estudo das operações unitárias na fabricação de tintas, vernizes, pigmentos e correlatos

Acadêmicos:

Helton dos Santos Silva

Eduardo Feitas Silva

Juliano Duarte Wanderley

Tiago Maboni Derlan

ESTUDO DOS TÓPICOS OPERACIONAIS NO

PROCESSAMENTO DE PIGMENTOS, TINTAS E VERNIZES

Disciplina ministrada por: Luciano Matheus Tamiozzo

11.1.88.3310.1.88.2910.1.88.0510.1.88.25

INTRODUÇÃO

1. Caracterização e tópicos operacionais da

fabricação de verniz;

2. Tópicos operacionais na fabricação de

pigmentos;

3. Tópicos operacionais da fabricação de tintas;

4. Resumo das etapas de processamento

de pigmentos para fabricação da tinta.

CARACTERIZAÇÃO E TÓPICOS OPERACIONAIS DA FABRICAÇÃO DE VERNIZ

VERNIZ

Uma dispersão coloidal não pigmentada, ou solução de resinas sintéticas/naturais em óleos dissolvidos em solventes.

RESINAS

Fabricação do verniz consiste em dissolver depois cozinhar uma ou várias resinas duras em diluentes de petróleo e / ou óleos vegetais.

DAMAR

LACAPÍNUS

MASTÍQUE

COPAL

SOLVENTES• São adicionados à tinta para torná-la mais fluida

Tinner

• Aguarrás;

• Álcoois;

• Cetonas;

• Toluol;

• Xilol.

ADITIVOSQuadro 1. Função dos aditivos.

Fonte: ABRAFAT, 2012.

TIPOS DE SOLVENTES• OXIGENADOS

• Álcool Etílico Anidro Outros Fins;• Acetato de Etila;

• ALIFÁTICOS• Aguarrás Mineral;• Hexano BR;• SPB BR - Solvente para Borracha;

• AROMÁTICOS•  AB9;• Tolueno;•  Xileno;

• ESPECIAIS• Solbrax 60/106 ;

• AQUOSOS

MISTURAÇÃO E DISSOLUÇÃO POR AQUECIMENTO

O processo de dissolução e cozimento geralmente é feito em processo automatizado, por um reator equipado com sistemas de agitação e aquecimento.

TÓPICOS OPERACIONAIS NA FABRICAÇÃO DE PIGMENTOS

• Definição: material sólido finamente dividido, insolúvel no meio, utilizados para conferir cor, opacidade, certas características e outros efeitos.

• São usados amplamente nos recobrimentos de superfície, mas também em tintas de escrever, em plásticos, nas industrias de borracha, de cerâmica e de papel e linóleos, para atribuir coloração aos matérias.

PIGMENTOS

PIGMENTOSSegundo Mano e Mendes (1999), as principais funções dos pigmentos nas tintas são:

• Prover coloração e brilho;

• Proteger o componente-base (aglutinante) da degradação

por absorção ou reflexão das radiações solares;

• Inibir a corrosão de estruturas metálicas por ação catódica

ou anódica em tintas-de-base (“primer´s”);

• Aumentar a resistência mecânica superficial

das películas protegendo-as contra riscos.

PIGMENTOS BRANCOS

Pigmento Branco

Índice de Refração

Litros por 100 kg

Absorção de óleo

Pode de cobertura

Pode de coloração

Preços de 1975.

Em dólares

por quilogram

aÓxido de zinco 2,08 17,86 12-25 20 210 0,88

Dióxido de titânio

(anatásio)

2,55 25,70 20-25 115 1.250 0,88

Dióxido de titânio (rutílo)

2,76 23,87 18-22 147 1.600 0,88

Quadro 2 : Comparação entre os pigmentos brancos

Fonte: NORRIS, S. R; JOSEPH, A. B, 1997.

PIGMENTO BRANCO

Matérias-primas utilizadas na fabricação do Dióxido de Titânio:

• Ilemita Titanato de Ferro;

• Rutilo (Dióxido de Titânio);

• Anatásio (Dióxido de Titânio).

PIGMENTO BRANCO

Ilemita Titanato de Ferro:

Agente aditivo em:

• Composição de abrasivos;

• Fabricação de esmaltes matizados;

• Cargas de altos fornos, para melhorar

o fluxo metálico e proteger o

revestimento refratário;

• Revestimento de eletrodos utilizados

em solda elétrica.

PIGMENTO BRANCO

Rutilo ( Dióxido de Titânio)Componentes de:

• Revestimento de eletrodos utilizado em solda elétrica;

• Ligas de ferro titânio;• Agente aditivo na colorização e matização de

materiais cerâmicos (vidros, ladrilhos e louças de mesa).

Anatásio ( Dióxido de Titânio)

Fluxograma da Produção de Dióxido de Titânio

Fonte: NORRIS, S. R; JOSEPH, A. B, 1997.

TÓPICOS OPERACIONAIS DA FABRICAÇÃO DE TINTAS

TINTAS

É uma mistura de um líquido e um ou mais pós coloridos.

“Tinta é uma composição líquida, geralmente viscosa, constituída de um ou mais pigmentos dispersos em um aglomerante líquido que, ao sofrer um processo de cura quando estendida em película fina, forma um filme opaco e aderente ao substrato”. TONIETO, 2012.

• As matérias-primas básicas para a produção de quase todos os tipos de tintas são constituídas pelas resinas, pigmentos, solventes e aditivos.

MATÉRIA-PRIMA

Fonte: NORRIS, S. R; JOSEPH, A. B, 1997.

Figura: Fluxograma da misturação de uma tinta.

