AULA 7 Tintas

(1)

Tintas para Construção Civil

(2)

(3)

•

• Organização setorialOrganização setorial

www.abrafati.com.br

•

• O Brasil é um dosO Brasil é um dos

cinco maiores cinco maiores mercados mundiais mercados mundiais para tintas para tintas •

• Dados do setor:Dados do setor:

Faturamento líquido

2010:

2010: US$ 3,87 bilhõesUS$ 3,87 bilhões

V

Volume produzido olume produzido 2010:2010:

1,359 bilhão de litros 1,359 bilhão de litros Empregados diretos: Empregados diretos: 1818 mil mil Os

Os dez maioresdez maiores

fabricantes respondem

por

por 75% do total das75% do total das

vendas

MERCADO DE TINTAS

(4)

MERCADO DE TINTAS

•

• Segmentos do setor:Segmentos do setor:

•

• TintasTintas imobiliáriasimobiliárias::

79%

79% do volume total (V) do volume total (V)

e

e 59%59% do faturamento do faturamento

(F)

•

• Não industriaisNão industriais

(edificações)

•

• IndustriaisIndustriais

•

• Demais indústriasDemais indústrias

(eletrodomésticos, móveis, (eletrodomésticos, móveis, autopeças, naval, autopeças, naval, aeronáutica) aeronáutica):: 13%13% de Vde V e e 24,5%24,5% de F de F • • RepinturaRepintura automotiva

automotiva:: 4%4% de V de V

e

e 9%9% de F de F

•

• Automotiva originalAutomotiva original::

4%

(5)

TINTAS

•

• Misturas Misturas geralmentegeralmente no estado líquido no estado líquido

e de base polimérica

•

• Algumas de base mineral ou mistas Algumas de base mineral ou mistas

(cimento Portland ou cal hidratada e polímeros)

•

• Devem formar Devem formar película sólidapelícula sólida

aderente

aderente sobre uma superfície sobre uma superfície

(substrato)

•

• Devem promover Devem promover funçõesfunções

específicas

(6)

SISTEMA DE PINTURA

Loh (2007)

(7)

SISTEMA DE PINTURA

Gnecco, Maio/ 1997 A tinta é variável importante do sistema de pintura !!

(8)

• Acabamento e estética

• Valorização e conservação do ambiente

construído (histórico ou contemporâneo)

• Funções especiais

• Higiene

• Imagem e qualidade de serviços e produtos • Segurança industrial

• Outras mais específicas

(9)

•

Acabamento e estética !!

• Prioridade para a Arquitetura e a maioria das obras

comerciais e residenciais contemporâneas

• Simultaneamente ponderar necessidades do substrato e

outras funções do sistema

• Visão holística do projeto

FUNÇÕES SISTEMAS DE PINTURA

(10)

• Conservação e valorização

do ambiente construído

• Proteção do substrato – “pele”

• controlar permeabilidade

• à água e outros agentes

• durabilidade • corrosão do aço • lixiviação em concretos, argamassas • biodeterioração de madeiras...

FUNÇÕES SISTEMAS DE PINTURA

(11)

Escola de Cadetes do Exército – Campinas/SP

(12)

•

Imagem,

produtividade e

qualidade de

indústrias e empresas

• Efeitos na comunicação • No estado de espírito das

pessoas

• No resultado de serviços e

produtos

(13)

•

Higiene

• Hospitais • Ambientes de preparação de alimentos – tons claros como sinalização de assepsia

FUNÇÕES SISTEMAS DE PINTURA

(14)

•

Segurança e sinalização industrial

Exemplo

•Tubulações: Vermelha = incêndio ; Amarela =

gás; Verde = água ; Azul = ar comprimido; Cinza

clara = vácuo; Laranja = produtos ácidos;

Púrpura = produtos alcalinos; BRANCA = vapor;

Cinza escura = eletrodutos e conduítes

• •

(15)

