila com maleato de dibutila, fumarato de butila, versatato de butila) Tipos de acabamentos: o semibrilho, o acetinado e o
fosco São mais permeáveis a água do que os esmaltes sintéticos
Mecanismo de formação de filme a base de dispersão aquosa
Sol. Látex teor de sólido 20-50 % (massa) Estágio I Evaporação de água Coalescência
Figura 8 – Estágios da formação de um filme à base de dispersão aquosa (látex) (Uemoto, 1998)
Estágio II Deformação de partículas T≥TMFF Empacotamento e deformação das partículas Estágio III Cura T> Tg
í
ç ç
Formação de filme rígido
í
Sistemas alquídicos São constituídos por resinas alquídicas, pigmentos
orgânicos e inorgânicos ativos, cargas minerais inertes, secantes organo-metálicos (sais metálicos), aditivos e solventes como os hidrocarbonetos alifáticos
polihídrico) com anidrido ftálico (ácido polibásico) - são provenientes de poliésteres, resultantes de reações químicas entre polialcóois e ácidos graxos ou óleos. A combinação dos diferentes ingredientes controla a reação de polimerização, influenciando nas propriedades do produto final. Geralmente são fornecidas com solventes, e os produtos obtidos com esses polímeros formam película pela reação com o oxigênio (oxidação) do ar durante a exposição.
Sistemas bicomponentes - Resina epóxi e poliuretana
Resinas
epóxi
Resinas poliuretanas
Sistemas bicomponentes - Resina epóxi e poliuretana
Tempo
de vida útil (pot life): característica de tintas bicomponentes, que significa o tempo útil para a aplicação destas resinas, após a mistura dos dois componentes (bicomponentes) Ambas resinas possuem produtos de base aquosa ou base solvente São produtos mais impermeáveis a água e ao vapor de água do que esmalte sintético
Tintas epoxi bicomponente
S O L V E N T E R E S IN A E P O X I P IG M E N T O
S O L V E N T E A G E N T E D E C U R A
C O M P O N E N T E A (B a s e p ig m e n ta d a )
C O M P O N E N T E B “(catalisador)”
Figura 9 – Componente A é a resina epóxi e componente B é o agente de cura (Fonte: Gnecco, 2007).
Tintas epoxi bicomponente Um excesso de componente B torna a película dura e quebradiça, ao passo que um excesso de componente A torna a película mole e pegajosa
Mistura correta
Mistura incorreta
Figura 10 – Mistura de tinta epóxi bicomponente (Fonte: Gnecco, 2007)
Impregnantes para madeira
Conhecidos no mercado como stain , são absorvidos pela madeira, saturando-se parcial ou totalmente as fibras superficiais. Alguns produtos contêm hidrorepelente na formulação, como parafinas e ceras. Este tipo de produto pode ser encontrado nos acabamentos transparente ou semitransparente, sem a formação de barreira de proteção. O produto no acabamento semitransparente contêm baixos teores de pigmentos inorgânicos.
Impacto ambiental das tintas
Tintas e produtos para pintura: podem conter substâncias/elementos potencialmente tóxicos que causam efeitos na saúde dos seres vivos e mpac os no am en e.
VOC Metais pesados Biocidas
Impacto ambiental das tintas - VOC
VOC
Termo em inglês de Volatile Organic Compound e em português de Composto Orgânico Volátil (COV) Composto orgânico volátil que participa de reações São emitidos à atmosfera pelas tintas, principalmente as de base solvente, como a tinta a óleo, o esmalte sintético e em solventes como a aguarrás e thinner Composição: hidrocarbonetos aromáticos e alifáticos, hidrocarbonetos contendo halogênio, cetonas, ésteres, álcoois Ocorrência: durante as operações de pintura e secagem da tinta
Impacto ambiental das tintas - VOC
Efeitos
Afetam a saúde do trabalhador, resultando em problemas de saúde ocupacional e prejuízos na sua produtividade , , desidratação e irritação da pele, problemas na garganta e nos olhos, dor de cabeça e cansaço, levando à perda da concentração
Impacto ambiental das tintas - VOC
Emissão de VOC em ambiente externo Função da composição química dos solventes, produzindo
diferentes teores de ozônio - reatividade fotoquímica Ozônio troposférico: combinação de hidrocarbonetos s , x os e n rog n o, ra aç o e ca or Ozônio: um dos principais integrantes da névoa fotoquímica urbana - conhecida popularmente por smog (BREZINSKI, 1995)
Impacto ambiental das tintas - VOC
Emissão de VOC em ambiente interno fechado Ocorrência
de problemas característicos de SED (Síndrome de Edifícios Doentes) Sintomas mais comuns: irritação e obstrução nasal, es ra aç o e rr aç o a pe e, pro emas na gargan a e nos olhos, dor de cabeça e cansaço, perda da concentração
Impacto ambiental das tintas – Metais pesados
Pigmentos nocivos à saúde: antimônio, cádmio, cromo hexavalente, chumbo e mercúrio Presença em tintas de secagem ao ar e em fundos preparadores (primer)
Podem causar problemas de saúde ocupacional aos trabalhadores na fase de aplicação da pintura e como material de descarte e entulhos (resíduo) da construção civil.
Origens: Aditivos
secativos Pigmentos coloridos, geralmente nas cores vermelhas, amarelas, laranjas e verdes Pigmentos anticorrosivos em fundos preparadores
Impacto ambiental das tintas- biocidas
Biocidas: aditivos que servem para preservar a tinta, na forma líquida ou como película de pintura
Efeitos: a ação de agentes biológicos, como as ,
São susceptíveis à lixiviação por água
Os produtos de base mercurial estão sendo substituídos por produtos menos t óxicos - menor impacto ambiental
Diretrizes para a especificação de sistemas de pintura
Execução de pintura: deve ser considerada desde a fase da definição do projeto.
