Joana Marisa da Silva Gomes
outubro de 2015
Revestimentos baseados em Matérias-Primas de Fontes Renováveis
Universidade do MinhoEscola de Engenharia
Trabalho efetuado sob a orientação doProfessor Doutor José António Couto Teixeirae daEngenheira Inês Santos
Dissertação de Mestrado Mestrado Integrado em Engenharia Biológica Ramo de Tecnologia Química e Alimentar
DECLARAÇÃO
Nome
Joana Marisa da Silva Gomes
Título dissertação:
Revestimentos baseados em Matérias-Primas de Fontes Renováveis
Orientador(es):
Professor Doutor José António Couto Teixeira
Engenheira Inês Santos Ano de conclusão: 2015
Designação do Mestrado:
Mestrado Integrado em Engenharia Biológica
Ramo de Tecnologia Química e Alimentar
DE ACORDO COM A LEGISLAÇÃO EM VIGOR, NÃO É PERMITIDA A REPRODUÇÃO DE QUALQUER PARTE DESTA DISSERTAÇÃO
Universidade do Minho, ___/___/______
Assinatura: ________________________________________________
iii
Agradecimentos
Esta secção é destinada a todos aqueles que, de alguma forma, comigo se cruzaram neste
meu percurso de cinco anos de curso, mas, principalmente, nestes cinco meses de
desenvolvimento do presente projeto. Contudo, de entre todas, não posso deixar de destacar
aquelas pessoas que contribuíram para a minha motivação, de forma a produzir um bom
trabalho.
Ao Centro de I&D do Grupo CIN, na pessoa do Eng.º João Machado, pela oportunidade de
desenvolver a minha dissertação de mestrado em ambiente empresarial e por todo o
acompanhamento e recursos disponibilizados.
À minha orientadora na CIN, Eng.ª Inês Santos, pelos conhecimentos partilhados, pelo
acompanhamento diário, apoio, permanente disponibilidade, paciência e confiança depositada
em mim para o desenvolvimento deste projeto.
À Eng.ª Filomena Braga, pela preocupação e apoio, pelos conhecimentos partilhados e pela
confiança no desenvolvimento deste projeto.
Ao meu orientador da Universidade do Minho, o Professor Doutor José A. Teixeira, pela
orientação, disponibilidade e conhecimentos partilhados.
A todos os engenheiros e analistas do Centro I&D, nomeadamente à Ana Ferreira, Florisa
Pereira, Cristiana Alves e Manuel Pereira, por todo o apoio, colaboração, conhecimentos
partilhados, paciência, acompanhamento diário e boa disposição.
À Eng.ª Ana Teresa Almeida, aos engenheiros Carlos Pereira, Duarte Martins e Emanuel
Roriz, pelo apoio diário, companheirismo e pelos momentos de boa disposição e alegria
partilhados nas viagens entre Braga e o Centro I&D.
À pessoa mais importante da minha vida, a minha mãe, à minha irmã e ao Américo Cunha
pelo apoio incondicional, esforço, preocupação, compreensão, por ouvirem todos os meus
desabafos e por estarem sempre presentes, mesmo quando os dias eram difíceis. Obrigada por
fazerem parte da minha vida.
iv
Aos meus amigos, do ensino secundário, da universidade, do Pão de Forma, mas,
principalmente, às minhas Melhores Amigas, por todos os momentos de boa disposição, de
choro, de companheirismo, de apoio e por acreditarem sempre em mim.
Obrigada a todos!
v
“O êxito da vida não se mede pelo caminho que você
conquistou, mas sim pelas dificuldades que superou no
caminho.”
Abraham Lincoln
“Revestimentos baseados em Matérias-Primas de Fontes Renováveis”
vii
Sumário
Nos dias que correm, em qualquer indústria, há uma crescente preocupação com o impacto
dos seus produtos no meio ambiente e na saúde humana. No caso do mercado das tintas,
também existe essa preocupação, tendo-se desenvolvido tintas amigas do ambiente, com menor
teor em compostos orgânicos voláteis (COVs), que reduzam a pegada de carbono e que tentem
acompanhar e inovar nesta área, desenvolvendo novos produtos que marquem a diferença.
As matérias-primas com maior incidência na formulação do produto deste projeto são as
resinas alquídicas e é sobretudo nestas que há maior interesse, devido à possibilidade de
incorporar maior quantidade de material de origem natural, como óleos vegetais e ácidos gordos.
O principal objetivo do presente projeto é, pois, o desenvolvimento de uma tinta baseada em
matérias-primas renováveis (RRM), com uma relação RRM/qualidade/preço satisfatória. Na
persecução desse desiderato, foram desenvolvidas diversas tintas e no final foram comparadas
com tintas padrão (P1 e P2) e tintas da concorrência internacional (C1 e C2).
No decorrer do projeto foram testados antiespumas (AE1 e AE2), dispersantes (D1 e D2) e
diversas resinas alquídicas (A a F). Após a definição do antiespuma (AE2) e dispersante (D2) a
usar, foram testados diferentes teores de ligantes.
Perante os resultados obtidos é possível afirmar que as tintas padrão apresentam um melhor
desempenho em praticamente todos os ensaios, sendo que a tinta P2 tem melhor qualidade. No
entanto, estes produtos têm na sua constituição uma menor quantidade de RRM.
As tintas da concorrência internacional, de um modo geral, apresentaram performance
inferior às tintas experimentais para todos os testes realizados e, no caso das experimentais, o
produto com melhor comportamento corresponde à tinta 47 (Resina D). Esta apresenta um bom
desempenho nas diversas características testadas, sendo a mais resistente às cinzas (∆E = 1,6)
e à esfrega húmida, e a que apresenta melhor relação RRM/qualidade/preço, relativamente aos
produtos experimentais. Apresentando um teor de RRM igual a 51,8 % e em MBiobased igual a
20,3 %.
“Revestimentos baseados em Matérias-Primas de Fontes Renováveis”
viii
Palavras-chave: Matérias-primas renováveis (RRM); resinas alquídicas; índice de brancura
e de amarelecimento.
“Revestimentos baseados em Matérias-Primas de Fontes Renováveis”
ix
Abstract
Nowadays, in any industry, there is a growing concern with the negative impacts of its
products on the environment and human health. In the paint market, this concern it is also
present, promoting the development of environment friendly paints with low content of volatile
organic compounds (VOC’s), to reduce the carbon footprint and try to follow and innovate in this
area, developing new products that makes the difference.
The raw materials more focused on this project are the alkyd resins. These materials have
special interest to the project because they provide the possibility of incorporating greater amount
of natural material, such as vegetable oils and fatty acids.
The main goal of this project is the development of a paint based on renewable raw materials
(RRM), with a satisfactory relation RRM/performance/price. In pursuit of this goal, have been
developed different paints and compared with standard paints (P1 and P2) and with other of
international competition (C1 and C2).
During the project, were tested different antifoams (AE1 and AE2), dispersants (D1 and D2)
and various alkyd resins (A to F). After choosing the antifoam (AE2) and the dispersant (D2) to be
used, were produced paints with different concentrations of binder.
Analyzing the results, it is possible affirm that the standard paints have a better performance
in almost every tests and P2 has better quality. However, these products have a minor amount of
RRM in its composition.
The international competition paints, in general, have a lower performance comparatively to
the experimental paints at all the tests. In the case of experimental products, the product with
better quality corresponds to the paint 47 (Resin D). Presenting a good performance in the
multiple tests, being the most resistant to the ashes (∆E = 1,6) and to the scrub wet, and the
best relation RRM/performance/price, for experimental products. This product presents a RRM’s
proportion of 51,8 % and 20,3 % of MBiobased.
“Revestimentos baseados em Matérias-Primas de Fontes Renováveis”
x
Key-words: Renewable Raw Materials (RRM); alkyd resins; whiteness and yellowness index.
“Revestimentos baseados em Matérias-Primas de Fontes Renováveis”
xi
Notação e Glossário
ASTM – American Society for Testing and Materials
CE – Comissão Europeia
CEN – Comité Europeu de Normalização
CIN – Corporação Industrial do Norte, S. A.
COV – Composto Orgânico Volátil
∆E – diferença de cor
ENDS – Estratégia Nacional para o Desenvolvimento Sustentável
h – hora
ISO – International Standard Organization
PVC – Concentração Volumétrica de Pigmentos
PVCC – Concentração Volumétrica de Pigmentos Crítica
P/L – Razão Pigmento/Ligante
Mbio-based – Matéria bio-based
min - minuto
MN – Matéria Natural
NP – Norma Portuguesa
OMS – Organização Mundial de Saúde
P - Poise
RRM – Matéria-prima Renovável
t – tempo
“Revestimentos baseados em Matérias-Primas de Fontes Renováveis”
xii
UK – Unidades de Krebs
Wi – Índice de brancura
Yi – Índice de amarelecimento
“Revestimentos baseados em Matérias-Primas de Fontes Renováveis”
xiii
Índice Agradecimentos iii
Sumário vii
Abstract ix
Notação e Glossário xi
Índice xiii
Índice de Figuras xv
Índice de Tabelas xv
Índice de Equações xvi
Capítulo 1 – Introdução 1
1.1. Motivação e enquadramento 3
1.2. Apresentação da empresa 5
1.3. Contributos 6
1.4. Organização da tese 6
Capítulo 2 – Revisão da literatura 11
2.1. Definição de tinta 11
2.2. História da tinta 12
2.3. Composição de uma tinta 15
2.3.1. Extrato Seco 16
2.3.2. Resinas Alquídicas 20
2.4. Formação de filme de tinta 21
2.5. Processo de fabricação de uma tinta 23
2.6. Classificação das tintas 25
2.7. Parâmetros calculados para uma tinta 26
2.7.1. Teor de sólidos em peso e volume 26
2.7.2. P/L – Razão Pigmento/Ligante 27
2.7.3. PVC – Concentração Volumétrica de Pigmento 27
2.7.4. PVCC – Concentração Volumétrica de Pigmento Crítica 28
2.8. Matérias-primas Renováveis (RRM) 28
2.8.1. Legislação 29
2.8.2. Cálculo de teor em % MN, % RRM e % Mbio-based 32
“Revestimentos baseados em Matérias-Primas de Fontes Renováveis”
xiv
2.8.3. Sustentabilidade 33
2.8.4. COV’s e Pegada de Carbono 34
2.8.5. Ecocert 36
Capítulo 3 – Descrição técnica 39
3.1. Matérias-primas experimentais 41
3.2. Composição das tintas padrão 41
3.3. Composição das tintas da concorrência internacional 41
3.4. Análises de caracterização das tintas 43
3.4.1. pH 44
3.4.2. Viscosidade 44
3.4.3. Massa Volúmica 46
3.4.4. Índice de Brancura (Wi) e Índice de Amarelecimento (Yi) 47
3.4.5. Brilho 48
3.4.6. Opacidade Seca (RC) 49
3.4.7. Secagem 50
3.4.8. Aspeto de película 50
3.4.9. Estabilidade Acelerada 50
3.4.10. Resistência às cinzas 51
3.4.11. Fissuração Mudcracking 52
3.4.12. Resistência às nódoas (manchamento) laboratorial e prática 52
3.4.13. Resistência aos polimentos seco e húmido em laboratório e práticos 53
3.4.14. Resistência à esfrega húmida 54
3.4.15. Aplicação e avaliação de uma tinta quando aplicada a rolo e à trincha 54
Capítulo 4 – Resultados e Discussão 55
4.1. Desenvolvimento do produto 57
4.2. Otimização – 10 % em teor de resina 57
4.3. Otimização – 15 %, 18 % e 20 % em teor de ligante 63
4.4. Análise económica, do teor RRM e COV’s 84
Capítulo 5 – Conclusão 87
Bibliografia 91
Anexos 97
Anexo A – Caracterização das tintas 97
“Revestimentos baseados em Matérias-Primas de Fontes Renováveis”
xv
Índice de Figuras FIGURA 1 - EXEMPLO DE APLICAÇÃO DE TINTAS EM PINTURAS RUPESTRES NO PARQUE NACIONAL DA SERRA DA CAPIVARA, BRASIL.
