PROCESSO DE FABRICAÇÃO DE TINTAS

LUAN RODRIGUES

RHAYANI MIGLIORINI

THIAGO COLODETTI

WILLIAN OISHI

Vila Velha, 06/11/2015

INTRODUÇÃO

• A ação do intemperismo sobre os materiais causa danos indesejáveis à economia e até à segurança em toda parte. Materiais como o metal, sem o recobrimento apropriado, são mais suscetíveis à deterioração. Desta maneira, as tintas, os vernizes e as lacas são usados como recobrimento superficial para proteger o material, evitar prejuízos e danos que podem ser irreparáveis;

• Segundo a Bíblia, Noé revestiu a arca com betume por dentro e por fora. Na antiguidade, o homem usava argila e vegetais que tinham pigmentos desejados. O ocre e o vermelho procediam das argilas. Para o preto, utiliza-se o carvão ou o óxido de manganês raspado das paredes das covas. Como aglutinante, utilizavam-se gorduras ou sangue de animais ;

• A mola propulsora para o avanço tecnológico deste mercado foi o desenvolvimento de novos polímeros (resinas) no século XX. Ao longo do tempo, os recobrimentos superficiais foram divididos em: tintas, vernizes, esmaltes, lacas, tintas de impressão, polímeros.

PERFIL DO SETOR

• Composto por produtos das linhas imobiliária, industrial e automotiva, o setor de tintas e vernizes tem números expressivos e grande potencial para crescimento;

• O mercado brasileiro de tintas já é bastante consolidado. as tintas são produtos fundamentais, superando assim a marca de um bilhão de litros de tintas produzidos anualmente;

• Este volume coloca o Brasil como o quarto produtor mundial de tintas, com um mercado formado por grandes empresas (nacionais e multinacionais) e fabricantes de médio e pequeno porte, voltados para o consumo em geral e para segmentos com necessidades específicas. Estima-se que mais de 400 indústrias operem atualmente no País, responsáveis pela geração de quase 16 mil empregos diretos;

ANO IMOBILIÁRIA REPINTURA IND.AUTOMOTIVA IND. GERAL TOTAL

2014 2.543 399 246 887 4.0752013 2.677 356 272 878 4.1832012 2.728 355 281 919 4.2822011 2.865 355 309 965 4.5032010 2.470 310 270 850 3.900

Faturamento (bilhões de dólares)

MATÉRIAS-PRIMAS

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

RESINAS PIGMENTOS CARGAS

ADITIVOS SOLVENTES

RESINAS

• As resinas são formadoras da película da tinta e são responsáveis pela maioria das características físicas e químicas desta, pois determinam o brilho, a resistência química e física, a secagem, a aderência, e outras;

• Atualmente, com exceção de trabalhos artísticos, as resinas utilizadas pela indústria de tinta são sintéticas e constituem compostos de alto peso molecular;

• As resinas mais usuais são as alquídicas, epóxi, poliuretânicas, acrílicas, poliéster, vinílicas e nitrocelulose;

PIGMENTOS

• Os pigmentos são substâncias insolúveis no meio em que são utilizados (orgânico ou aquoso) e têm como finalidades principais conferir cor ou cobertura às tintas;

• Os corantes são substâncias geralmente solúveis em água;

• Os corantes se fiam na superfície que vão colorir através de mecanismos de adsorção, ou ligações iônicas e covalentes enquanto que os pigmentos são dispersos no meio (tinta) formando uma dispersão relativamente estável;

• Há três grandes categorias de pigmentos: pigmentos inorgânicos, pigmentos orgânicos e pigmentos de efeito;

CARGAS

• As cargas são minerais industriais com características adequadas de brancura e granulometria sendo as propriedades físicas e químicas também importantes;

• Os minerais mais utilizados são: carbonato de cálcio, agalmatolito, caulim, barita , etc. Também são importantes os produtos de síntese ( cargas sintéticas ) como por exemplo: carbonato de cálcio precipitado, sulfato de bário, sílica, sílico-aluminato de sódio, etc.

• As cargas além de baratearem uma tinta também colaboram para a melhoria de certas propriedades: cobertura, resistência às intempéries, etc.