•

Outras mais específicas

• retardar chama • anti-estática

• luminescência – sinalização viária ou industrial • tintas “frias” - refletivas da radição

próxima à infravermelha

(16)

TINTAS - CONSTITUINTES

Figura adaptada da revista Pintura industrial/Sherwin-Williams

látex V e í c u l o

(17)

SOLVENTE ou VEÍCULO VOLÁTIL

• Fração volátil da tinta • Controla reologia

• Aplicação

• Conduz a resina para

aumentar o contato com a superfície de aplicação • Compostos orgânicos dissolvem a resina • Hidrocarbonetos • alifáticos • Aguarrás, naftas • aromáticos • Toluol, xilol

• Álcoois, cetonas glicóis • Tipo e teor regula o VOC

(“Volatile Organic Compound”)

• Água forma emulsão com

(18)

SOLVENTE ou VEÍCULO VOLÁTIL

Após evaporação do veículo volátil, a tinta resulta com teor de sólidos por

volume de 70 %

(19)

FRAÇÃO VOLÁTIL x VOC*

(Fonte: Gnecco, Mariano e Fernandes, 2005).

*A ASTM D 3960-05 define VOC como sendo qualquer composto que participa de reações fotoquímicas na atmosfera

(20)

RESINA

• Veículo não volátil • Aglutinante dos pigmentos • Controla • aderência, • elasticidade, • permeabilidade, • resistência química, • resistência ao intemperismo •

Resinas comuns

• PVAc • Acrílicas • Alquídicas (esmaltes) • Epoxídicas • Poliuretânicas

(21)

PIGMENTOS

•

Pós entre 0,1

m

m e 5

m

m, insolúveis no

solvente

•

Ativos (ou opacos)

•

Inertes (ou cargas)

(22)

PIGMENTOS

• Ativos (ou opacos)

• Coloração

• Durabilidade do filme

• Proteção da resina pelo

elevado índice de refração (TiO₂, esferas de vidro) –

também usados nas tintas

“frias”

• Proteção anti-corrosiva do

substrato

• Inertes (ou cargas)

• Enchimento • Textura

• carbonato de cálcio, talco • Resistência à abrasão

(23)

PIGMENTOS ATIVOS

•

Coloração

• Sistema Munsell de classificação de cor

(2000 cartelas)

REFLETÂNCIA (%) COR OBSERVAÇÕES 90,0 BRANCA  refletância máxima em tintas

59,1 CINZA CLARA

36,2 CINZA MÉDIA

9,0 CINZA ESCURA

(24)

PIGMENTOS ATIVOS

• Proteção anti-corrosiva de aço carbono

• Cromato de zinco e zarcão (Pb₃O₄) em desuso – saúde –

metais pesados

• Zinco metálico – teor deve ser alto na película seca

• Fosfato de zinco – não tóxico, transparente, dissolve em

vapor de água do filme e adere ao aço, uso com pigmento vermelho e tipo barreira (Fe₂O₃)

• Pigmentos tipo barreira: óxidos de ferro e alumínio,

caulinita e outros de base mineral

(25)

PIGMENTOS INERTES ou CARGAS

•

Texturas

•

Alta espessura

•

Presença de

grãos maiores

(riscos)

•

Variedades de

acabamento

(26)

ADITIVOS

• Emulsificantes • estabilidade e suspensão dos pigmentos, facilitar aplicação • Dispersantes • tensoativos ou umectantes • Interfaces sólido/ar; sólido/líquido • Plastificantes < dureza > flexibilidade • Biocidas • Fungicidas, algicidas, bactericidas • Antibolhas • Antinatas • Secantes

Conferem propriedades espec

í

ficas, usados

em baixo teor

–

0,1 a 2%

(27)

Exemplo de composição de uma

tinta látex

Componente Exemplo Proporção (%)

Função

Resina PVA 30 Formação da película

Pigmentos Rutílio Litopônio

25 Fornecer cor e opacidade

Carga Talco 5 Distribui

pigmentos Aditivos di-n-butilftalatos compostos de mercúrio 0,1 a 3 Plastificantes Fungicidas Emulsificante sabões 2 Estabiliza a

emulsão Fase líquida água 30 Forma o

veículo

(28)

ESQUEMA FABRICAÇÃO

Pigmentos e Aditivos balcão do varejo

15 ou mais tipos de materias primas

(29)

TINTAS

–

FORMAÇÃO DO FILME

• Por secagem: apenas evaporação do solvente.