(10) ..................................................................................................................................................... 13
FIGURA 2 - ESQUEMA REPRESENTATIVO DA CONSTITUIÇÃO DE UMA TINTA. (15) ................................................................. 15
FIGURA 3 - IMAGEM ILUSTRATIVA DO ASPETO FÍSICO DOS PIGMENTOS. (18) ....................................................................... 16
FIGURA 4 - ESQUEMA DE FORMAÇÃO DE FILME DE UM SISTEMA DE UMA DISPERSÃO POLIMÉRICA. (27) ..................................... 22
FIGURA 5 - GEOMETRIA DO EQUIPAMENTO PARA CONDIÇÕES ÓTIMAS DE DISPERSÃO. (30) .................................................... 24
FIGURA 6 – MEDIDOR DE PH UTILIZADO NOS ENSAIOS NO DEPARTAMENTO DE I&D DA CIN. ................................................. 44
FIGURA 7 - IMAGEM ILUSTRATIVA DO VISCOSÍMETRO STORMER UTILLIZADO NO DEPARTAMENTO DE I&D DA CIN. ......................... 45
FIGURA 8 - IMAGEM ILUSTRATIVA DO VISCOSÍMETRO ICI UTILIZADO NO DEPARTAMENTO DE I&D DA CIN. .................................. 46
FIGURA 9 - IMAGEM ILUSTRATIVA DO PICNÓMETRO (A) E DA BALANÇA (B) UTILIZADOS NO DEPARTAMENTO DE I&D DA CIN. ............ 47
FIGURA 10 - IMAGEM ILUSTRATIVA DE UMA MESA DE APLICAÇÃO (A), DE UM APLICADOR BIRD (B) E DE UMA CARTA LENETA (C)
UTILIZADOS NO DEPARTAMENTO DE I&D DA CIN. .............................................................................................. 48
FIGURA 11 - IMAGEM ILUSTRATIVA DE UM ESPECTROFOTÓMETRO UTILIZADO NO DEPARTAMENTO DE I&D DA CIN. ....................... 48
FIGURA 12 - IMAGEM ILUSTRATIVA DO MEDIDOR DE BRILHO UTILIZADO NO DEPARTAMENTO DE I&D DA CIN. .............................. 49
FIGURA 13 - IMAGEM ILUSTRATIVA DE UMA ESTUFA A 50 ᵒC UTILIZADA NO I&D DA CIN. ...................................................... 51
FIGURA 14 - EVOLUÇÃO DO WI EM EXPOSIÇÃO À LUZ AO LONGO DO TEMPO PARA TINTAS COM 10 % EM TEOR DE LIGANTE. ............ 59
FIGURA 15 - EVOLUÇÃO DO WI NO ESCURO AO LONGO DO TEMPO PARA TINTAS COM 10 % EM TEOR DE LIGANTE. ........................ 59
FIGURA 16 - EVOLUÇÃO DO YI EM EXPOSIÇÃO À LUZ AO LONGO DO TEMPO PARA TINTAS COM 10 % EM TEOR DE LIGANTE. ............. 60
FIGURA 17 - EVOLUÇÃO DO YI NO ESCURO AO LONGO DO TEMPO PARA TINTAS COM 10 % EM TEOR DE LIGANTE. ......................... 61
FIGURA 18 - EVOLUÇÃO DO WI EM EXPOSIÇÃO À LUZ AO LONGO DO TEMPO PARA AS TINTAS COM 15 % EM TEOR DE LIGANTE.......... 63
FIGURA 19 - EVOLUÇÃO DO WI NO ESCURO AO LONGO DO TEMPO PARA AS TINTAS COM 15 % EM TEOR DE LIGANTE. .................... 64
FIGURA 20 - EVOLUÇÃO DO YI EM EXPOSIÇÃO À LUZ AO LONGO DO TEMPO PARA AS TINTAS COM 15 % EM TEOR DE LIGANTE. ......... 65
FIGURA 21 - EVOLUÇÃO DO YI NO ESCURO AO LONGO DO TEMPO PARA AS TINTAS COM 15 % EM TEOR DE LIGANTE. ..................... 65
FIGURA 22 - EVOLUÇÃO DO WI EM EXPOSIÇÃO À LUZ AO LONGO DO TEMPO PARA TINTAS COM 18 % EM TEOR DE LIGANTE. ............ 67
FIGURA 23 - EVOLUÇÃO DO WI NO ESCURO AO LONGO DO TEMPO PARA TINTAS COM 18 % EM TEOR DE LIGANTE. ........................ 68
FIGURA 24 - EVOLUÇÃO DO YI EM EXPOSIÇÃO À LUZ AO LONGO DO TEMPO PARA TINTAS COM 18 % EM TEOR DE LIGANTE. ............. 69
FIGURA 25 - EVOLUÇÃO DO YI NO ESCURO AO LONGO DO TEMPO PARA TINTAS COM 18 % EM TEOR DE LIGANTE. ......................... 69
FIGURA 26 - EVOLUÇÃO DO WI EM EXPOSIÇÃO À LUZ AO LONGO DO TEMPO PARA TINTAS COM 20 % EM TEOR DE LIGANTE. ............ 73
FIGURA 27 - EVOLUÇÃO DO WI NO ESCURO AO LONGO DO TEMPO PARA TINTAS COM 20 % EM TEOR DE LIGANTE. ........................ 73
FIGURA 28 - EVOLUÇÃO DO YI EM EXPOSIÇÃO À LUZ AO LONGO DO TEMPO PARA TINTAS COM 20 % EM TEOR DE LIGANTE. ............. 74
FIGURA 29 - EVOLUÇÃO DO YI NO ESCURO AO LONGO DO TEMPO PARA TINTAS COM 20 % EM TEOR DE LIGANTE. ......................... 75
FIGURA 30 - GRÁFICO DA % BRILHO GANHO APÓS OS POLIMENTOS LABORATORIAIS PARA AS TINTAS COM 20 % EM TEOR DE LIGANTE.
........................................................................................................................................................... 77
FIGURA 31 - GRÁFICO DA % BRILHO GANHO APÓS OS POLIMENTOS PRÁTICOS PARA AS TINTAS COM 20 % EM TEOR DE LIGANTE. ...... 78
Índice de Tabelas TABELA 1 - COMPRIMENTO DE ÓLEO E RESPETIVO EFEITO NAS PROPRIEDADES DA RESINA (26) ............................................... 20
TABELA 2 – DIFERENTES VALORES DE PVC PARA DIFERENTES TIPOS DE TINTA (7) ............................................................. 28
TABELA 3 - CLASSIFICAÇÃO DOS COMPOSTOS ORGÂNICOS COM BASE NO SEU PONTO DE EBULIÇÃO (40)................................... 35
TABELA 4 - DESCRIMINAÇÃO DAS MATÉRIAS-PRIMAS EXPERIMENTAIS UTILIZADAS ................................................................. 42
TABELA 5 - RESULTADOS OBTIDOS DA AVALIAÇÃO DA SECAGEM E DO ASPETO DE PELÍCULA PARA AS TINTAS COM 15 % EM TEOR DE
LIGANTE ................................................................................................................................................. 62
“Revestimentos baseados em Matérias-Primas de Fontes Renováveis”
xvi
TABELA 6 - RESULTADOS OBTIDOS DA AVALIAÇÃO DA SECAGEM E ASPETO DE PELICULA PARA AS TINTAS COM 15 % EM TEOR DE LIGANTE
........................................................................................................................................................... 66
TABELA 7 - RESULTADOS OBTIDOS DA AVALIAÇÃO DA SECAGEM E DO ASPETO DE PELÍCULA DAS TINTAS COM 18 % EM TEOR DE LIGANTE
........................................................................................................................................................... 70
TABELA 8 - RESULTADOS OBTIDOS NA AVALIAÇÃO DA SECAGEM E ASPETO DE PELÍCULA PARA AS TINTAS COM 20 % EM TEOR DE LIGANTE
........................................................................................................................................................... 71
TABELA 9 - RESULTADOS DA MEDIÇÃO DE BRILHO DAS TINTAS COM 20 % EM TEOR DE LIGANTE .............................................. 72
TABELA 10 - RESULTADOS OBTIDOS DA APLICAÇÃO PRÁTICA DAS TINTAS EXPERIMENTAIS COM 20 % EM TEOR DE LIGANTE, TINTAS
PARÃO E DA CONCORRÊNCIA ........................................................................................................................ 76
TABELA 11 - RESULTADOS OBTIDOS NO TESTE DE ESFREGA HÚMIDA PARA AS TINTAS COM 20 % EM TEOR DE LIGANTE .................. 79
TABELA 12 - RESULTADOS OBTIDOS NO TESTE DE RESISTÊNCIA ÀS CINZAS E FISSURAÇÃO MUDCRACKING ................................. 79
TABELA 13 - RESULTADOS OBTIDOS NO TESTE DE RESISTÊNCIA ÀS NÓDOAS PARA AS TINTAS COM 20 % EM TEOR DE LIGANTE ......... 81
TABELA 14 - RESULTADOS OBTIDOS NO ENSAIO DE ESTABILIDADE PARA AS TINTAS COM TEOR EM 20 % DE LIGANTE ..................... 82
TABELA 15 - COMPARAÇÃO ENTRE RESULTADOS OBTIDOS PARA WI NA PÓS-PRODUÇÃO E PÓS ESTABILIDADE DAS TINTAS COM 20 % EM
TEOR DE LIGANTE ..................................................................................................................................... 83
TABELA 16 - COMPARAÇÃO ENTRE RESULTADOS OBTIDOS PARA YI NA PÓS-PRODUÇÃO E PÓS ESTABILIDADE DAS TINTAS COM 20 % EM
TEOR DE LIGANTE ..................................................................................................................................... 83
TABELA 17 - VALORES OBTIDOS PARA A ANÁLISE ECONÓMICA E % EM TEOR DE MN, RRM E MBIO-BASED PARA AS TINTAS COM 20 %
EM TEOR DE LIGANTE ................................................................................................................................. 85
TABELA A. 1. – RESULTADOS DA CARACTERIZAÇÃO DAS TINTAS EXPERIMENTAIS COM 10 % EM TEOR DE LIGANTE ........................ 97
TABELA A. 2. – RESULTADOS DA CARACTERIZAÇÃO DAS TINTAS EXPERIMENTAIS COM 15 % EM TEOR DE LIGANTE ........................ 98
TABELA A. 3. - RESULTADOS DA CARACTERIZAÇÃO DAS TINTAS EXPERIMENTAIS COM 18 % EM TEOR DE LIGANTE ......................... 98
TABELA A. 4. – RESULTADOS OBTIDOS DA APLICAÇÃO PRÁTICA DAS TINTAS COM 18 % EM TEOR DE LIGANTE ............................. 99
TABELA A. 5 - RESULTADOS DA CARACTERIZAÇÃO DAS TINTAS EXPERIMENTAIS COM 20 % EM TEOR DE LIGANTE .......................... 99
TABELA A. 6. – RESULTADOS DA CARACTERIZAÇÃO DAS TINTAS PADRÃO E DA CONCORRÊNCIA .............................................. 100
TABELA A. 7. – RESULTADOS DA CARACTERIZAÇÃO DAS TINTAS EXPERIMENTAIS COM 20 % EM TEOR DE LIGANTE, TINTAS PADRÃO E DA
CONCORRÊNCIA APÓS ESTABILIDADE ............................................................................................................ 100
Índice de Equações EQUAÇÃO 1 – EQUAÇÃO REPRESENTATIVA DA RAZÃO PIGMENTO/LIGANTE (P/L). (7) .......................................................... 27
EQUAÇÃO 2 – FÓRMULA QUE PERMITE CALCULAR O VALOR DE PVC. ............................................................................... 27
EQUAÇÃO 3 - FÓRMULA PARA CALCULAR A % MN DE UM PRODUTO. ................................................................................ 32
EQUAÇÃO 4 - FÓRMULA PARA CALCULAR A % RRM DE UM PRODUTO. .............................................................................. 32
EQUAÇÃO 5 - FÓRMULA PARA CALCULAR A % MBIOBASED DE UM PRODUTO. ..................................................................... 32
EQUAÇÃO 6 - EQUAÇÃO A PARTIR DA QUAL SE OBTÉM O VALOR DA MASSA VOLÚMICA PARA CADA TINTA PRODUZIDA. ..................... 46
EQUAÇÃO 7 - EQUAÇÃO A PARTIR DO QUAL SE OBTÉM O VALOR DE ∆E. ............................................................................ 52
EQUAÇÃO 8 - EQUAÇÃO A PARTIR DO QUAL SE OBTÉM O VALOR DE % GANHO DE BRILHO. ..................................................... 53
Capítulo 1 – Introdução
“Revestimentos baseados em Matérias-Primas de Fontes Renováveis”
3
1.1. Motivação e enquadramento
O presente trabalho tem como tema “Revestimentos baseados em Matérias-Primas de
Fontes Renováveis”, ou seja, a produção de uma tinta tendo como matérias-primas as que
provêm de fontes renováveis. Tem como objetivos:
Desenvolver a formulação de uma tinta mate aquosa para interior, baseada na nova
geração de matérias-primas de fontes renováveis, permitindo a criação de um produto
que seja economicamente viável e ambientalmente apelativa, para minimizar a sua
contribuição para o aquecimento global;
Processar a formulação a nível laboratorial, realizar testes de avaliação de desempenho
e efetuar a comparação com outros produtos atualmente em comercialização: tintas
mate para interior, também baseadas em matérias-primas de fontes renováveis, e outras
tintas mate padrão para interior.
A parte de investigação deste trabalho foi realizada na empresa CIN (Corporação Industrial
do Norte, S.A.).
O estágio iniciou-se a dia 18 de Fevereiro de 2015 e, como já foi referido, foi desenvolvido
nas instalações da CIN, cidade da Maia. Teve a duração de aproximadamente cinco meses e, no
final desse tempo, era espectável ter, como produto final, uma tinta mate para interior elaborada
com base em matérias-primas renováveis.
As estratégias utilizadas para o desenrolar do estágio passaram pela pesquisa exaustiva de
toda a informação que se enquadrasse no tema, tal como produtos, semelhantes ou não, já
elaborados e presentes em mercado, matérias-primas e normas aplicáveis.
Para o desenvolvimento do projeto, o aproveitamento de todo o tempo disponível em
laboratório foi maximizado, assim como toda a ajuda do tutor interno da CIN, a Eng.ª Inês
Santos, bem como a ajuda dos restantes colaboradores do laboratório, e do tutor da
Universidade do Minho, o Professor Doutor José António Teixeira.
Nos dias que correm, em qualquer indústria, há uma crescente preocupação com o impacto
dos seus produtos no meio ambiente e na saúde humana. No caso do mercado das tintas
“Revestimentos baseados em Matérias-Primas de Fontes Renováveis”
4
também existe essa preocupação, tendo-se desenvolvido tintas amigas do ambiente com menor
teor em compostos orgânicos voláteis (COVs).
A procura de matérias-primas com menor impacto ambiental aumentou, pelo que os
fornecedores das mesmas estão a tentar acompanhar e inovar nesta área, desenvolvendo novos
produtos que marquem a diferença.
As matérias-primas com maior impacto na formulação do produto deste projeto são as
resinas alquídicas e é sobretudo nestas que há maior interesse, pois há maior possibilidade de
incorporar matérias-primas de origem natural, como óleos vegetais e ácidos gordos, reduzindo o
seu impacto no meio ambiente e na saúde humana.
As primeiras resinas para tintas eram produzidas com matérias-primas de fontes naturais,
baseadas em produtos da indústria petroquímica e óleos vegetais, nomeadamente óleo de
linhaça. No final do século XIX, passou-se a utilizar outros veículos nas tintas e, posteriormente,
apareceram as resinas fenólicas e alquídicas.
Na categoria dos secantes, não existem alternativas renováveis. No entanto, foram impostas
limitações, por exemplo, quanto ao uso de cobalto na constituição dos mesmos. Isto deve-se ao
facto de o cobalto ser um metal pesado e, como tal, ser tóxico para a saúde humana e para o
meio ambiente.
No caso dos espessantes, recorre-se a produtos celulósicos, como por exemplo
metilcelulose (MC) e hidroxiletilcelulose (HEC).
Os primeiros bactericidas eram constituídos por produtos mercuriais. Estes eram muito
eficazes e tinham um efeito duradouro. No entanto, devido à sua elevada toxicidade, deixaram de
ser utilizados.
Atualmente, já se fabricam alguns produtos para o mercado dos revestimentos com baixo
impacto ambiental. Exemplos disso são: a TerraGreen Matt Coating G5/75 produzida pela
Actega na linha TerraGreen, sediada na Alemanha, e a Resen Zylone Sheen VOC Free, uma tinta
aquosa desenvolvida pela Resene.
A primeira é uma tinta de base aquosa e tem cerca de 90 % de matéria renovável. No estado
líquido, tem odor natural a madeira, mas, após a secagem, não apresenta qualquer odor. Revela
“Revestimentos baseados em Matérias-Primas de Fontes Renováveis”
5
um efeito climatérico positivo, uma vez que emite apenas 0,2 % de COVs e é 75 % biodegradável.