ADITIVOS

ADITIVOS

• Este grupo de produtos químicos envolve uma vasta gama de componentes que são empregados em baixas concentrações (geralmente <5%), que têm funções específicas como conferir importantes propriedades às tintas e aos revestimentos respectivos;

• Entre as propriedades estão: aumento da proteção anticorrosiva, bloqueadores dos raios UV, catalisadores de reações, dispersantes e umectantes de pigmentos e cargas, melhoria de nivelamento, preservantes e antiespumantes.

SOLVENTES

• São compostos (orgânicos ou água) responsáveis pelo aspecto líquido da tinta com uma determinada viscosidade. Após a aplicação da tinta, o solvente evapora deixando uma camada de filme seco sobre o substrato;

• Os solventes orgânicos são geralmente divididos em dois grupos: os hidrocarbonetos e os oxigenados. Por sua vez, os hidrocarbonetos podem ser subdivididos em dois tipos: alifáticos e aromáticos, enquanto que os oxigenados englobam os álcoois, acetatos, cetonas, éteres, etc.;

• A escolha de um solvente em uma tinta deve ser feita de acordo com a solubilidade das resinas respectivas da tinta, viscosidade e da forma de aplicação. Uma exceção importante são as tintas látex, onde a água é a fase dispersora e não solubilizadora do polímero responsável pelo revestimento.

PROCESSO DE FABRICAÇÃO

• A indústria de tintas é caracterizada pela produção em lotes, o que facilita o ajuste da cor e o acerto final das propriedades da tinta;

• Nas etapas de fabricação predominam as operações físicas (mistura, dispersão, completagem, filtração e envase), sendo que as conversões químicas acontecem na produção dos componentes (matérias-primas) da tinta e na secagem do filme após aplicação;

• O conceito mais importante para a indústria moderna de tintas é o da concentração de volume de pigmento (CVP), definida pelo volume do pigmento na tinta sobre o ela mesma mais o volume dos constituintes não voláteis do veículo da tinta;

• A CVP controla, em grande medida, certo fatores, como o lustre, a refletância, as propriedades reológicas, a lavabilidade e a durabilidade.

PROCESSO DE FABRICAÇÃO

• Os insumos são adicionados a um tanque (aberto ou fechado) provido de agitação adequado na ordem indicada na fórmula (documento básico para a produção de uma tinta);

• O conteúdo é agitado durante um período de tempo pré-determinado afim de se conseguir uma relativa homogeneização.

MISTURA

• O produto pré-disperso é submetido à dispersão em moinhos adequados. Normalmente são utilizados moinhos horizontais ou verticais, dotados de diferentes meios de moagem: areia, zirconita, etc. Esta operação é contínua, o que significa, que há transferência do produto de um tanque de pré-mistura para o tanque de completagem;

• É importante que as partículas (pigmentos, resinas, etc.) que compõem as tintas tenham um tamanho aceitável, pois pode comprometer a qualidade da tinta. Nesse contexto, as partículas em tamanho menor darão um nivelamento mais uniforme às tintas quando forem aplicadas ;

• Durante esta operação ocorre o desagregamento dos pigmentos e cargas e ao mesmo tempo há a formação de uma dispersão maximizada e estabilizada desses sólidos;

• A dispersão maximizada e estabilizada permite a otimização do poder de cobertura e da tonalidade da tinta durante um período de tempo correspondente a validade da mesma.

DISPERSÃO (MOAGEM)

DISPERSÃO (MOAGEM)

• Em um tanque provido com agitação são misturados de acordo com a fórmula, o produto de dispersão e os restantes componentes da tinta;

• Nesta fase são feitos os acertos finais para que a tinta apresente parâmetros e propriedades desejados;

• Assim é feito o acerto da cor e da viscosidade, a correção do teor de sólidos, etc.;

• Em seguida, uma amostra é enviada ao laboratório para realizar testes de controle de qualidade – como: cor, viscosidade, tempo de secagem, dureza, flexibilidade, espessura por demão, identificação da resina na tinta, opacidade ou poder de cobertura e brilho.