Lacas* acrílicas, vinílicas e as de nitrocelulose

•

Por secagem e polimerização em emulsão

(ou por emulsificação posterior à

adição/condensação): Látex acrílico, vinílico

Gnecco, Maio/ 1997

(30)

FORMAÇÃO DO FILME EM LÁTEX

Estágio I: Evaporação da água_–ambiente e substrato Estágio II: Deformação de partículas por coalescência Dispersão aquosa (látex) com teor de sólidos entre 20 e 50%

Estágio III: Filme seco e polimerizado

Adaptado de Uemoto, 1998

(31)

TINTAS

–

FORMAÇÃO FILME

• Por “cura”: reação da resina com um

agente endurecedor

• “Cura” por oxidação: além da evaporação

de solventes, os óleos que fazem parte das resinas alquídicas reagem com o oxigênio do ar

(32)

TINTAS

–

FORMAÇÃO FILME

• “Cura” por polimerização com catalisador:

Tintas Bi-componentes - o componente B é o agente de cura e reage com a resina do

componente A. Ocorre ainda a evaporação dos solventes. Exemplo: resinas epoxídicas e

poliuretânicas

(33)

TINTAS - FORMAÇÃO FILME

No filme seco:

Tipo e quantidade relativa DA RESINA e DOS PIGMENTOS na soma total dos constituintes sólidos regulam:

- Brilho,

- Aderência - Flexibilidade

- Permeabilidade à água e ao vapor de água - Resistência a agentes químicos

- Resistência ao intemperismo (natural ou acelerado por câmaras)

O teor de pigmento em volume (PVC) é uma medida usual de dosagem para controle dessas propriedades

(34)

(35)

Loh, 2007

(36)

•

Tintas alto brilho a

semibrilho

>> resina < pigmento (10 a 30%) •

Tintas acetinadas a

foscas

< resina > > pigmento (30 a 45%) 35 luz luz úmida seca

(37)

EFEITOS DO PVC

“PVC = Pigment

volume content = Proporção relativa em massa ou volume, no total de pigmento mais resina “Critical Pigment Volume Concentration” ou “Fração Volumétrica Crítica de Pigmentos” Loh, 2007

(38)

SISTEMAS DE PINTURA

VARIÁVEIS NAS ESPECIFICAÇÕES

(39)

SISTEMAS DE PINTURA

VARIÁVEIS NAS ESPECIFICAÇÕES

•Primer ou tinta de fundo: primeira demão sobre o

substrato (ponte para melhor aderência acabamento). É também anti-corrosiva para o caso de aço carbono

•Washprimer: aderência da pintura a metais não

ferrosos

•Fundo preparador: coesão de partículas soltas –

pintura calcinada, argamassa sem coesão, gesso

•Selador: aplicação em materiais porosos – argamassas

e madeira, evita absorção desigual da tinta de acabamento pelo substrato

•Massa niveladora: baixo teor de solvente, deve ser

(40)

Seqüência de aplicação das tintas

C o n c r e t o C o n c r e t o Massa Massa Primer Primer Acabamento Acabamento E R R A D O C E R T O

(41)

SISTEMAS DE PINTURA

VARIÁVEIS NAS ESPECIFICAÇÕES

MEIO INTERNO EXTERNO

AMBIENTE Úm id o Seco Industrial Seco

Agressivida de Umidade (alta) Umidade (normal) Sol, Chuva, Umidade (alta), Fulígem, Poeiras de produtos químicos, Gases SO₂ , NO, NO₂ CO₂ e H ₂S Sol, Chuva, Umidade (normal), Poeira de areia