As suas propriedades são comparáveis com as das outras tintas aquosas, mas tem o
inconveniente de amarelecer mais rapidamente. (1)
A Resene Zylone Sheen VOC Free aparece no mercado devido à crescente preocupação das
empresas com os impactos ambientais dos seus produtos e surge como um melhoramento da
Resene Zylone Sheen. Apresenta baixo odor, é lavável com água e pode ser aplicada em paredes
interiores. (2)
A empresa Benjamin Moore & Co desenvolveu, em 2008, a tinta Natura, cuja principal
característica é o facto de ter 0 % em teor de COVs. No entanto, em Fevereiro de 2014, a
mesma empresa, lançou no mercado a tinta Natura Renew. Este é o produto mais recente com
baixo impacto ambiental, sendo uma melhoria da tinta Natura. Apesar de ter um teor de COVs
de 0 %, contém cerca de 40 % de matérias-primas provenientes de fontes renováveis. Apresenta
odor quase neutro. (3)
1.2. Apresentação da empresa
A CIN é uma empresa que fabrica tintas, vernizes e produtos afins para interiores e
exteriores e que dedica a sua atividade a diferentes setores do mercado: Decorativos, Indústria,
Anticorrosão e Acessórios. Esta marca apareceu pela primeira vez em 1917 como Companhia
Industrial do Norte, CIN, e em 1926 foi constituída a CIN com a designação atual: Corporação
Industrial do Norte. Atualmente está sediada em dois continentes, Europa e África, e exporta os
seus produtos para vários mercados da Europa Central, América Latina, África e Ásia. Esta
empresa é líder de mercado em Portugal desde 1992 e líder do mercado ibérico desde 1995. (4)
(5)
A CIN ocupa o 53º lugar no ranking mundial de produtores de tintas e vernizes, segundo a
Coatings World Magazine de 2014. (6)
É de salientar a preocupação desta empresa com os impactos dos seus produtos no meio
ambiente e na saúde humana, demonstrada, por exemplo, com o desenvolvimento e
implementação de soluções tecnológicas para redução do teor de COVs.
“Revestimentos baseados em Matérias-Primas de Fontes Renováveis”
6
1.3. Contributos
Com a crescente preocupação das entidades responsáveis e das indústrias com o meio
ambiente e os impactos dos produtos finais na saúde humana, o desenvolvimento de produtos
mais verdes está a crescer e a tornar-se uma mais-valia para as empresas.
O desenvolvimento de revestimentos produzidos a partir de matérias-primas de fontes
renováveis é uma vantagem na medida em que permite criar um produto inovador com menor
impacto no meio ambiente e na saúde humana.
1.4. Organização da tese
A presente dissertação de mestrado está organizada em sete capítulos:
Capítulo 1 – Introdução: neste capítulo, faz-se uma pequena apresentação do
projeto através do enquadramento do tema, salientando a sua importância e
necessidade, explicitando os desenvolvimentos até agora conseguidos nesta área. É
ainda apresentada a especificação dos objetivos a alcançar, a empresa e os
contributos deste projeto para a mesma e a organização da estrutura da tese.
Capítulo 2 – Revisão da Literatura: de uma forma geral, neste capítulo, apresentam-
se alguns conceitos gerais sobre tinta e RRMs, para que melhor se possa
compreender o conteúdo da presente dissertação. São, ainda, abordados alguns
materiais renováveis, que permitem a substituição de compostos nocivos para o
meio ambiente e para a saúde humana, bem como os COVs.
Capítulo 3 – Descrição Técnica: é o capítulo que se destina à apresentação de todos
os procedimentos experimentais realizados nas tintas produzidas, de forma a se
poder escolher a melhor formulação e compará-la com tintas já comercializadas.
Capítulo 4 – Discussão e Resultados: são apresentados e discutidos todos os
resultados obtidos com o desenvolvimento do presente projeto.
Capítulo 5 – Conclusão: neste capítulo, são apresentadas as principais conclusões
obtidas com este projeto, sendo ainda realizado um balanço global, evidenciando o
“Revestimentos baseados em Matérias-Primas de Fontes Renováveis”
7
comportamento durante o tempo de estágio, os objetivos alcançados, as limitações
encontradas no decorrer do estágio e sugestões para trabalhos futuros.
O ponto 6 e 7 são, respetivamente, as referências bibliográficas da literatura
consultada para a realização da dissertação e os anexos, que funcionam como
complemento da informação apresentada ao longo da dissertação.
Capítulo 2 – Revisão da literatura
A forte ligação entre a indústria química e o uso de petróleo e seus derivados está a
contribuir profundamente para o aquecimento global. Pelo que, para diminuir os impactos
ambientais, o recurso às energias renováveis está a crescer assim como o reflexo da
preocupação das empresas com o desenvolvimento de produtos mais “amigos” do ambiente e
da saúde humana.
Os novos produtos desenvolvidos são considerados amigos do ambiente e produtos
“verdes”, na medida em que são constituídos, essencialmente, por produtos menos nocivos
para o ambiente e para a saúde humana.
“Revestimentos baseados em Matérias-Primas de Fontes Renováveis”
11
2.1. Definição de tinta
As tintas são misturas homogéneas de diversos componentes, como pigmentos, solventes,
ligantes e aditivos, que são aplicadas como um revestimento sobre os mais variados substratos.
(7) Podem apresentar-se sob a forma de pó, líquido ou pasta. No caso das tintas líquidas, são
constituídas por duas fases: uma fase líquida (matéria volátil) e uma fase sólida (extrato seco). (7)
Existem diversas aplicações de tintas, como: (8)
Proteger uma superfície do ataque de microrganismos, produtos químicos e da ação
do meio ambiente;
Facilitar a limpeza e a manutenção das superfícies, assegurando a higienização
constante das mesmas;
Melhorar o aspeto decorativo e a iluminação dos espaços no interior das habitações,
sendo que, neste ponto, o aspeto decorativo também se aplica ao exterior das
habitações;
Exercer um papel de sinalização de alguns equipamentos, tais como passadeiras e
parques de estacionamento, etc;
Ter um papel fulcral na prática desportiva, tornando os equipamentos mais atrativos
e duráveis e permitindo a distinção das equipas adversárias, por exemplo;
Auxiliar na segurança dos seres humanos, como, por exemplo, as tintas
antiderrapantes, e na segurança dos edifícios, utilizando tintas retardadoras de fogo,
etc.
Podem ainda ser utilizadas para a criação de obras arte, à semelhança do que fizeram Pablo
Picasso, Leonardo da Vinci e Michelangelo, por exemplo. (8)
As propriedades mais importantes numa tinta dependem do âmbito da sua aplicação,
definindo uma tinta a nível da qualidade. As propriedades podem ser:
Elevado poder de cobertura/opacidade;
Boa aderência do filme da tinta à superfície;
Elasticidade e capacidade de elongação;
Resistência a fungos e bactérias;
“Revestimentos baseados em Matérias-Primas de Fontes Renováveis”
12
Resistência a agentes químicos;
Resistência a condições adversas;
Impermeabilidade;
Facilidade de lavagem;
Máxima durabilidade;
Cor;
Bom poder decorativo.
Apesar das várias funções que uma tinta pode ter, a fundamental é o seu papel na proteção
das estruturas sob as quais é aplicada, como, por exemplo, a proteção dos metais perante a
oxidação, a prevenção do apodrecimento das madeiras devido à ação da humidade e proteção
das paredes perante a fissuração derivada da humidade.
2.2. História da tinta
O estabelecimento de uma data exata para assinalar o aparecimento da tinta é quase
impossível, uma vez que esta remonta a tempos muito recuados, ocupando um lugar
proeminente na história da humanidade. As primeiras aparições deste tipo de produto surgiram
pela necessidade do Homem em se expressar, mas logo se tornou um elemento decorativo,
tanto das habitações como de outros elementos decorativos e de corpos humanos. (9)
Na Pré-História, a tinta era utilizada com uma função puramente decorativa, era obtida a
partir de um procedimento muito arcaico, que recorria essencialmente a utensílios encontrados
na Natureza, como pedras, e os materiais coloridos (pigmentos) eram obtidos a partir de
materiais naturais, como, por exemplo, plantas e argila em pó às quais se adicionava água. (9) Na
Figura 1, pode observar-se um exemplo da aplicação das tintas nos tempos mais recuados, as
pinturas das cavernas.
Os egípcios também adotaram esta técnica de decoração e proteção das superfícies, mas,
apesar de num primeiro momento pintarem com materiais encontrados na Natureza, entre 8000
a 5800 a.C. descobriram os pigmentos sintéticos. Esta descoberta permitiu aumentar a panóplia
“Revestimentos baseados em Matérias-Primas de Fontes Renováveis”
13
de cores disponíveis, sendo que também se procedia à importação de alguns materiais para a
produção da tinta. (9) (11)
Figura 1 - Exemplo de aplicação de tintas em pinturas rupestres no Parque Nacional da Serra da Capivara, Brasil. (10)
Depois dos egípcios, foi a vez de os chineses iniciarem as descobertas neste ramo, mais
concretamente nas tintas para escrita. Foram encontrados manuscritos no ano de 2000 a.C.
que continham vestígios de nanquim (pigmento extraído do polvo). (11)
Há cerca de 6000 anos, os europeus começaram a usar as primeiras tintas para construção
civil. O processo de obtenção da mesma consistia na queima de pedra calcária, misturavam-na
com água. Aplicavam a cal resultante nas suas casas de barro, para as protegerem e
decorarem.
Os romanos aprenderam a fabricar tintas com os egípcios, mas, após a queda do Império
Romano, a arte de produção de tintas perdeu-se, sendo redescoberta na Idade Média pelos
ingleses. Tornou-se costume, nessa altura, devido ao surgimento da preocupação com a
proteção das superfícies. Durante os séculos XV e XVI, os italianos fabricavam os pigmentos e
resíduos para as tintas. As formulações das tintas eram o segredo de cada artista. (9)
“Revestimentos baseados em Matérias-Primas de Fontes Renováveis”
14
Ainda no século XV, os artistas começaram a utilizar óleos de secagem para pintar,
acelerando o processo de secagem, e adotaram o óleo de linhaça como solvente, que se
manteve o mais utilizado até ser substituído durante o século XX pelos solventes sintéticos. (12)
Em 1838 foi descoberto o primeiro polímero sintético – policloreto de vinil, PVC. Com a
revolução industrial, o processo de produção de matérias-primas tornou-se mecanizado, mas
apenas no século XIX, mais concretamente em 1867, os fabricantes de matérias-primas
começaram a introduzir no mercado as primeiras tintas. A mecanização do processo tornou
possível o aumento de escala da produção e é então que a indústria das tintas e revestimentos
começa uma evolução sem precedentes. (9)
A partir do início do século XX, mais precisamente com o desenrolar da primeira e segunda
guerras mundiais, ocorreu um grande desenvolvimento neste mercado devido ao aumento do
número de pesquisas na área da química e da engenharia.
Em 1920, surgiram as lacas e outros revestimentos tendo por base nitrocelulose e, em
1930, foram descobertas as primeiras resinas sintéticas. (13)
No final da década de 50, começaram a surgir novos produtos para revestimento de
superfícies, tais como tintas especiais para pintura de exteriores e novos tipos de esmaltes para
acabamento de automóveis. (14)
Na década de 60, as pesquisas incidiram na qualidade e variedade de resinas,
especialmente na sua capacidade de resistência a gases e agentes químicos, e, na década de
70, os governos de alguns países impuseram limitações no conteúdo de chumbo das tintas de
uso doméstico, devido a incidentes de envenenamento de crianças. (9)
A produção de tinta tornou-se uma das maiores atividades industriais do mundo e as
formulações de tintas tornaram-se cada vez mais complexas, de forma a não se destinarem
apenas ao embelezamento da superfície, mas a conferir-lhe algumas propriedades desejadas,
como, por exemplo, a impermeabilidade. Essas formulações têm ainda acompanhado as
preocupações com os seus impactos no meio ambiente e na saúde humana, como foi referido
anteriormente. Daí haver um grande investimento por parte da indústria das tintas e
revestimentos no desenvolvimento de produtos com menor impacto ambiental e na saúde
humana. Uma das grandes medidas para esta redução foi a limitação imposta pela legislação
“Revestimentos baseados em Matérias-Primas de Fontes Renováveis”
15
referente ao teor de COVs emitidos, diminuindo-o drasticamente. Atualmente, as tintas de base
aquosa são muitas vezes utilizadas para a substituição das tintas de base solvente. (9)
As tintas e revestimentos desempenham um papel fulcral na proteção e embelezamento de
tudo o que nos rodeia, tal como eletrodomésticos, habitações, barcos, carros, bicicletas,
computadores e outros, colorindo a nossa vida como o faziam na Pré-História.
2.3. Composição de uma tinta
Na constituição de uma tinta encontram-se diferentes compostos com funções específicas.
(7) Esta é dividida em Extrato Seco (parte sólida), a qual engloba pigmentos, cargas, ligante e
alguns aditivos que ficam retidos na superfície de aplicação após a secagem, e Veículo Volátil
(parte volátil) constituído por solventes, diluentes e aditivos que representam o que é evaporado
durante o processo de secagem (Figura 2). (7) (15)
Figura 2 - Esquema representativo da constituição de uma tinta. (15)
A escolha das matérias-primas a utilizar depende do tipo de tinta que se pretende produzir,
da sua aplicação final e do seu preço de mercado.
“Revestimentos baseados em Matérias-Primas de Fontes Renováveis”
16
2.3.1. Extrato Seco
O extrato seco é constituído por:
Pigmentos – são partículas sólidas e granulares (Figura 3), brancas ou coloridas,
que conferem cor, opacidade ou poder de cobertura, textura e tenacidade a uma
tinta. (16) São insolúveis em água, solventes e ligantes, permanecendo nestes em
suspensão. (7) Não devem ser confundidos com corantes, uma vez que os últimos
são solúveis no veículo. (17)
Figura 3 - Imagem ilustrativa do aspeto físico dos pigmentos. (18)
Atualmente, os pigmentos utilizados são, essencialmente, inorgânicos, de forma a garantir
constância na sua utilização e ação, a sua qualidade e a não ocorrência de problemas no
aumento de escala, no processo de fabrico.
A escolha dos pigmentos a usar depende da cor que se pretende fazer e das propriedades
do meio. Então, as características essenciais que um pigmento deve assegurar são: (7) (8) (19)
Cor – a composição química de um pigmento é o fator mais importante na
determinação da sua cor final. Esta resulta da absorção seletiva e consequente
reflexão de comprimentos de onda específicos do espetro de luz visível;
“Revestimentos baseados em Matérias-Primas de Fontes Renováveis”
17
Opacidade ou poder de cobertura – propriedade do filme que impede a
passagem da luz e, assim, oculta a superfície de aplicação (substrato). Mais
concretamente, corresponde à maior ou menor capacidade para obliterar a cor
ou as diferentes cores de um substrato;
Força corante – representa a medida da capacidade de um pigmento para
transmitir cor e informa sobre a quantidade de pigmento branco que é
necessária adicionar para conseguir e/ou corrigir uma dada intensidade.
Geralmente, quanto menor a quantidade necessária de pigmento branco, maior
a força corante do pigmento;
Resistência à luz e intempérie – capacidade da tinta não ser danificada pela
incidência de radiação ultravioleta (UV) e pela exposição a condições
climatéricas adversas. Esta característica é especialmente importante na
escolha de matérias-primas para tintas de exterior;
Facilidade de dispersão – representa a capacidade para os pigmentos se
espalharem, formando o menor número e tamanho possível de aglomerados;
Resistência à temperatura – permite que a tinta mantenha as suas propriedades
e o aspeto de película quando ocorrem variações de temperatura;
Propriedades anticorrosivas – capacidade de a tinta não ser danificada pela
ação da humidade, água e gases que se possam infiltrar na mesma.
As propriedades apresentadas pelos pigmentos resultam da combinação de dois efeitos: a
absorção de luz (que determina a cor e é influenciada pela estrutura química do pigmento) e a
difração da luz visível com a qual interagem.
Os pigmentos podem ser orgânicos, quando são constituídos, essencialmente, por carbono e
hidrogénio, por exemplo ftalocianina, ou inorgânicos, os quais apresentam um elemento metálico
na sua constituição, como, por exemplo, o dióxido de titânio (pigmento branco), dióxido de
cobalto (pigmento azul) e óxido de crómio (pigmento verde). (7) Os pigmentos orgânicos conferem
mais brilho às cores, têm elevada cromaticidade mas menor resistência a ataques químicos e
físicos, enquanto os pigmentos inorgânicos, apesar de terem menor brilho, são mais resistentes
a ataques e, por isso, são os mais adequados para aplicação em ambientes de exterior. (20) (16)
“Revestimentos baseados em Matérias-Primas de Fontes Renováveis”
18
Alguns pigmentos inorgânicos têm na sua composição chumbo, crómio e cádmio e, devido
aos perigos para o ambiente e saúde associados a estes elementos, tais pigmentos têm vindo a
ser substituídos.
Como foi supracitado, o poder de cobertura é uma das principais características desejadas
num pigmento e é diretamente proporcional ao índice de refração. Sendo que a elevada
opacidade das cores claras se deve à grande capacidade dos pigmentos responsáveis por essa
cor difratarem a luz e a elevada opacidade das cores escuras deve-se ao facto de esses
pigmentos absorverem a luz. (7)
Cargas, – ou pigmentos auxiliares, são substâncias inorgânicas de origem mineral
que podem ser utilizadas para ajustar e/ou matear o brilho, aumentar o teor de
sólidos e promover determinadas características, como resistência ao fogo e à
abrasão. Estas têm baixo poder de cobertura, baixo poder corante, pelo que não
interferem na cor das tintas, são insolúveis na resina e contribuem para o aspeto da
película. (7)
As principais características das cargas são a forma, o tamanho, a resistência mecânica e a
taxa de absorção de óleo. Distinguem-se facilmente dos pigmentos pelo facto de apresentarem
índices de refração mais baixos.
Estes constituintes podem ainda contribuir para a alteração da viscosidade e do preço da
tinta.
O comportamento das cargas é muito relevante para a qualidade e desempenho do produto
final, sendo que esse comportamento pode ser afetado pela cor e distribuição de tamanhos das
partículas. Relativamente à cor, estas podem ser brancas ou acinzentadas, dependendo do tipo
de carga e da quantidade de impurezas presentes. Podem ainda ser classificadas, de acordo
com a sua origem, como naturais ou sintéticas. Exemplos de cargas de origem natural são o
carbonato de cálcio (CaCO3), as sílicas, os talcos, e de cargas de origem sintética podem ser as
sílicas artificiais, o carbonato de cálcio precipitado, o sulfato de bário precipitado. (7) A escolha
adequada do tipo de carga a usar tem de ter em consideração alguns fatores: luminosidade,
absorção de óleo, contribuição para o poder de cobertura, resistência às condições do meio
“Revestimentos baseados em Matérias-Primas de Fontes Renováveis”
19
exterior e tamanho médio das partículas. Isto deve-se ao facto de estes constituintes terem
impacto num elevado número de características da tinta, como o teor de sólidos, a densidade, a
reologia, o brilho, a resistência mecânica e o aspeto da película. (7)
Resina – é o composto químico responsável pela aglomeração (ligação) das partículas
sólidas, mantém a tinta ligada à superfície (aumenta a adesão) e é o componente mais
importante da formulação de uma tinta. (21) É ainda responsável pela formação,
integridade e robustez do filme seco de tinta. (16) A sua escolha é responsável pela
obtenção de uma tinta de boa qualidade e condiciona a seleção do solvente, ou seja,
determinam o nível de desempenho do produto. Pode ser constituído por uma ou mais
resinas em solução (em solventes orgânicos), ou por resinas em dispersão aquosa e
podem ainda ser de origem sintética ou natural. (7)
As resinas de origem sintética resultam de reações químicas de polimerização, como
poliadição. Uma reação de polimerização consiste na ligação de vários monómeros por meio de
grupos funcionais reativos ou ligações duplas. A poliadição consiste na formação de um centro
ativo num monómero, através de agentes químicos ou físicos, ao qual se ligam sucessivamente
outros monómeros, pela reação química de adição, dando origem ao polímero. Exemplos de
resinas sintéticas são as resinas acrílicas, poliuretânicas, poliésteres e vinílicas. (15)
As resinas de origem natural podem ser de origem animal e vegetal, resultantes de
secreções de animais e exsudações de árvores e de outras plantas, respetivamente. Podem
ainda ser de origem mineral, no caso de serem obtidas a partir de restos de animais fossilizados.
Exemplos são as resinas de colofónia, copais e goma-laca. (15)
A adição de pigmentos ao veículo fixo reduz o seu brilho, daí ser importante a medição da
concentração volumétrica de pigmentos (PVC). O valor de PVC permite retirar algumas
informações sobre a tinta que se espera obter, isto porque, com o seu aumento, há diminuição
do brilho, da durabilidade e da resistência à esfrega. (22)
“Revestimentos baseados em Matérias-Primas de Fontes Renováveis”
20
2.3.2. Resinas Alquídicas
As resinas alquídicas são poliésteres modificados com ácidos gordos e/ou óleos vegetais,
podendo incorporar quantidades significativas de matérias-primas renováveis. (23)
Estes polímeros são obtidos através da reação de condensação entre polióis, álcoois
polihídricos, e poliácidos, ácidos polibásicos, na presença de ácidos gordos ou óleos.
Este tipo de material pode ser utilizado para produção de todo o tipo de revestimentos. Pode
decorar e proteger metal, mobiliário, veículos, edifícios, entre outros. Pode ainda ser usada como
camada isolante de fios esmaltados ou feitas em tinta de impressão para uso na indústria de
impressão e para fazer plásticos moldados. (24) É caracterizado pelas propriedades que confere
aos produtos finais, como brilho, secagem, adesão, molhabilidade, facilidade de aplicação,
excelente acabamento e grande compatibilidade com resinas de outra natureza química. No
entanto, a principal característica destas resinas é a sua polivalência, pois podem ser utilizadas
em variadas aplicações, dependendo da proporção das matérias-primas misturadas. (25)
Existem diferentes tipos de resinas alquídicas, sendo estes diferenciados quanto ao tipo e
quantidade de óleo ou ácido gordo utilizado na produção das mesmas. De acordo com o teor de
óleo, vulgarmente designado por comprimento de óleo, utilizado no processo de fabricação, as
resinas podem ser classificadas como curtas, médias ou longas e isto terá uma repercussão
direta nas propriedades do polímero final. Na tabela seguinte (Tabela 1) encontram-se
descriminados alguns efeitos do comprimento dos óleos nas propriedades da resina.
Tabela 1 - Comprimento de óleo e respetivo efeito nas propriedades da resina (26)
PROPRIEDADE RESINA CURTA RESINA MÉDIA RESINA LONGA
% ÓLEO OU ÁCIDO
GORDO
30-45 45-55 55-85
TIPO DE CURA
Química ou oxidativa;
secagem em estufa ou
ao ar
Oxidativa; secagem ao
ar
Oxidativa; secagem ao
ar
DUREZA Alta Moderada Moderada
“Revestimentos baseados em Matérias-Primas de Fontes Renováveis”
21
O principal inconveniente das resinas alquídicas é a tendência para amarelecer,
nomeadamente na ausência de luz. Isto ocorre devido à natureza das mesmas.
2.4. Formação de filme de tinta
Os revestimentos são aplicados no estado líquido (à exceção das tintas em pó) e, após um
certo período de tempo, convertem-se numa película sólida, seca e contínua. (8)
O processo de secagem e endurecimento de uma película de tinta é complexo e por vezes
de difícil explicação, pois a estrutura macromolecular constituída a partir do ligante, englobando
em si partículas dos pigmentos, cargas e aditivos que foram adicionados com fins diversos é que
vai permitir a formação duma película seca, dura e contínua.
No entanto, de um modo simples pode-se explicar a formação de película seca pela
predominância de um dos seguintes mecanismos: evaporação de solventes, coalescência e
reações de polimerização auto-oxidativa.
2.4.1. Secagem por evaporação de solventes
É o mecanismo de formação de película mais simples, no qual a evaporação do diluente
e/ou solvente, iniciado durante a aplicação da tinta sobre uma superfície, conduz à formação da
película seca.
2.4.2. Secagem física por coalescência
Este tipo de secagem acontece em tintas ou vernizes baseados em polímeros em dispersão
aquosa.
Após a aplicação do produto aquoso sobre um substrato, inicia-se o processo de formação
da película seca que é dividida em três etapas (Figura 4): (27)
“Revestimentos baseados em Matérias-Primas de Fontes Renováveis”
22
1. Concentração – após a aplicação das tintas de base aquosa, a água evapora e,
consequentemente, as partículas de pigmento e resina aproximam-se, diminuindo a
distância interpartícular e aumentando a concentração dos compostos. (8)
2. Compactação – aproximação das partículas de resina com maior intensidade devido
à tensão superficial exercida e à força capilar.
3. Coalescência – as forças de repulsão entre as partículas de resina são
ultrapassadas e estas unem-se, envolvendo as partículas de pigmentos e de cargas,
formando um filme contínuo. (8)
Figura 4 - Esquema de formação de filme de um sistema de uma dispersão polimérica. (27)
2.4.3. Secagem por polimerização auto-oxidativa
Em tintas em que predomina como ligante uma resina alquídica ou um óleo secativo, a
secagem do produto é devida principalmente à ocorrência da reação oxidativa ou de auto-
oxidação. Esta polimerização baseia-se no facto do ligante absorver o oxigénio do ar por um
processo auto oxidante.
“Revestimentos baseados em Matérias-Primas de Fontes Renováveis”
23
2.5. Processo de fabricação de uma tinta
O objeto de estudo deste projeto são tintas de base aquosa. Este tipo de produtos utilizam a
água como alternativa aos solventes orgânicos e, como tal, permitem diminuir a emissão de
COVs para a atmosfera. Estas tintas têm sido amplamente estudadas porque são considerados
uma tecnologia funcional e com reduzido impacto ambiental. Para além disso, permitem
diminuir a intensidade e agressividade do cheiro característico das tintas com base em solventes
orgânicos. (28)
Os principais passos para produção de uma tinta de base aquosa são:
1. Controlo da matéria-prima, para garantir que esta está em conformidade com os
requisitos do produtor e garantir a qualidade do produto final;
2. Pesagem e doseamento rigoroso das matérias-primas, de acordo com a formulação,
podendo esta etapa ser realizada manual ou automaticamente;
3. Pré-mistura da água, pigmentos, cargas e aditivos – os aditivos adicionados nesta
etapa são, essencialmente, dispersantes, molhantes, biocidas e antiespumas.
A adição destes componentes não é aleatória, de forma a garantir uma homogeneização
mais rápida e eficiente, a ordem de adição é a seguinte: água -> aditivos -> pigmentos orgânicos
-> pigmento inorgânicos -> cargas;
4. Dispersão/Moagem – é o processo mecânico de desagregação dos pigmentos e
cargas. Pode ocorrer num dispersor, no caso da dispersão, e num moinho, no caso
da moagem.
A dispersão consiste na disseminação dos pigmentos e cargas no veículo. A adição das
partículas sólidas deve efetuar-se muito lentamente, de forma a evitar a formação de
aglomerados de maiores dimensões. No final desta etapa, é importante estabilizar a dispersão
para prevenir a posterior possível aglomeração das partículas dispersas. (29)
Para se obter o máximo de rendimento possível da etapa de dispersão é necessário
submeter a determinadas condições a cuba e o dispersor. O parâmetro que deve ser conhecido
é o diâmetro do disco (D) e, a partir deste, consegue-se estabelecer os limites para os outros
parâmetros. Então, o diâmetro da cuba deve ter um valor situado entre 1.3 D e 3 D, o
“Revestimentos baseados em Matérias-Primas de Fontes Renováveis”
24
posicionamento do disco em relação à base da cuba deve compreender-se entre 0.25 D e 0.5 D
e o nível de enchimento da cuba deve fixar-se ente 0.5 D e 2 D. Na Figura 5, pode visualizar-se o
que foi referido anteriormente para o posicionamento do dispersor e dimensão dos
equipamentos de forma a funcionar nas condições que garantem a dispersão ótima.
Figura 5 - Geometria do equipamento para condições ótimas de dispersão. (30)
O sucesso desta etapa é avaliado pelo grau de dispersão da pasta. O grau de dispersão
avalia o nível de desagregação do pigmento ou a fineza da moagem, varia com o tipo de tinta e
permite avaliar a distribuição das partículas presentes na pasta de tinta. (29) Este é apurado
durante a produção e, para essa medição, recorre-se ao medidor de Hegman, vulgo medidor de
moagem.
Um medidor de moagem consiste num bloco de aço com uma série de ranhuras paralelas
muito pequenas, sendo que as ranhuras diminuem em profundidade de uma extremidade do
bloco para a outra, de acordo com uma escala colocada ao lado das ranhuras. É colocado uma
porção de tinta na extremidade mais profunda do bloco de aço e, com o auxílio de uma rasoira,
arrasta-se a tinta ao longo do bloco. A leitura é feita na escala marcada nas laterais do bloco
metálico, de acordo com a escala pretendida, em unidade Hegman (adimensional) ou em
micrómetros (µm).
A moagem é utilizada para colocar os materiais com o tamanho pretendido, pois, caso isso
não aconteça, pode haver alteração da qualidade da tinta. Existem diversos tipos moinhos, mas
a utilização de cada um implica a análise das propriedades pretendidas para a tinta.
“Revestimentos baseados em Matérias-Primas de Fontes Renováveis”
25
5. Acabamento – é a etapa onde ocorre a estabilização da dispersão e onde se
adicionam os restantes componentes da formulação da tinta: resina, aditivos e água;
6. Controlo da qualidade – são testes baseados em análises rigorosas e normalizadas
de determinadas características físicas e químicas do produto, tais como a força
corante, cor, pH, viscosidade, tempo de secagem, dureza, flexibilidade, poder de
cobertura de uma superfície e brilho, para garantir que os produtos obtidos estão de
acordo com o pretendido. Caso esteja tudo em conformidade com o previsto, o
produto segue para a etapa seguinte;
7. Filtração do produto de forma a promover a remoção de partículas sólidas
indesejadas. É ação importante para diminuir as perdas de produto devido a
contaminações e deformações, promovendo um aumento da produtividade e
consequente diminuição de custos.
A filtração é uma operação unitária que consiste na separação de sólidos indesejáveis,
através da passagem da tinta por um meio permeável e poroso;
8. Enchimento, rotulagem, armazenamento e expedição. (12)
2.6. Classificação das tintas
A evolução das novas tecnologias e as descobertas na área da química e engenharia do
processo tornaram o público cada vez mais exigente. Esta dualidade funciona como uma bola de
neve, isto é, quanto maiores os progressos, maior o grau de exigência dos consumidores. Por
outro lado, os produtores almejam permanente evolução, de forma a combater os produtos
lançados pela concorrência.
Atualmente, o mercado das tintas apresenta uma grande diversidade de produtos que, de
certa forma, pretendem satisfazer todas as exigências dos consumidores.
A classificação das tintas pode ser feita com base no setor do mercado a que estas de
destinam: (7)
“Revestimentos baseados em Matérias-Primas de Fontes Renováveis”
26
Tintas decorativas ou de construção civil, para paredes interiores e tetos,
produtos para fachadas e telhados, vernizes para soalhos e esmaltes para
madeira e metal;
Tintas industriais, para metais, madeira e plásticos;
Tintas para proteção anticorrosiva, para estruturas de aço e betão armado.
No caso da natureza do solvente, como foi referido anteriormente, as tintas podem ser tintas
de base aquosa ou de base de solvente.
2.7. Parâmetros calculados para uma tinta
A avaliação do nível de desempenho de uma tinta não é baseada apenas nas características
obtidas a partir das análises técnicas que esta apresenta. Existem alguns parâmetros que são
importantes para definir se uma tinta tem qualidade ou não e são característicos de cada
formulação. Esses parâmetros são:
Teor de sólidos em peso e volume;
P/L – Razão Pigmento/Ligante;
PVC – Concentração Volumétrica de Pigmento;
PVCC – Concentração Volumétrica de Pigmento Crítica;
Razão PVC/PVCC.
2.7.1. Teor de sólidos em peso e volume
O teor de sólidos, em peso e volume, representa respetivamente a massa e o volume de
sólidos da tinta após a evaporação da parte volátil da tinta. (22)
Este parâmetro, em termos físicos, representa, no caso do teor de sólidos em volume, a
espessura de uma película seca obtida quando se aplica 100 µm de tinta. Dando um exemplo
concreto, uma formulação com 40 % de sólidos em volume irá apresentar 40 µm de película
seca, quando se aplicam 100 µm de tinta. (7)
“Revestimentos baseados em Matérias-Primas de Fontes Renováveis”
27
2.7.2. P/L – Razão Pigmento/Ligante
A razão Pigmento/Ligante representa a razão entre o peso dos pigmentos mais cargas e o
peso do ligante sólido (Equação 1). (7)
𝑃/𝐿 =𝑝𝑒𝑠𝑜 𝑑𝑜 𝑝𝑖𝑔𝑚𝑒𝑛𝑡𝑜 + 𝑐𝑎𝑟𝑔𝑎𝑠
𝑝𝑒𝑠𝑜 𝑑𝑜 𝑙𝑖𝑔𝑎𝑛𝑡𝑒 𝑠ó𝑙𝑖𝑑𝑜
Equação 1 – Equação representativa da razão Pigmento/Ligante (P/L). (7)
2.7.3. PVC – Concentração Volumétrica de Pigmento
A quantidade e relação entre pigmentos, cargas e ligantes adicionados a uma tinta
influenciam o nível de desempenho da mesma.
Esta relação permite definir o PVC (Equação 2) como o quociente entre a fração do volume
total de pigmentos e cargas e o volume de sólidos da tinta, constituído por pigmentos, cargas e
ligante. O PVC é expresso em percentagem. (22) (7)
𝑃𝑉𝐶 (%) =𝑉𝑝𝑖𝑔𝑚𝑒𝑛𝑡𝑜𝑠 + 𝑉𝑐𝑎𝑟𝑔𝑎𝑠
𝑉𝑝𝑖𝑔𝑚𝑒𝑛𝑡𝑜𝑠 + 𝑉𝑐𝑎𝑟𝑔𝑎𝑠 + 𝑉𝑙𝑖𝑔𝑎𝑛𝑡𝑒× 100
Equação 2 – Fórmula que permite calcular o valor de PVC.
Este parâmetro depende fortemente do tipo de pigmentos e cargas utilizados, bem como da
sua quantidade e da quantidade de ligante.
Na Tabela 2, é apresentado o valor de PVC (%) para diferentes tipos de tinta. É de notar que
a tinta mate é menos rica em ligante que a tinta brilhante, mas a primeira tem um valor de PVC
superior.
“Revestimentos baseados em Matérias-Primas de Fontes Renováveis”
28
Tabela 2 – Diferentes valores de PVC para diferentes tipos de tinta (7)
TIPO DE TINTA PVC (%)
TINTA MATE 50 – 75
TINTA ACETINADA 35 – 45
TINTA BRILHANTE 25 – 35
2.7.4. PVCC – Concentração Volumétrica de Pigmento Crítica
O valor deste parâmetro corresponde ao PVC de um filme de tinta, no qual a quantidade de
ligante presente é a quantidade mínima necessária para revestir todas as partículas de pigmento
e preencher completamente todos os espaços livres entre as mesmas.
Um aumento na quantidade de pigmentos, acima do PVCC, implica que a porosidade do
filme de tinta vai aumentar (aumentam os espaços vazios entre as partículas de pigmentos),
uma vez que todas as partículas de pigmentos não vão estar revestidas por ligante. (7) Isto trará
consequências ao nível da proteção do substrato, pois a permeabilidade da película à água e aos
gases aumenta.
Por outro lado, uma diminuição da quantidade de pigmento, abaixo do PVCC, é traduzida
numa situação em que a quantidade de ligante presente na formulação da tinta é suficiente para
revestir todas as partículas de pigmentos, diminuindo assim a porosidade do filme.
2.8. Matérias-primas Renováveis (RRMs)
Como tem sido referido ao longo da presente dissertação, atualmente existe uma crescente
preocupação por parte das empresas e entidades do setor com o impacto dos produtos no meio
ambiente e na saúde humana.
Uma nova geração de produtos está a chegar ao mercado, baseados em matérias-primas
provenientes da Natureza. Estes novos materiais podem ter diferentes denominações, consoante
a sua origem:
“Revestimentos baseados em Matérias-Primas de Fontes Renováveis”
29
Matéria Natural (MN) – matéria derivada da Natureza;
Matéria Renovável (RRM) – matéria derivada da natureza que é continua e naturalmente
reposta a um ritmo superior ao do seu consumo; (31)
Matéria bio-based (Mbio-based) – produto fabricado com materiais alternativos
provenientes da agricultura, da silvicultura ou de ambos. Numa definição mais genérica,
é um produto derivado da biomassa, entendendo-se por biomassa material de origem
biológica, excluindo material envolvido em formações geológicas e/ou fossilizadas. (32)
Apesar da simplicidade destes conceitos, na prática a sua distinção é mais complexa. Por
isso, foi necessário criar normas para facilitar essa distinção, uniformizar os conceitos e ainda
permitir a quantificação destes materiais em cada produto.
2.8.1. Legislação
De forma a normalizar e tornar possível uma comparação entre as diferentes matérias-
primas e produtos, foram publicadas normas relativas ao vocabulário, conceitos e métodos de
determinação do teor bio-based.
2.8.1.1. Norma EN 16575:2014 – Produtos bio-based – Vocabulário
A Norma EN 16575:2014 é uma norma europeia, aprovada pelo Comité Europeu de
Normalização (CEN) a 21 de Junho de 2014. (31)
Esta norma surge com a necessidade de compreender a definição de produto bio-based e a
forma como este tem vindo a ser usado. No entanto, é possível encontrar a definição de variados
conceitos ligados a produtos bio-based. (31)
É ainda de salientar a referência à importância de quantificar o teor em biomassa de um
produto, através da quantificação de matéria bio-based de cada produto ou do conteúdo de
carbono bio-based. (31)
“Revestimentos baseados em Matérias-Primas de Fontes Renováveis”
30
2.8.1.2. Norma CEN/TS 16766:2015 – Solventes bio-based – Requisitos e métodos de teste
A Norma CEN/TS 16766:2015 foi aprovada pelo CEN a 25 de Novembro de 2014. Foi
desenvolvida com o objetivo de definir como os critérios de desempenho, saúde, segurança e
ambientais podem ser determinados para o posicionamento dos solventes bio-based no
mercado. (33)
Apesar de ao longo deste projeto, se ter utilizado unicamente como solvente a água, é
importante salientar que atualmente já existem alternativas bio-based para os solventes.
2.8.1.3. Norma CEN/TR 16721:2014 – Produtos bio-based – Visão geral sobre os métodos de determinação do conteúdo bio-based
A Norma CEN/TR 16721:2014, aprovada pelo CEN a 21 de Julho de 2014, tem como
objetivo fornecer uma visão geral sobre os métodos de determinação do conteúdo bio-based de
produtos sólidos, líquidos e gasosos. (34)
Atualmente a quantificação do conteúdo em matéria bio-based é obtida através da
quantificação do isótopo Carbono 14 (14C), de acordo com a norma ASTM D6866-12. O carbono
tem um isótopo, 14C, que permite estabelecer distinção entre o carbono proveniente de
substâncias derivadas da biomassa e o carbono proveniente de substâncias de origem fóssil.
Devido ao decaimento radioativo deste isótopo, as substâncias de origem fóssil, que se
formaram entre vinte e trinta mil anos atrás, já não o apresentam na sua constituição. Por outro
lado, as substâncias recentes derivadas da biomassa terão o isótopo na sua constituição,
derivado do dióxido de carbono (CO2) atmosférico assimilado. Então, o isótopo 14C permite
identificar os produtos recentemente sintetizados com CO2 atmosférico. (34)
Neste documento são apresentadas três metodologias diferentes para determinar o mesmo:
(34)
1. Método utilizando a análise do carbono radioativo e análise elementar – este método
é baseado na verificação da composição dos produtos.
“Revestimentos baseados em Matérias-Primas de Fontes Renováveis”
31
A abordagem baseada na análise do carbono radioativo permite determinar apenas o
conteúdo bio-based em carbono de um produto, mas não quantifica o oxigénio, azoto ou
hidrogénio. Por outro lado, a abordagem elementar permite determinar o conteúdo de cada
elemento, no entanto não consegue fazer distinção entre a origem bio-based ou fóssil dos
recursos em estudo.
2. Métodos baseados na medição da razão estável isotópica – este método é utilizado
para rastrear e autenticar produtos alimentícios ou ingredientes. Contudo era uma
mais valia avaliar o potencial deste método para determinar o conteúdo bio-based de
um produto. Para tal era necessário criar uma base de dados de impressões digitais
isotópicas de matérias-primas e, assim, poder-se-ia rastrear esses materiais e
quantifica-los.
3. Método baseado no balanço material – o balanço material é feito com base na
criação de um fluxo de materiais bio-based. Nos casos em que se aplica este
método, as matérias-primas utilizadas devem estar bem caracterizadas, deve ser
fornecida informação sobre o seu teor bio-based.
2.8.1.4. Norma CEN/TS 16640:2014 – Produtos bio-based – Determinação do teor de carbono bio-based usando o método do carbono radioativo
A Norma CEN/TS 16640:2014, aprovada pelo CEN a 9 de Dezembro de 2013, foi
desenvolvida com o propósito de minuciar o método de determinação do conteúdo de carbono
bio-based em produtos usando o método do 14C e de funcionar como referência para
laboratórios, produtores, fornecedores e vendedores de materiais e produtos bio-based. (35)
Este método consiste na aplicação de métodos analíticos para determinar a idade dos
materiais que contêm carbono. (35)
“Revestimentos baseados em Matérias-Primas de Fontes Renováveis”
32
2.8.1.5. Norma ASTM D6866-12: Métodos de ensaio normalizados para determinação do conteúdo bio-based de amostras sólidas, líquidas ou gasosas usando a análise de carbono radioativo
A norma ASTM D6866-12 é muito semelhante à CEN/TR 16721:2014, uma vez que ambas
retratam os mesmos métodos para determinação do conteúdo bio-based de amostras sólidas,
líquidas ou gasosas. No entanto, a norma ASTM D6866-12 surgiu com o intuito de normalizar
esses métodos, uma vez que atualmente não existem normas ISO que o façam. (32)
2.9. Cálculo de teor em % MN, % RRM e % Mbio-based
Como foi supracitado, os conceitos de MN, RRM e Mbio-based são distintos e, como tal, a
forma de determinar as respetivas percentagens num produto também diferem. Contudo esta
diferença é relativa apenas às matérias-primas que contribuem para cada percentagem. Por
exemplo, a água é uma matéria natural, um recurso renovável mas não é uma matéria bio-
based, portanto apenas será contabilizada nas percentagens de MN e RRM. Em seguida são
apresentadas as fórmulas utilizadas para a determinação de cada percentagem. Estas foram
retiradas da norma CEN/TR 16721:2014. (34)
%𝑀𝑁 = ∑(%𝑀𝑁𝑖)
𝑛
𝑖
Equação 3 - Fórmula para calcular a % MN de um produto.
%𝑅𝑅𝑀 =∑ (%𝑅𝑅𝑀𝑖 × 𝑀𝑎𝑠𝑠𝑎𝑖)𝑛
𝑖
𝑀𝑎𝑠𝑠𝑎 𝑡𝑜𝑡𝑎𝑙 𝑑𝑎𝑠 𝑚𝑎𝑡é𝑟𝑖𝑎𝑠 𝑝𝑟𝑖𝑚𝑎𝑠
Equação 4 - Fórmula para calcular a % RRM de um produto.
%𝑀𝑏𝑖𝑜𝑏𝑎𝑠𝑒𝑑 =∑ (%𝑀𝑏𝑖𝑜𝑏𝑎𝑠𝑒𝑑𝑖
𝑛𝑖 × 𝑀𝑎𝑠𝑠𝑎𝑖)
𝑀𝑎𝑠𝑠𝑎 𝑡𝑜𝑡𝑎𝑙 𝑑𝑎𝑠 𝑚𝑎𝑡é𝑟𝑖𝑎𝑠 𝑝𝑟𝑖𝑚𝑎𝑠
Equação 5 - Fórmula para calcular a % Mbiobased de um produto.
“Revestimentos baseados em Matérias-Primas de Fontes Renováveis”
33
2.10. Sustentabilidade
Desenvolvimento sustentável, ou sustentabilidade, foi definido no Relatório de Brundtland
como o desenvolvimento que satisfaz as necessidades do presente sem comprometer a
capacidades das gerações futuras satisfazerem as suas próprias necessidades. (36) Atingir um
desenvolvimento sustentável implica o compromisso e parceria entre a administração e todos os
outros setores da sociedade, de forma a promover a qualidade de vida interligando à escala
local, regional, nacional e mundial as preocupações ambientais, sociais e económicas.
Entre 3 e 14 de Junho de 1992, realizou-se a Conferência das Nações Unidas para o Meio
Ambiente e o Desenvolvimento, no Rio de Janeiro, que teve com principal objetivo relacionar o
crescimento socioeconómico com o desenvolvimento, manutenção e proteção dos ecossistemas
da Terra. (37)
Com o crescente desenvolvimento das cidades e o impacto que este poderia ter nos
ecossistemas, em 2004 foram definidos e aprovados os Compromissos de Aalborg, que visam a
implementação prática de dez princípios de sustentabilidade: (37)
1. Administração;
2. Gestão local para a sustentabilidade;
3. Bens comuns naturais;
4. Consumo responsável e opções de estilo de vida;
5. Planeamento e desenho urbano;
6. Melhor mobilidade e menos trânsito;
7. Ação local para a saúde;
8. Economia local dinâmica e sustentável;
9. Equidade e justiça social;
10. Do local para o global.
Em Portugal, o desenvolvimento sustentável também é uma preocupação e, como tal, foi
criado um documento denominado Estratégia Nacional para o Desenvolvimento Sustentável
(ENDS). (37) A ENDS representa um conjunto de medidas que, partindo da atual situação do país,
permitam, num horizonte de doze anos, alcançar um rápido e notório crescimento económico,
uma maior coesão social e uma elevada preocupação com a proteção ambiental. (38) Neste
“Revestimentos baseados em Matérias-Primas de Fontes Renováveis”
34
documento é possível encontrar as estratégias utlizadas para alcançar a qualificação da
população ativa, um crescimento mais rápido da economia portuguesa, para assegurar um
modelo de desenvolvimento que integre a proteção ambiental, para contribuir a redução do
impacto negativo do posicionamento periférico de Portugal na Europa, para assegurar que as
instituições responsáveis pela satisfação de necessidades básicas consigam suportar as
exigências da população e para garantir a cooperação internacional em torno da sustentabilidade
global. (38)
A indústria das tintas também contribui para o desenvolvimento sustentável através da
disponibilização de produtos que têm sido fabricados com a possibilidade de se recriar o seu
ciclo de vida, que tenham em atenção o seu impacto ambiental e os resíduos que irão gerar pós-
utilização e que sejam produzidos com matérias-primas bio-based, como alternativa a outras de
origem escassa e poluentes. (39)
Atualmente, as entidades responsáveis estão preocupadas com o teor em COVs das tintas e
impuseram limitações a esse valor.
2.11. COVs e Pegada de Carbono
Os compostos orgânicos são constituídos, essencialmente, por uma cadeia carbónica e
hidrogénio. Estes compostos encontram-se em grande abundância no meio que nos rodeia,
podendo ter origem natural ou artificial, consoante o método de obtenção. Devido à emergente
preocupação com os impactos ambientais dos produtos orgânicos e sua diversidade e através de
estudos da qualidade do ar, em 1989, a Organização Mundial de Saúde (OMS) classificou os
compostos orgânicos com base no seu ponto de ebulição, como se pode observar na Tabela 3.
De todas as classes de compostos apresentadas anteriormente, a que tem maior relevância
para o mercado das tintas são as classes 2 e 3: os COVs e COSV.
Os COVs são hidrocarbonetos voláteis e são considerados gases com efeito de estufa, uma
vez que reagem com a luz solar e outros compostos da atmosfera, participando em reações
fotoquímicas, o que contribui para o aumento do aquecimento global. (14) Estes compostos são
“Revestimentos baseados em Matérias-Primas de Fontes Renováveis”
35
libertados para o meio durante o processo de pintura, sendo que a percentagem de emissão dos
mesmos depende do tipo de solvente que se está a utilizar. (11)
Tabela 3 - Classificação dos compostos orgânicos com base no seu ponto de ebulição (40)
CATEGORIA DESCRIÇÃO ABREVIATURA INTERVALO DE PONTO
DE EBULIÇÃO (ᵒC)
1 Composto orgânico muito
volátil (gasoso)
COVV < 0 até 50 – 100
2 Composto orgânico volátil COV 50 – 100 até 240 –
260
3 Composto orgânico semi-
volátil
COSV 240 – 260 até 380
– 400
4
Compostos orgânicos
associados com partículas
ou matéria orgânica
particulada
MOP
> 380
A quantidade de COVs permitida numa tinta aquosa mate para interior tem de ser igual ou
inferior a 30 g/L, de acordo com a Diretiva 2044/42/CE. (7)
Como foi referido anteriormente, os COVs têm um impacto ambiental e na saúde humana
muito relevante. Para além do impacto na qualidade do ar, estes compostos podem também
contaminar os lençóis de água. Ao nível da saúde humana, os COVs podem provocar irritações
cutâneas, nos olhos e vias respiratórias, podem ainda acarretar problemas cardíacos, hepáticos,
digestivos e efeitos carcinogénicos. (14) Por exemplo, o benzeno, formaldeído e cloreto de vinilo
podem causar cancro e a acetona, o xileno e o hexano podem causar irritações cutâneas, dos
olhos e das vias respiratórias. No entanto, como os efeitos dos COVs não se revelam a curto
prazo, muito profissionais que trabalham com tintas não se protegem e, sendo assim, expõe-se
aos efeitos nocivos dos produtos. (11)
“Revestimentos baseados em Matérias-Primas de Fontes Renováveis”
36
A pegada de carbono é, segundo a Plataforma da Comissão Europeia para avaliação do Ciclo
de Vida, a quantidade global emitida de CO2 e outros gases com efeito de estufa (metano, por
exemplo) associada a um produto no decurso do seu ciclo de vida. Entende-se por ciclo de vida
de um produto todas etapas desde a extração e conversão das matérias-primas até à sua
eliminação e dos resíduos por ele produzidos.
O CO2 é um gás com efeito de estufa e, por isso, contribui para o aumento do aquecimento
global. Ao longo deste projeto tem vindo a ser relembrado que as entidades responsáveis, os
produtores, fornecedores e consumidores estão cada vez mais preocupados com o impacto dos
seus produtos no meio ambiente e, como tal, têm tentado encontrar estratégias para diminuir ou
eliminar as emissões de carbono.
A indústria das tintas desempenha um pequeno papel no aquecimento global, no entanto é
importante reduzir ou eliminar a sua contribuição para esta maleita da atualidade. Uma das
estratégias encontradas para a reduzir é o desenvolvimento de novas matérias-primas amigas do
ambiente, sendo as resinas alquídicas a principal novidade nesta área.
2.12. Ecocert
O Ecocert é um organismo especializado no controlo e certificação dos requisitos para um
desenvolvimento sustentável. Esta empresa foi criada em França, em 1991, sendo sediada em
Portugal em 1994. Atualmente, a Ecocert está presente em mais de oitenta países. (41)
Como foi referido anteriormente, é um organismo capaz de certificar produtos e empresas e,
como tal, está sob um controlo apertado das entidades responsáveis. Para poder manter a sua
atividade, a Ecocert tem de cumprir os requisitos da norma ISO 17065, que exige
independência, competência e imparcialidade.
Esta empresa foi criada com o intuito de controlar a agricultura biológica, bem como os
produtos dela obtidos, de forma a respeitar o meio ambiente. No entanto, com o evoluir do
tempo, a Ecocert alargou a sua política e experiência a outras áreas, tais como detergentes,
cosméticos, entre outros, mantendo sempre como principal objetivo diminuir ou eliminar o
impacto ambiental dos produtos e serviços por ela certificada. (42)
“Revestimentos baseados em Matérias-Primas de Fontes Renováveis”
37
Em Novembro de 2011, publicou um referencial denominado “Revestimentos e tintas de
origem natural”, cujo objetivo é definir níveis de qualidade mais elevados que os das normas em
vigor, promovendo o recurso a substâncias naturais e processos ecológicos em toda a linha de
produção. Os produtos rotulados com o logótipo da Ecocert são sinónimo de transparência, pois
exibem a composição e origem das matérias-primas. (41)
Os principais princípios deste referencial são: (41)
Proteger o Planeta e os seus recursos;
Proteger e informar o consumidor;
Garantir o desempenho dos produtos rotulados com o seu logótipo.
Como foi antes referido, este referencial tem como objetivo elevar o nível de qualidade
exigido pelas normas em vigor. Alguns dos requisitos requeridos pela Ecocert para certificar os
produtos são: (41)
Teor de matérias naturais superior ou igual a 95 %;
Lista muito restrita das matérias petroquímicas utilizadas no desenvolvimento dos
produtos;
Limitação do conteúdo e emissão de COVs, sendo este igual ou inferior a 3 g/L;
Limitação da quantidade de dióxido de titânio utilizada;
O desempenho e a eficiência do produto são testados.
É ainda de salientar a diferença que a Ecocert estabelece entre matéria natural e matéria de
origem natural. Segunda esta entidade, uma matéria natural é uma substância que sofreu
apenas transformações físicas, mantendo a sua estrutura molecular intacta, e uma matéria de
origem natural é uma substância que passou, no mínimo, por um processo químico, implicando
então uma alteração na sua estrutura molecular original.(41)
Capítulo 3 – Descrição técnica
Após a produção das tintas experimentais, estas foram sujeitas a um conjunto de testes de
caracterização específicos e normalizados, de modo a avaliar o seu desempenho e as suas
propriedades. Estes ensaios são importantes para controlar e garantir a qualidade dos produtos
experimentais.
Por motivo de confidencialidade as matérias-primas utilizadas estão codificadas, não sendo
indicado em parte alguma do presente projeto o seu significado.
“Revestimentos baseados em Matérias-Primas de Fontes Renováveis”
41
3.1. Matérias-primas experimentais
Como foi referido anteriormente, foram estudadas diferentes matérias-primas provenientes
de fontes renováveis. Apesar de o principal alvo de estudo ter sido encontrar a resina com
melhor desempenho na formulação da tinta, foram estudados aditivos também provenientes de
fontes renováveis. Então, no geral estudaram-se seis resinas alquídicas (A a F), dois dispersantes
(D1 e D2), dois antiespumas (AE1 e AE2) e um espessante celulósico (E1).
Na Tabela 4 encontram-se descriminadas as matérias-primas experimentais utilizadas, bem
como as informações relevantes sobre estas e o seu teor de MN, RRM ou MBio-based expresso
em percentagem.
3.2. Composição das tintas padrão
No decorrer deste projeto, foram utilizadas duas tintas mate aquosas como padrão de
comparação, sendo essas tintas são denominadas por P1 e P2.
A tinta P1 é baseada numa resina estireno acrílica e tem 9,7 g/L em teor de COVs, enquanto a
tinta P2 é baseada num copolímero de acetato de vinilo e veova e tem um teor de COVs igual a
9,3 g/L.. A única matéria-prima renovável presente na constituição destas tintas é a água.
3.3. Composição das tintas da concorrência internacional
No decorrer deste projeto foram utilizadas para comparação duas tintas mate aquosas
existentes em comercialização no mercado internacional, sendo essas tintas denominadas por
C1 e C2.
A tinta C1 tem um teor de 99 % de MN e é baseada na resina E, a qual foi também testada
neste projeto. Tem um teor de COVs igual a 0,1 g/L e segue os requisitos da Ecocert.
“Revestimentos baseados em Matérias-Primas de Fontes Renováveis”
42
A tinta C2 é formulada com uma resina alquídica vegetal, constituída por 97 % de MN e tem
um teor de COVs inferior a 1 g/L.
Tabela 4 - Descriminação das matérias-primas experimentais utilizadas
MATÉRIA-
PRIMA
NOTAS % MN % RRM % MBIO-
BASED
RESINA A - Emulsão aquosa alquídica
- Não necessitam de secantes s.i. 95 47,5*
RESINA B
RESINA C - Reduzida pegada de carbono
- Necessita de secantes s.i. 100 s.i.
RESINA D
- Emulsão aquosa com óleos de
cadeia curta
- Necessita de secantes
s.i. s.i. 97,0*
RESINA E
- Emulsão aquosa com óleos e
resinas vegetais
- Necessita de secantes
- Zero COVs
99,6 s.i. s.i.
RESINA F
- Emulsão alquídica com óleos de
cadeia média
- Necessita de secantes
s.i. 97 s.i.
E1 - Espessante celulósico s.i. 52 s.i.
AE1 / s.i. 100 s.i.
AE2 / s.i. 100 s.i.
D1 / s.i. 83 s.i.
D2 - É obtido com a mesma tecnologia
que as resinas A e B s.i. 95 s.i.
*Valor obtido segundo a Norma ASTM D6866-12
s.i. – sem informação disponível por parte dos fornecedores
“Revestimentos baseados em Matérias-Primas de Fontes Renováveis”
43
3.4. Análises de caracterização das tintas
Como foi referido anteriormente, o principal objetivo do presente projeto é a produção de
uma tinta formulada com o máximo de matérias renováveis possíveis. Após a produção das
diversas tintas experimentais, era necessário testar e caracterizar a tinta a nível laboratorial. Os
ensaios realizados tiveram por base as normas internas da empresa, as normas nacionais (NP)
e/ou normas internacionais (ISO).
Os testes realizados foram:
pH;
Viscosidade Stormer;
Viscosidade ICI – Cone & Prato;
Massa Volúmica;
Brilho;
Índice de Brancura (Wi);
Índice de Amarelecimento (Yi);
Poder de Cobertura ou Razão de Contraste (RC);
Secagem;
Aspeto de película;
Estabilidade Acelerada;
Resistência às cinzas;
Fissuração Mudcracking;
Resistência às nódoas (manchamento) laboratorial e prática;
Resistência aos polimentos secos e húmidos em laboratório e práticos;
Resistência à esfrega húmida;
Aplicação e avaliação de uma tinta quando aplicada a rola e à trincha.
Estes testes de caracterização da tinta serão descritos em seguida.
“Revestimentos baseados em Matérias-Primas de Fontes Renováveis”
44
3.4.1. pH
A medição do valor de pH para as diferentes tintas foi feita com recurso ao medidor de pH
(Figura 6). O controlo deste parâmetro é importante, uma vez que os revestimentos têm
estabelecido um intervalo de pH.
Figura 6 – Medidor de pH utilizado nos ensaios no Departamento de I&D da CIN.
O funcionamento do aparelho baseia-se na medição da diferença de potencial entre um
elétrodo de vidro e um elétrodo de referência mergulhados na tinta a avaliar.
3.4.2. Viscosidade
Uma das propriedades mais importantes na caracterização e avaliação da qualidade de uma
tinta é a viscosidade. Esta propriedade representa a resistência interna de um fluido face ao
movimento. Sendo que o seu valor é inversamente proporcional ao fluxo do fluido. Outras
propriedades dos fluidos, como por exemplo a temperatura, também influenciam a viscosidade
dos mesmos.