PROCESSO DE FABRICAÇÃO DA TINTA

O processo de fabricação pode ser resumido nas 4 etapas descritas abaixo:

• Pré-mistura;

• Pesagem;

• Misturador;

• Dispersão (Moagem);

• Completagem.

PRÉ - MISTURA

• Na etapa de pré-mistura a ação principal é a dispersão do pigmento que tem por objetivo principal a incorporação de partículas de pó em um veículo líquido, gerando uma mistura com certas propriedades como homogeneidade e estabilidade.

DISCO DISPERSORFigura: Disco dispersor.

Fonte: FACULDADE DE TECNOLOGIA DE SOROCABA, 2012.

PESAGEM

• Pesagem - A quantidade dos insumos é determinada de acordo com as propriedades desejadas para a tinta.

Figura: Balança usada na pesagem.

Fonte: FACULDADE DE TECNOLOGIA DE SOROCABA, 2012.

MISTURADORFigura: Misturadores.

Fonte: FACULDADE DE TECNOLOGIA DE SOROCABA, 2012.

MOAGEMNa etapa de moagem os equipamentos mais utilizados são:

• Moinho de bolas;

• Moinho vertical;

• Moinho horizontal;

• Moinho de esfera de vidro;

• Moinho a Areia.

MOINHO DE BOLAS

• Indicado para os pigmentos de difícil dispersão (os mais duros), ruidosos e operarem em bateladas, portanto sem grande flexibilidade no volume de produção. 

• Cilindro horizontal rotativo;• Cascateamento das esferas; • Choque e cisalhamento;• Dispersão dos pigmentos;

MOINHO A AREIA

• Moinho a areia. Este moinho é um tipo combinado de grãos redondos de areia, que moem e dispersão os pigmentos na câmara intermediária e moagem, seguida por uma peneira que retém a areia.

COMPLETAGEM

• A etapa de completagem, também podendo ser chamada de diluição, implica na redução da base com solventes, resinas ou veículo para dar à tinta as condições satisfatórias de aplicação

• O objetivo na preparação de tintas é atingir a maior uniformidade possível na mistura e é na etapa de completagem que se isso se conclui.

TANQUES PARA COMPLETAGEM

COMPLETAGEMAqui os equipamentos mais importantes utilizados são os chamados agitadores:

• Hélices Marinhas ou Marinheiros

• Turboagitadores

• Palhetas

HÉLICES MARINHAS OU MARINHEIROS

É um agitador de fluxo axial empregado para líquidos poucos viscosos, geralmente menores que 1.500 centipoises (ou 1,5 pascal).

PALHETAS

TURBOAGITADORES • são agitadores de múltiplas

lâminas com velocidades elevadas sobre um eixo normalmente centrado no tanque. Seu diâmetro varia de 20 a 50% do diâmetro do tanque. Suas lâminas podem ser retas ou curvas, inclinadas ou verticais. Este agitador é utilizado para pequenas e médias viscosidades, até 1.500 centipoises (ou 1,5 pascal).

TINGIMENTO• É a etapa onde se acerta a cor da tinta para o padrão

estabelecido.

CONTROLE DE QUALIDADE

• Viscosidade

• Brilho

• Cobertura

• Cor

• Secagem

ENLATAMENTO• Os produtos são colocados nas várias embalagens e

enviados à expedição.

RESUMO DAS ETAPAS DE PROCESSAMENTO DE PIGMENTOS

PARA FABRICAÇÃO DA TINTA

RESUMO DAS ETAPAS DE PROCESSAMENTO

2

6

1 43

5

7

8 9

v

12 13

1110

A diferença entre verniz e tinta, é que um verniz é

sempre transparente, enquanto que uma tinta

possui o chamado “poder de cobertura”.

VERNIZ + PIGMENTO = TINTA14

CONCLUSÃO

• ABRAFAT. Do que são compostas as tintas em geral?. 2012. Disponível em: <http://www.tintadequalidade.com.br/dicas/4-do-que-sao-compostas-as-tintas-em-geral/>. Acesso em: 08 dez. 2013.

• ÁGUIA QUIMICA. Solventes. 2011. Disponível em: <http://www.aguiaquimica. com/pt/produtos-categorias/51/solventes>. Acesso em: 05 dez. 2013.

• AMO PINTAR. Diluentes e Solventes. 2008. Disponível em: <http://www amopintar. com/aprender-online/diluentes-e-solventes.html>. Acesso em: 02 dez 2013.

• CETESP. Tintas e vernizes. 2008. Disponível em: <http://www.cetesb.sp.gov.br /tecnologia../producao_limpa/documentos/tintas.pdf>. Acesso em: 05 dez. 2013.

REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS

• EUCATEX. Produção de tintas e vernizes. 2012. Disponível em: <http://www. eucatex.com.br/Imagens/files/tintas/Fluxograma_Tintas.pdf>. Acesso em: 06 dez. 2013.

• MOREIRA, G. Produção de tintas e sua correlação com os materiais poliméricos. 2012. Disponível: <http://fatecsorocaba. edu.br/principal/pesq uisas/nuplas/dissertacoes/TCCs1sem-2012/ Geonir%20Moreira%20de%20Lima.pdf>. Acesso em: 07 dez. 2013.

• NORRIS, S. R; JOSEPH, A. B. Industria de Tintas e correlatos . Ed. 4ª. Editora Guanabara. pág: 339 à 356.

• PETROBRAS. Solventes. 2012. Disponível em: <http://www.br.com.br/wps/ portal/portalconteudo/produtos/quimicos/solventes/!ut/p/c4/04_SB8K8xLLM9 MSSzPy8xBz9CP0os3hLf0N_P293QwP3YE9nAyNTD5egIEcnQwtXM_2CbE dFAClsuxU!/>. Acesso em: 02 dez. 2013.

• Fonte imagens: www.google.com

REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS