Após aditivação da emulsão polimérica com 1%, 3% e 5% em massa dos agentes coalescentes denominados A, B e C foi possível determinar a TMFF de cada mistura conforme demonstrado na Figura 6.1:
Figura 6.1 – Curvas de TMFF após aditivação.
Fonte: O próprio autor.
Observa-se na Figura 6.1 o comportamento geral das emulsões poliméricas aditivadas, no qual o incremento de agente coalescente promove a redução da TMFF. Neste caso, a Amostra B apresentou maior poder de redução de TMFF.
Linearizando cada uma das curvas obtidas, obteve-se a equação da reta equivalente a cada amostra. Com estes dados, foi possível estipular a quantidade em massa necessária de cada agente coalescente, para que a mistura pudesse vitualmente formar filme a zero grau Celcius. Diz-se
0 5 10 15 20 25 0% 2% 4% 6% TMFF (ª C) Porcentagem em massa Amostra A Amostra B Amostra C
32 virtualmente pois não ocorre formação de filme nesta temperatura, devido ao ponto de congelamento da água.
Os valores obtidos (Tabela 6.1) foram utilizados na formulação de tinta, que será discutida posteriormente no tópico 6.2.
Tabela 6.1 – Porcentagem de agente coalescente para formação de filme a zero grau Celcius.
Fonte: O próprio autor.
Determinação da Dureza Konig
A análise de dureza (Figura 6.2) permitiu verificar que o incremento na quantidade de agentes coalescentes amolece a emulsão polimérica. Isso se deve ao fato de que estamos adicionando substâncias que atuam como co-solventes.
Figura 6.2 – Curvas de dureza após aditivação.
Fonte: O próprio autor.
Com o passar do tempo, detectou-se que a evaporação destes co-solventes devolveu parcialmente a dureza as aplicações fazendo com que elas
Agente coalescente % em massa R² A 7,30% 0,9825 B 5,80% 0,9460 C 8,80% 0,9342 0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 0% 1% 2% 3% 4% 5% 6% D u re za (Cicl o s) Porcentagem em massa Amostra A Amostra B Amostra C
33 adquirissem características semelhantes à de uma emulsão não aditivada. Para ilustrar este fato, a figura 6.3 demonstra a avaliação de dureza das amostras aditivadas com 5% de coalescente no início e após intervalos de tempo.
Figura 6.3 – Aumento da dureza com o tempo
Fonte: O próprio autor.
A amostra não aditivada apresentou o mesmo valor de dureza em todas as medições. Outro fator evidenciado pela figura 6.3 é que misturas contendo agentes coalescentes com menor ponto de ebulição apresentaram maior aumento de dureza. Já as amostras aditivadas com coalescentes de maiores pontos de ebulição retiveram estes co-solventes por mais tempo na aplicação, mantendo a dureza em poucos ciclos.
- 10 20 30 40 50 60 Amostra A
Amostra B Amostra C Amostra não aditivada
Dureza (Ciclos)
34 6.2. AVALIAÇÃO DA TINTA
Determinação da Resistência à abrasão úmida
Os testes de resistência à abrasão úmida (Figura 6.4) evidenciaram o fato de que os agentes coalescentes que permanecem mais tempo na formulação melhoram a formação de filme da tinta aplicada. Consequentemente, verificou-se aumento na quantidade de ciclos necessários para desgastar a aplicação.
A Amostra não aditivada e a Amostra A não apresentaram formação de filme eficiente, fator que justifica a baixa quantidade de ciclos necessários para desgastar suas aplicações.
Figura 6.4 – Resistência à abrasão úmida de tintas
Fonte: O próprio autor.
Determinação do tempo de secagem
Este aspecto foi diretamente influenciado pelas aditivações e suas características com relação ao ponto de ebulição. Detectou-se que conforme foi aumentado o ponto de ebulição do agente coalescente, maior foi o tempo de secagem da tinta.
Os resultados (Figura 6.5) apresentam aspectos positivos e negativos, positivos pelo fato de que aumentando o tempo aberto (ou tempo de secagem) ocorrerá melhor formação de filme. Entretanto, se a tinta demorar muito para
22 25
169
188
Amostra não aditivada
Amostra A Amostra B Amostra C Resistência à abrasão úmida (Ciclos)
35 secar, poderão ocorrer imprevistos tais como lavagem pela chuva, e este é um fator crítico para sua qualidade.
Figura 6.5 – Tempo de secagem
Fonte: O próprio autor.
Estabilidade
A avaliação de estabilidade se mostrou dentro dos padrões aceitáveis para todas as tintas testadas, exceto para a amostra C que apresentou queda acentuada de viscosidade após sete dias em estufa. Esta queda de viscosidade ocorreu provavelmente devido a interações químicas não abordadas neste trabalho. 11 12 15 21 Amostra não aditivada
Amostra A Amostra B Amostra C
36
Figura 6.6 – Estabilidade das tintas
Fonte: O próprio autor.
87 84 80 89 89 86 82 90 89 86 84 92 97 92 97 78 0 25 50 75 100 125 Amostra não aditivada
Amostra A Amostra B Amostra C
E stab il id ad e ( K U)
37 7. CONCLUSÕES
Com base nos resultados obtidos, conclui-se que os agentes coalescentes são aditivos muito versáteis, podendo ser aplicados em formulações de tintas visando melhoria da formação de filme e consequentemente de sua resistência á abrasão.
Entretanto, detectou-se a necessidade de controlar a quantidade destes aditivos nas formulações de tinta. Este fato é necessário pois agentes coalescentes também afetam outras características da tinta, tais como tempo de secagem, onde sua presença em excesso pode acarretar em um tempo de secagem muito longo, permitindo que a tinta seja lixiviada por chuva e até mesmo que algum tipo de sujeira fique retida na aplicação.
Entre as amostras testadas, foram reprovadas as amostras A e C. Reprovou-se a amostra A devido a seu baixo desempenho com relação a resistência á abrasão úmida, além do fato deste agente coalescente ser um produto de alto COV (devido ao seu ponto de ebulição abaixo de 250ºC). Já a amostra C foi reprovada no teste de estabilidade em estufa após sete dias, isso foi levado em conta pois o teste simula o tempo e temperatura a qual uma tinta pode ser submetida em depósitos antes de chegar ao seu consumidor.
Em contrapartida, aprovou-se a amostra B já que esta apresentou resultados satisfatórios com relação a resistência á abrasão úmida, tempo de secagem e estabilidade.
De modo geral, este trabalho permitiu a avaliação do comportamento de agentes coalescentes em formulações de tintas decorativas base água e, como resultado adicional, possibilitou a aprovação de uma amostra que poderá ser utilizada em escala industrial posteriormente.
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