“Revestimentos baseados em Matérias-Primas de Fontes Renováveis”
45
Existem variadas metodologias para medir a viscosidade de um fluido, sendo que cada uma
se destaca pela função e aplicação. No presente trabalho utilizaram-se dois tipos de
viscosímetros: viscosímetro Stormer e viscosímetro ICI – Cone & Prato.
3.4.2.1. Viscosímetro Stormer
A viscosidade Stormer foi medida com recurso a um viscosímetro Stormer (Figura 7) e os
resultados obtidos a partir deste estão expressos em Unidades de Krebs (UK).
Figura 7 - Imagem ilustrativa do viscosímetro Stormer utilizado no Departamento de I&D da CIN.
3.4.2.2. Viscosímetro ICI – Cone & Prato
A viscosidade ICI foi medida, com recurso a um viscosímetro ICI (Figura 8) e os resultados
obtidos a partir deste estão expressos em Poise (P).
“Revestimentos baseados em Matérias-Primas de Fontes Renováveis”
46
Figura 8 - Imagem ilustrativa do viscosímetro ICI utilizado no Departamento de I&D da CIN.
3.4.3. Massa Volúmica
A massa volúmica das diferentes tintas foi determinada segundo um dos métodos definidos
na norma NP EN ISO 2811-1:2012, ou seja, segundo o método do picnómetro. Este método
implica o recurso a um picnómetro de aço inoxidável de volume conhecido e à balança (Figura
9).
O valor da massa volúmica da tinta foi calculado posteriormente com recurso à seguinte
equação:
𝜚 =𝑚
𝑣
Equação 6 - Equação a partir da qual se obtém o valor da massa volúmica para cada tinta produzida.
“Revestimentos baseados em Matérias-Primas de Fontes Renováveis”
47
Figura 9 - Imagem ilustrativa do picnómetro (a) e da balança (b) utilizados no Departamento de I&D da CIN.
3.4.4. Índice de Brancura (Wi) e Índice de Amarelecimento (Yi)
Os índices de brancura e de amarelecimento, como os próprios nomes indicam, permitem
avaliar a brancura e o amarelecimento do filme de tinta ou revestimento ao longo do tempo.
Permitem, assim, retirar conclusões e prever o comportamento da tinta em estudo após a sua
aplicação final.
Na sua determinação recorre-se a uma mesa de aplicação, a um aplicador Bird, a cartas
Leneta (Figura 10) e a um espectrofotómetro (Figura 11).
Os valores de Wi e Yi são obtidos diretamente do espectrofotómetro.
O amarelecimento das tintas brancas ao longo do tempo é uma característica muito
importante a ter em conta neste projeto, uma vez que foi avaliada introdução de RRM’s na
constituição das tintas, sendo as principais matérias-primas as resinas alquídicas. Estas resinas
têm tendência para amarelecer ao longo do tempo dado a sua natureza. É ainda relevante o
facto de esse amarelecimento ser mais notório na ausência de luz, por isso neste projeto é
estudado Wi e Yi de cada tinta em exposição à luz e no escuro.
“Revestimentos baseados em Matérias-Primas de Fontes Renováveis”
48
Figura 10 - Imagem ilustrativa de uma mesa de aplicação (a), de um aplicador Bird (b) e de uma carta Leneta (c) utilizados no
Departamento de I&D da CIN.
Figura 11 - Imagem ilustrativa de um espectrofotómetro utilizado no Departamento de I&D da CIN.
3.4.5. Brilho
O brilho de uma película seca de tinta representa a capacidade da mesma para refletir a luz
incidente, num determinado ângulo, sobre a superfície de aplicação. No caso das tintas mate, o
“Revestimentos baseados em Matérias-Primas de Fontes Renováveis”
49
ângulo de maior interesse é o de 85ᵒ uma vez que permite aumentar a proporção de luz
refletida.
O valor desta propriedade é determinado através da implementação da norma NP EN ISO
2813:2001 com recurso a um medidor de brilho (Figura 12), que é expresso em unidades de
brilho, bem como a uma mesa de aplicação, a um aplicador Bird e a uma placa de vidro.
Figura 12 - Imagem ilustrativa do medidor de brilho utilizado no Departamento de I&D da CIN.
Segundo a Norma NP EN ISO 13300:2004, para uma tinta ser classificada como mate, o
valor de brilho deve ser inferior ou igual a 10 unidades de brilho.
3.4.6. Opacidade Seca (RC)
A Opacidade Seca ou Razão de Contraste de uma tinta representa a capacidade do filme ou
revestimento obliterar a superfície sobre a qual foi aplicada, impedindo a passagem de luz. Uma
tinta apresenta uma boa razão de cobertura quando a película oculta a cor base da superfície de
aplicação.
Na determinação desta propriedade da tinta recorre-se a uma mesa de aplicação, a um
aplicador Bird, a cartas Leneta e a um espectrofotómetro.
Os valores de opacidade seca são obtidos diretamente do espectrofotómetro.
“Revestimentos baseados em Matérias-Primas de Fontes Renováveis”
50
3.4.7. Secagem
A secagem consiste na aplicação de tinta num vidro e avaliar o tempo que esta demora a
secar.
Existem três tipos de secagem:
1. Superficial – avalia se a película está seca apenas na superfície através do toque com
o dedo.
2. Endurecimento – avalia se não há marcas na película de tinta devido à pressão da
mesma com o dedo.
3. Em profundidade – avalia se o filme está totalmente seco através da pressão e torção
da película de tinta com o dedo. Para o filme estar totalmente seco não pode ser
visível qualquer marca.
3.4.8. Aspeto de película
O teste de aspeto de película, com o próprio nome indica, consiste na avaliação da película
de tinta quanto à sua formação. Como em todas as tintas de alto desempenho, pretende-se que
estas não sujem e se desagreguem ao toque. Por isso, após a secagem do filme de tinta,
avaliou-se o revestimento quanto à capacidade de formação de uma película coesa sem indícios
de farinação.
3.4.9. Estabilidade Acelerada
Este método destina-se a avaliar as alterações que um produto poderá sofrer quando sujeito
a armazenamentos prolongados. Esta avaliação ocorre à temperatura de 50 ᵒC durante
aproximadamente trinta dias.
Após o tempo de armazenamento, procede-se à avaliação e comparação das principais
características da tinta, como viscosidade Stormer, viscosidade ICI, pH, massa volúmica, brilho,
“Revestimentos baseados em Matérias-Primas de Fontes Renováveis”
51
razão de contraste, índice de amarelecimento e de brancura, com os valores obtidos no controlo
um dia após o fabrico da tinta em questão.
Os equipamentos requeridos neste processo são os referidos anteriormente para a avaliação
de cada característica individualmente, acrescidos de uma estufa a 50 ᵒC (Figura 13).
Figura 13 - Imagem ilustrativa de uma estufa a 50 ᵒC utilizada no I&D da CIN.
3.4.10. Resistência às cinzas
A avaliação da resistência da película a este reagente implica a aplicação de tinta num vidro.
Esta avaliação só pode ser realizada sete dias após a secagem do filme sob condições de
humidade e temperatura controladas. Este teste baseia-se medição de ∆E (diferença de cor)
entre a zona do vidro onde são aplicadas as cinzas e uma zona que está coberta com papel de
alumínio, antes e após a lavagem das cinzas.
Os valores de ∆E são obtidos diretamente do espectrofotómetro, sendo os valores finais
obtidos pela seguinte equação:
“Revestimentos baseados em Matérias-Primas de Fontes Renováveis”
52
∆E = ∆E 𝑓 − ∆E 𝑖
Equação 7 - Equação a partir do qual se obtém o valor de ∆E.
O objetivo do teste de resistência às cinzas é avaliar a captação da sujidade pelas tintas. Por
isso, quanto maior o valor de ∆E, maior a captação da sujidade.
3.4.11. Fissuração Mudcracking
Para a concretização desta norma é necessário recorrer a uma placa de vidro, a um
aplicador Bird e a um frigorífico ou câmara de refrigeração.
Os resultados obtidos podem encontrar-se entre 1 e 5, sendo que o 1 representa fissuras a
olho nu e o 5 representa o estado em que a película se encontra isenta de fissurações.
3.4.12. Resistência às nódoas (manchamento) laboratorial e prática
Na realização deste ensaio, sujeita-se a tinta ao contacto com diversos produtos durante um
dado período de tempo. Os testados foram:
Café;
Vinho tinto;
Azeite com acidez 1 %;
Mostarda;
Ketchup;
Batom;
Sumo de laranja;
Graxa preta;
Creme das mãos;
Lápis de cera azul;
Lápis de cor violeta;
Lápis com dureza HB;
“Revestimentos baseados em Matérias-Primas de Fontes Renováveis”
53
Caneta azul;
Marcador azul.
A avaliação da ação de cada reagente é realizada 24 h após a realização do ensaio numa
escala de 0 a 2, onde 0 representa ausência de qualquer alteração; 1 alteração moderada e 2
uma alteração muito profunda na película. Os defeitos que podem aparecer no filme de tinta são
amolecimento, amarelecimento, esbranquiçamento, empolamento.
3.4.13. Resistência aos polimentos seco e húmido em laboratório e práticos
A resistência ao polimento seco e húmido consiste na medição do aumento de brilho de
uma película de tinta após a abrasão com uma compressa de gaze, seca ou húmida, sob
condições controladas. Estes ensaios são realizados após vinte e oito dias da aplicação da tinta
numa carta Leneta, no caso dos polimentos em laboratório, e após vinte e oito dias da aplicação
da tinta numa placa de Pladur, no caso dos polimentos práticos.
Na resistência aos polimentos práticos, seco e húmido, é utilizada uma esponja macia para
limpar a superfície revestida com tinta e um medidor de brilho.
É de salientar que quanto maior a variação de brilho da película, menor a resistência ao
polimento húmido e seco.
Os resultados obtidos dos polimentos, seco ou húmido, são expressos em % Ganho de
Brilho. A Equação 8 representa a forma de cálculo desses valores.
% 𝐺𝑎𝑛ℎ𝑜 𝑑𝑒 𝐵𝑟𝑖𝑙ℎ𝑜 85° =𝐵𝑟𝑖𝑙ℎ𝑜 85°𝑓 − 𝐵𝑟𝑖𝑙ℎ𝑜 85°𝑖
𝐵𝑟𝑖𝑙ℎ𝑜 85°𝑖
Equação 8 - Equação a partir do qual se obtém o valor de % Ganho de Brilho.
“Revestimentos baseados em Matérias-Primas de Fontes Renováveis”
54
3.4.14. Resistência à esfrega húmida
A resistência à esfrega consiste na pesagem da massa de uma película de tinta antes e após
este ser submetido a 200 ciclos num aparelho de esfrega, sob condições controladas. Este
ensaio é realizado após vinte e oito dias da aplicação da tinta numa carta Leneta.
O procedimento deste ensaio é baseado na norma NP EN ISO 11998 e neste está indicado
que, através da determinação da perda de massa, é ainda possível determinar a perda média de
espessura da película. É ainda de salientar que quanto menor a perda de espessura média de
um substrato revestido com tinta, maior é a resistência deste à esfrega húmida.
3.4.15. Aplicação e avaliação de uma tinta quando aplicada a rolo e à trincha
Este método descreve o procedimento para avaliar as propriedades de aplicação de uma
tinta e as aplicações devem ser realizadas pela mesma pessoa, de forma a permitir testes de
comparação entre as diferentes aplicações.
Neste ensaio é avaliada a aplicabilidade, o espalhamento, a brancura, a opacidade seca e
húmida, aspeto da película e salpicos.
Capítulo 4 – Resultados e Discussão
O presente capítulo destina-se à apresentação e discussão dos resultados obtidos ao longo
do desenvolvimento do projeto. Num primeiro subcapítulo serão apresentados, comparados e
discutidos os valores obtidos nos ensaios de caracterização das diferentes tintas e,
seguidamente, serão apresentados os valores de teor em MN, RRM e MBio-based bem como a
avaliação económica tendo em conta o custo de produção das diferentes tintas.
“Revestimentos baseados em Matérias-Primas de Fontes Renováveis”
57
4.1. Desenvolvimento do produto
De forma a desenvolver uma tinta mate aquosa para interiores com matérias-primas de
fontes renováveis, produziram-se quarenta e oito tintas diferentes.
A primeira parte do desenvolvimento do presente projeto foi uma pesquisa intensa de
aditivos e resinas que poderiam ser utilizados como alternativa aos estudados anteriormente
(informação apresentada na Tabela 6). Após a receção das matérias-primas alternativas, iniciou-
se uma fase de teste da viabilidade e adaptação das formulações às mesmas.
As formulações diferiam no tipo de cargas e respetivas quantidades e na percentagem de
água.
As primeiras quinze tintas foram produzidas com o intuito de otimizar as formulações. A
quantidade de resina utilizada em cada formulação manteve-se constante (10 %), alterando-se
apenas a percentagem de água, de espessante e dispersante. Estudou-se assim a ação dos
antiespumas, sendo que o antiespuma com melhor desempenho foi o AE2, uma vez que diminui
a incorporação de ar.
É de salientar que, após a produção de cada formulação, as tintas foram caracterizadas
quanto ao pH, viscosidade de Stormer, viscosidade ICI, massa volúmica, brilho, razão de
contraste, índice de amarelecimento e de brancura em exposição à luz e no escuro, teste de
secagem, e estabilidade acelerada.
4.2. Otimização – 10 % em teor de resina
Após a escolha da formulação mais adequada para as matérias-primas em estudo, iniciou-se
a fase de avaliação e otimização do desempenho das mesmas.
Esta fase do projeto destinou-se a alterar o dispersante utilizado, bem como ajustar a
quantidade de secante utilizado para todas as tintas com 10 % de resina. No total foram
produzidas dezassete tintas experimentais nesta fase.
“Revestimentos baseados em Matérias-Primas de Fontes Renováveis”
58
Nas tintas produzidas na fase de desenvolvimento do produto utilizou-se o Dispersante 1
(D1). No processo de otimização começou-se a utilizar o Dispersante 2 (D2), pois este promoveu
uma dispersão mais eficiente das cargas. Estes dispersantes diferem, essencialmente, na
quantidade de matéria renovável sendo que D1 tem 83 % e D2 tem 95 %, o que implica uma
maior contribuição para o teor renovável das tintas por parte de D2.
A resina A e B são fabricadas com recurso a uma nova tecnologia adequada para resinas
alquídicas convencionais ou bio-based e pode ser aplicada para tintas mate, acetinadas ou
brilhantes, de acordo com as preocupações e limitações ambientais. (43)
Alguns dos benefícios que esta tecnologia acarreta para os produtos desenvolvidos com ela
são:
Não necessitar da adição de secantes, permitindo, para além de uma secagem mais
rápida, a não adição de secantes baseados em cobalto (substâncias tóxicas para o
meio ambiente);
Desenvolver elevada dureza;
Desenvolver a reatividade dos óleos naturais;
Aplicabilidade em sistemas aquosos;
Melhorar a durabilidade e desempenho das resinas.