MISTURAÇÃO (COMPLETAGEM)

• Aprovada a tinta no laboratório, essa é filtrada, visando a remoção de partículas sólidas (poeira ou sujeira), removendo as partículas acima do tamanho permitido;

• Filtro Sparkler: placas de metal com um papel de filtro ou tecido entre elas, em um filtro fechado. As principais vantagens do produto são: alta qualidade, confiabilidade e velocidade de filtragem;

• Filtro tipo Cartucho: Elementos filtrantes mecânicos com graus de filtragem diversos, utilizados em uma carcaça totalmente fechada;

• Filtros bag com meio filtrante em nylon / polipropileno ou poliéster: de diferentes graus de filtragem (micragem) conforme a qualidade do produto final. A principal vantagem é o que o produto não requer altos investimentos, a qualidade do filtrado pode ser ajustada apenas trocando o meio filtrante;

• Filtros automáticos/auto-limpante (pistão raspador, pistão rotativo): São filtros fechados sem exposição do operador e sem geração de compostos orgânicos voláteis.

• Após a filtração a tinta é envasada em latas ou tambores.

FILTRAÇÃO (ENVASAMENTO)

FILTRAÇÃO (ENVASAMENTO)

• Após o envase das tintas em tambores ou latas, a mesma é rotulada, embalada e encaminhada para o estoque.

ROTULAGEM

• O constituinte da tinta responsável pela formação da película é a resina. Logo, propriedades físico-químicas da tinta dependem do tipo de resina empregada na composição da tinta. Existem várias maneiras de se formar a película de uma tinta. Estes mecanismos de secagem são processos pelo qual um filme de tinta, após a sua aplicação, é convertido numa película sólida;

• A formação da película pode se dar pela evaporação de solventes. Entretanto, películas que se formam por esse mecanismo apresentam fraca resistência a solventes, pois a película pode ser redissolvida mesmo após a secagem completa das resinas. Resinas como as vinílicas, acrílicas, borracha clorada e betume se valem desse mecanismo para formar a película ;

• A oxidação também é um mecanismo para a formação da película. A evaporação de solventes ocorre nesse caso também. Porém, é a reação da resina com o oxigênio (O2) do ar que forma a película com as propriedades físico-químicas desejáveis. De maneira simples, ocorre uma atuação química do oxigênio nas duplas ligações dos ácidos graxos insaturados presentes nos óleos vegetais. Assim, o veículo fixo dessa tinta contém esses óleos.

PROPRIEDADES DAS TINTAS

• Outra maneira de formar-se a película é através da reação química de polimerização por condensação à temperatura ambiente. Nesse caso, as resinas são fornecidas pelo fabricante em dois componentes. Esses, só devem ser misturados quando a tinta for aplicada, pois quando juntos inicia-se uma reação química, formando uma solução pronta para ser aplicada. Resinas epóxi formam película dessa maneira;

• Quando a película forma-se por meio de calor, isso ocorre por polimerização térmica. São exemplos, os silicones e tintas em pó.

PROPRIEDADES DAS TINTAS

• RICHARDSON, J. F.; HARKER, J. H.; BACKHURST. J. R. Particle Size Reduction and Enlargement. Chemical Engineering - Particle technology and separation processes. 5. ed. Amsterdam, 2002. p. 95-107.

• SHREVE, R. N.; BRINK Jr., J. A. Indústrias de tintas e correlatos. Indústrias de processos químicos. 4. ed. Rio de Janeiro, 2008. p. 339-356.

• YAMANAKA, H. T.; BARBOSA, F. S.; BETTOL, N. L. A.; TAMDJIAN, R. M. M.; FAZENDA, J.; BONFIM, G.; FURLAMETI, F.; SILVA, L. E. O.; MARTINS, J.; SICOLIN, C.; BEGER, R. Tintas e Vernizes. São Paulo, 2006. 70p.

• ABRAFATI. O setor de tintas no Brasil. Associação Brasileira dos fabricantes de tintas. Disponível em : http://www.abrafati.com.br/indicadores-do-mercado/numeros-do-setor/

REFERÊNCIAS