(42)

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

Umidade e temperatura: efeitos de água sob a

forma líquida ou vapor como a de condensação, de chuva, do orvalho etc. 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

SISTEMAS DE PINTURA

(43)

Látex PVA

• Poli (vinil acetato)

•

termoplástico

•

temperatura de transição vítrea superior a

70

o

_C

  H H O H C C O C C -H -H H

(44)

Látex PVA

• Poli (vinil acetato)

•

Predominante no mercado

•

Boa durabilidade em ambientes secos

•

Degradação

• hidrólise em contato com ácidos e bases fortes • perde resistência em contato prolongado com a

água

• não deve ser especificado para exterior

(45)

Látex ACRÍLICO

• Ácido acrílico ou metacrílico

• Termoplástico • Estável

• calor, • luz,

• agentes químicos e água

(46)

TINTAS LÁTEX ACRÍLICO e PVA

•

ECONÔMICA

(interior)

•

STANDARD e

•

PREMIUM

(exterior)

•

Acabamentos

semi brilho;

acetinado e

fosco

•

Usos

•substratos porosos •argamassas •concretos •rochas •cerâmica •gesso

(47)

LÁTEX ACRÍLICO x PVA

•

Acrílico é superior

< permeabilidade < solubilidade água > resistência a álcalis > durabilidade frente UV •

Acrílico + cara

•

PVA preferido

para interior

(48)

Tintas alquídicas

• Esmaltes sintéticos • Ácidos graxos modificados • poliálcoois (radical OH) • ácidos de carboxilas (COOH) • óleos secantes • Em substratos com álcalis livres • Ácidos graxos livres formam sabão (saponificação) • Relativamente permeáveis • Ambientes internos ou externos normais

• Mais indicadas para

(49)

(50)

Tintas epóxi

• Termofixas • Muito impermeáveis • Suscetíveis à UV – calcinação superficial (gizamento) • Sistemas de pintura marítima ou

industrial com tintas poliuretânicas • Aplicação • ambientes quimicamente agressivos • precisam ser aplicadas em substrato resistente pois sofrem retração pela reação de cura

(51)

(52)

TINTA HOSPITALAR

(53)

Tintas poliuretânicas

• Excelente resistência à maresia, à água, à corrosão e

à abrasão • Quando bi-componente • grande dureza • elevada durabilidade • Usos • Proteção de concreto

• Embarcações como tinta de fundo • Em sistemas mistos com epóxi

(54)

PERMEABILIDADE AO VAPOR DE ÁGUA

g/m

22

_/dia

_Resina

H

₂₂

O

ALQUÍDICA ALQUÍDICA EPOXÍDICA EPOXÍDICA POLIURETÂNICA POLIURETÂNICA

Fonte: Prof.Eric.V.Schmid - Exterior Durability of Organic Coatings

100 100 20 20 10 10

Vapor

de

água

Vapor

de

água

(55)

Sílicagel Sílicagel ou ou Cloreto de Cálcio Cloreto de Cálcio Vapor de água Vapor de água 100%100% UR UR 100% 100% UR UR

g/m

2

_/dia

tempo tempo m a s s a m a s s a

(56)

Selador epóxi +

(57)

(58)

“VERNIZES”

• Propriedades ditadas pelas características da resina formadora do filme • Exemplo em ordem crescente de resistência a atmosferas agressivas: • Verniz acrílico • Verniz epóxi • Verniz poliuretano • Ausência de pigmentos: • Transparentes • Durabilidade é menor comparativamente a tintas pela ausência de pigmento(s) de

proteção da resina

• Variações de

semi-brilho a fosco são

obtidas por adição de carga muito fina

• Subtratos ao natural –