Exemplo: os detalhes de projeto influem durabilidade da pintura, principalmente em fachada externa de edifícios As condições do meio onde será exposta a superfície a ser pintada - grau de agressividade da atmosfera local, condições climáticas, o uso a que se destina a edificação, a natureza do substrato se alvenaria, madeira, gesso
Durabilidade da tinta
Resultado da interação entre o material e o ambiente que o cerca, incluindo aspectos de microclima Agentes de degradação: radiação solar, fatores climáticos, agentes biológicos, agentes poluentes, etc. Fatores influentes:
Tinta,
características do substrato condições do meio ambiente uso
Durabilidade
Previsão de vida útil Determinação das propriedades antes e após
envelhecimento sob condições de uso simuladas Natural: ensaio de longa duração. Exposição do material em Estações de Envelhecimento Natural pode-se assegurar uma degradação mais próxima à do real Acelerado: realizados em laboratório sob condições de uso simuladas em câmaras. É possível controlar a intensidade dos fatores de intemperismo, gerando resultados experimentais reprodutíveis
Durabilidade - degradação
Durabilidade: função do tipo de polímero, da sua formulação, microestrutura, composição química dos pigmentos, tipo de acabamento, aditivos presentes Degradação do material polimérico – ruptura de ligações na cadeia principal e redução de massa molecular Degradação da película – alteração de propriedades físico-químicas e mecânicas como coloração, brilho, manchas brancas ou escuras, pulverulência, fissuras, aumento de porosidade, perda da flexibilidade
Durabilidade - degradação
Luz: efeitos da radiação solar (λ entre 290 a 3.000nm), principalmente a ultravioleta (UV) (λ entre 280-400nm) que provoca as reações fotoquímicas.
Quanto menor o λ maior é a energia absorvida e maior potencial de ruptura de ligações químicas. O material se torna quebradiço, há alteração de cor
Calor: a temperatura varia conforme a localidade, estação do ano e efeitos como chuva ou neve
Durabilidade - degradação
Umidade: efeitos de água sob a forma líquida ou vapor como a de condensação, de chuva, do orvalho etc. É ela que fornece meios para a ocorrência da degradação
Efeitos cíclicos: a absorção e desorção de umidade no substrato podem causar fenômenos de expansão e retração volumétrica e de concentração de tensões dentro de um material
Ensaios normalizados na tinta líquida Propriedades
Métodos
Massa específica
NBR15382-06
Teor de sólidos
NBR15315-05
Teor de sólidos, resina e pigmentos
ASTM C 3723- 99
Identificação da resina por IV
ASTM D 3677
Poder de cobertura úmida
NBR14943-03
Tempo de secagem (medida instrumental)
NBR15311-05
Quadro 5 – Ensaios em tinta líquida (ABNT, 2005)
Ensaios normalizados na película seca Propriedades
Métodos
Cor e diferença de cor
NBR15077-04
Brilho
NBR15299-05
Grau de empolamento
NBR15381-06
rau e craqueamen o
-
Grau de calcinação
NBR15302-05
Crescimento de fungos em placas de Petri
NBR14941-03
Crescimento de fungos em câmara tropical
NBR15301-05
Envelhecimento acelerado (UV/condensa ção de água)
NBR15380-06
Intemperismo natural (Exposi ção em estações)
Proj. 02:115.29-029
Quadro 6 – Ensaios na película seca para avaliação de desempenho ao longo do tempo – durabilidade (ABNT, 2004)
Ensaios normalizados na película seca Propriedades
Métodos
Manchamento por água
NBR15304-05
Poder de cobertura seca
NBR14942-03
Abrasão úmida sem pasta abrasiva
NBR15078-04
ras o com pas a a ras va
-
Dureza König
NBR14946-03
Porosidade em pel ícula
NBR14944-03
Permeabilidade ao vapor de água
Proj. 02:115.29-017
Tração e alongamento
Proj. 02:115.29-041
Resistência a produtos qu ímicos
Proj. 02:115.29-026
Quadro 7 – Ensaios na película seca para avaliação de desempenho (ABNT, 2004) (1) Projeto de norma
Requisitos mínimos para tinta látex econômica nas cores claras – Especificação
Métodos de ensaios
Requisitos mí nimos
NBR14942-03: tinta seca
Poder de cobertura de
≥ 4,0 m2/l
NBR14943-03: tinta úmida
Poder de cobertura de
Razão de contraste ≥ 55%
NBR15078-04: Resistência à abrasão úmida sem pasta abrasiva
≥ 100 ciclos
Quadro 8 – Critérios usados para a verificação da conformidade de tinta látex econômica nas cores claras – NBR 15079 (ABNT, 2004)
Requisitos mínimos para tinta látex nas cores claras – Especificação (em consulta pública) Requisitos
Método Econômica de ensaio
Standard Fosca
Premium Fosca
Cobertura seca m²/L
NBR 14942
4,0
5,0
6,0
Cobertura úmida
NBR 14943
55,0
85,0
90,0
Abrasão úmida s/ pasta abrasiva Ciclos Abrasão úmida c/ pasta abrasiva Ciclos
NBR 15078
100
-
-
NBR 14940
-
40
100
Quadro 9 – Critérios usados para a verificação da conformidade de tinta látex nas cores claras – Projeto 02:115.29-051 (ABNT, 2007)
Ensaios normalizados para massa niveladora
Propriedades
Métodos
Absorção de água
NBR15303-05
Resistência à abrasão
NBR15312-05
Quadro 10 – Ensaios para massas niveladoras monocomponentes à base de dispersão aquosa