Devido ao uso desta tecnologia, as resinas A e B não necessitam de agentes secantes na
sua formulação, pelo que foram avaliadas apenas pela alteração do dispersante. Das restantes
resinas em estudo, apenas para a Resina C, D e F é aconselhado o recurso a secantes.
Como foi já afirmado, foram fabricadas dezassete versões das tintas experimentais nesta
fase do projeto. Estas tintas foram ainda caracterizadas quanto ao pH, viscosidade Stormer,
viscosidade ICI, massa volúmica, brilho e razão de contraste (Tabela A.1.).
Simultaneamente à caracterização inicial das tintas, procedeu-se à sua avaliação quanto ao
Wi e Yi, em exposição à luz e no escuro, ao longo de trinta dias.
Nas Figuras 14 e 15, é possível observar respetivamente os gráficos da evolução do Wi em
exposição à luz e no escuro ao longo do tempo para as tintas experimentais, tintas padrão e
tintas da concorrência.
“Revestimentos baseados em Matérias-Primas de Fontes Renováveis”
59
Figura 14 - Evolução do Wi em exposição à luz ao longo do tempo para tintas com 10 % em teor de ligante.
Figura 15 - Evolução do Wi no escuro ao longo do tempo para tintas com 10 % em teor de ligante.
Pela análise dos gráficos das Figuras 14 e 15, é possível concluir que, tal como esperado, o
Wi em exposição à luz e no escuro diminui ao longo do tempo.
70
72
74
76
78
80
82
84
86
0 5 10 15 20 25 30 35
Wi e
m e
xpo
siçã
o à
luz
t/dia
C1
C2
P1
P2
16
17
30
26
27
28
68
70
72
74
76
78
80
82
84
86
0 5 10 15 20 25 30 35
Wi n
o e
scu
ro
t/dia
C1
C2
P1
P2
16
17
30
26
27
28
“Revestimentos baseados em Matérias-Primas de Fontes Renováveis”
60
Nas duas condições, as tintas padrão apresentam um valor de Wi mais elevado e constante,
sendo que P2 apresenta melhor desempenho. Estes valores eram espetáveis, uma vez que estas
tintas não são constituídas por resinas alquídicas e têm apenas água como RRM. A tinta P2
apresenta performance mais elevada que a tinta P1.
As tintas da concorrência apresentam um desempenho abaixo do esperado, uma vez que
são tintas já comercializadas. A tinta C1 é a que apresenta valores de Wi mais baixos para
ambas as condições.
De entre as tintas experimentais, a que apresenta melhor desempenho é a tinta 26 (Resina
D), pois é a que tem valores de Wi mais elevados para ambas as condições e estes são
praticamente constantes ao longo do tempo de análise. É de salientar que todas as tintas
experimentais apresentam um comportamento superior ao das tintas da concorrência.
Nas Figuras 16 e 17, é possível observar os gráficos da evolução do Yi em exposição à luz e
no escuro ao longo do tempo para as tintas experimentais produzidas até esta fase, tintas
padrão e tintas da concorrência.
Figura 16 - Evolução do Yi em exposição à luz ao longo do tempo para tintas com 10 % em teor de ligante.
0
1
2
3
4
5
6
7
0 5 10 15 20 25 30 35
Yi e
m e
xpo
siçã
o à
luz
t/dia
C1
C2
P1
P2
16
17
30
26
27
28
“Revestimentos baseados em Matérias-Primas de Fontes Renováveis”
61
Figura 17 - Evolução do Yi no escuro ao longo do tempo para tintas com 10 % em teor de ligante.
Pela análise dos gráficos das Figuras 16 e 17, é possível concluir que, tal como esperado, o
Yi em exposição à luz e no escuro aumenta ao longo do tempo, sendo o Yi no escuro a atingir
valores mais elevados.
Nas duas condições, as tintas padrão apresentam um valor de Yi mais baixo e constante ao
longo do tempo. Estes valores eram de esperar, uma vez que estas tintas não são constituídas
por resinas alquídicas e, como tal, não têm tendência para amarelecer.
As tintas da concorrência apresentam um desempenho abaixo do esperado ao atingirem
valores de amarelecimento muito elevados. A tinta C2 é a que apresenta valores de Yi mais
elevados para ambas as condições.
De entre as tintas experimentais, a que apresenta melhor desempenho é a tinta 26 (Resina
D), pois é a que apresenta valores de Yi mais baixos para ambas as condições. No entanto, é
notória uma maior variação dos valores obtidos no escuro e uma constância nos valores obtidos
em exposição à luz. É ainda importante salientar que todas as tintas experimentais apresentam
um comportamento superior ao das tintas da concorrência.
0
1
2
3
4
5
6
7
8
0 5 10 15 20 25 30 35
Yi n
o e
scu
ro
t/dia
C1
C2
P1
P2
16
17
30
26
27
28
“Revestimentos baseados em Matérias-Primas de Fontes Renováveis”
62
Após a caracterização das tintas experimentais, avaliou-se a secagem e verificou-se que
também era necessário secante na resina E. O aspeto de película também foi estudado para
estas tintas. Na Tabela 5, encontram-se os resultados obtidos para ambos os testes realizados
às tintas experimentais, tintas padrão e tintas da concorrência após o ajuste das formulações.
Tabela 5 - Resultados obtidos da avaliação da secagem e do aspeto de película para as tintas com 15 % em teor de ligante
TINTA RESINA SUPERFICIAL
(10 min)
ENDURECIMENTO
(1 h)
PROFUNDIDADE
(6 h)
ASPETO
PELÍCULA
16 A + + + X
17 B + + + X
30 C + + - X
26 D + + + X
27 E + + + X
28 F + + + X
P1 / + + + ↑
P1 / + + + ↑
C1 / + + + ↑
C2 / + + + X
+: seco; -: húmido; ↑: bom; X: mau
Analisando os resultados apresentados na Tabela 5, é possível concluir que existe um
problema com a formulação da tinta, pois no teste de aspeto de película é notório um elevado
grau de farinação. A farinação resulta da deficiência em quantidade de ligante da formulação
para envolver todas as partículas de cargas e pigmentos. Então, isto permite afirmar que as
tintas têm um problema de resistência mecânica e, por isso, o próximo passo é o ajuste das
formulações quanto ao teor de ligante e secante para eliminar esse problema.
“Revestimentos baseados em Matérias-Primas de Fontes Renováveis”
63
4.3. Otimização – 15 %, 18 % e 20 % em teor de ligante
Nesta fase do projeto fez-se um aumento progressivo do teor de ligante das tintas
experimentais: 15 %, 18 % e 20 % em teor de ligante.
4.3.1. 15 % de teor em ligante
As tintas com 15 % em teor de ligante foram, inicialmente, caracterizadas quanto ao pH,
viscosidade Stormer, viscosidade ICI, massa volúmica, brilho e razão de contraste (Tabela A.2.).
Após a caracterização inicial das tintas, voltou-se a avaliar o Wi e Yi durante trinta dias. Nas
Figuras 18 e 19 são apresentados os gráficos da evolução do Wi em exposição à luz e no escuro
ao longo do tempo para as tintas experimentais produzidas nesta fase, tintas padrão e tintas da
concorrência.
Figura 18 - Evolução do Wi em exposição à luz ao longo do tempo para as tintas com 15 % em teor de ligante.
60
65
70
75
80
85
90
0 5 10 15 20 25 30 35
Wi e
m e
xpo
siçã
o à
luz
t/dia
C1
C2
P1
P2
33
34
35
36
37
38
“Revestimentos baseados em Matérias-Primas de Fontes Renováveis”
64
Figura 19 - Evolução do Wi no escuro ao longo do tempo para as tintas com 15 % em teor de ligante.
Pela análise dos gráficos das Figuras 18 e 19, é possível concluir que, tal como esperado, o
Wi diminui ao longo do tempo.
De entre as tintas experimentais a que apresenta melhor desempenho é a tinta 36 (Resina
D), pois é a que apresenta valores de Wi mais elevados para ambas as condições e, apesar de
estes se manterem quase constantes, nota-se uma maior variação no Wi para as tintas com 15
% em teor de resina que nas com 10 %. É de salientar que todas as tintas experimentais
apresentam um comportamento superior ao das tintas da concorrência, exceto a tinta 35
(Resina C), contudo o desempenho das tintas padrão é superior.
Nas Figuras 20 e 21 é possível observar os gráficos da evolução do Yi em exposição à luz e
no escuro para as tintas experimentais produzidas nesta fase, tintas padrão e tintas da
concorrência.
60
65
70
75
80
85
0 5 10 15 20 25 30 35
Wi n
o e
scu
ro
t/dia
C1
C2
P1
P2
33
34
35
36
37
38
“Revestimentos baseados em Matérias-Primas de Fontes Renováveis”
65
Figura 20 - Evolução do Yi em exposição à luz ao longo do tempo para as tintas com 15 % em teor de ligante.
Figura 21 - Evolução do Yi no escuro ao longo do tempo para as tintas com 15 % em teor de ligante.
0
1
2
3
4
5
6
7
8
0 5 10 15 20 25 30 35
Yi e
m e
xpo
siçã
o à
luz
t/dia
C1
C2
P1
P2
33
34
35
36
37
38
0
1
2
3
4
5
6
7
8
0 5 10 15 20 25 30 35
Yi n
o e
scu
ro
t/dia
C1
C2
P1
P2
33
34
35
36
37
38
“Revestimentos baseados em Matérias-Primas de Fontes Renováveis”
66
Pela análise dos gráficos das Figuras 20 e 21, é possível concluir que, tal como esperado, o
Yi aumenta ao longo do tempo para ambas as condições, sendo que Yi no escuro atinge valores
mais elevados.
De entre as tintas experimentais, a que apresenta melhor desempenho é a tinta 36 (Resina
D), pois é a que tem valores de Yi mais baixos. É de salientar que todas as tintas experimentais
apresentam um comportamento superior ao das tintas da concorrência, exceto a tinta 35
(Resina C), mas a performance das tintas padrão é superior.
Após a caracterização das tintas experimentais, avaliou-se a secagem e o aspeto de película,
de forma a perceber se o problema de resistência ainda se mantém. Os resultados obtidos são
apresentados na Tabela 6.
Tabela 6 - Resultados obtidos da avaliação da secagem e aspeto de pelicula para as tintas com 15 % em teor de ligante
TINTA RESINA SUPERFICIAL
(10 min)
ENDURECIMENTO
(1 h)
PROFUNDIDADE
(6 h)
ASPETO
PELÍCULA
33 A + + + X
34 B + + + X
35 C + + + X
36 D + + + X
38 E + + + X
37 F + + + X
+: seco; -: húmido; ↑: bom; X: mau
Através dos resultados apresentados na Tabela 6, é possível concluir que ainda há farinação
da película. Pelo que, é conveniente continuar a aumentar a quantidade de ligante na
formulação das tintas.
“Revestimentos baseados em Matérias-Primas de Fontes Renováveis”
67
4.3.2. 18 % em teor de ligante
Nesta fase do projeto foram fabricadas seis versões das tintas experimentais com 18 % em
teor de ligante. Estas tintas foram ainda caracterizadas quanto ao pH, viscosidade Stormer,
viscosidade ICI, massa volúmica, brilho e razão de contraste (Tabela A.3.).
Após a caracterização das tintas, iniciou-se a avaliação do Wi e Yi. Nas Figuras 22 e 23 é
possível observar, respetivamente, os gráficos da evolução do Wi em exposição à luz e no escuro
ao longo do tempo para as tintas experimentais produzidas nesta fase, tintas padrão e tintas da
concorrência.
Figura 22 - Evolução do Wi em exposição à luz ao longo do tempo para tintas com 18 % em teor de ligante.
60
65
70
75
80
85
90
0 5 10 15 20 25 30 35
Wi e
m e
xpo
siçã
o à
luz
t/dia
C1
C2
P1
P2
39
40
41
42
43
44
“Revestimentos baseados em Matérias-Primas de Fontes Renováveis”
68
Figura 23 - Evolução do Wi no escuro ao longo do tempo para tintas com 18 % em teor de ligante.
Pela análise dos gráficos das Figuras 22 e 23, é possível concluir que, tal como esperado, o
Wi em exposição à luz e no escuro diminui ao longo do tempo.
Relativamente às tintas experimentais, a que apresenta melhor desempenho é a tinta 42
(Resina D), pois é a que apresenta valores de Wi mais elevados para ambas as condições. É de
salientar que, apesar de as tintas experimentais terem um desempenho superior ao das tintas da
concorrência, as últimas estão a manter um comportamento mais constante ao longo do tempo,
isto é, há uma menor variação do Wi ao longo do tempo nas duas condições comparativamente
com as tintas experimentais.
Nas Figuras 24 e 25, é possível observar, respetivamente, os gráficos da evolução do Yi em
exposição à luz e no escuro ao longo do tempo para as tintas experimentais produzidas nesta
fase, tintas padrão e tintas da concorrência.
50
55
60
65
70
75
80
85
90
0 5 10 15 20 25 30 35
Wi n
o e
scu
ro
t/dia
C1
C2
P1
P2
39
40
41
42
43
44
“Revestimentos baseados em Matérias-Primas de Fontes Renováveis”
69
Figura 24 - Evolução do Yi em exposição à luz ao longo do tempo para tintas com 18 % em teor de ligante.
Figura 25 - Evolução do Yi no escuro ao longo do tempo para tintas com 18 % em teor de ligante.
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
0 5 10 15 20 25 30 35
Yi e
m e
xpo
siçã
o à
luz
t/dia
C1
C2
P1
P2
39
40
41
42
43
44
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
0 5 10 15 20 25 30 35
Yi n
o e
scu
ro
t/dia
C1
C2
P1
P2
39
40
41
42
43
44
“Revestimentos baseados em Matérias-Primas de Fontes Renováveis”
70
Pela análise dos gráficos das Figuras 24 e 25, é possível concluir que, tal como esperado, o
Yi em exposição à luz e no escuro aumenta ao longo do tempo, sendo o Yi no escuro a atingir
valores mais elevados.
De entre as tintas experimentais, a que apresenta melhor desempenho é a tinta 42 (Resina
D). É de salientar que as tintas experimentais têm uma maior variação de Yi ao longo do tempo
do que as tintas da concorrência, isto deve-se ao facto de se ter aumentado a quantidade de
ligante.
Seguidamente, realizou-se a avaliação da secagem e aspeto de película. Observou-se uma
grande diminuição no grau de farinação quando se realizou a avaliação do aspeto de película, no
entanto este ainda não se encontra conforme o pretendido, isto é, sem que ocorra desagregação
dos constituintes da tinta. Na Tabela 7, são apresentados os resultados da avaliação da secagem
e aspeto de película.
Tabela 7 - Resultados obtidos da avaliação da secagem e do aspeto de película das tintas com 18 % em teor de ligante
TINTA RESINA SUPERFICIAL
(10 min)
ENDURECIMENTO
(1 h)
PROFUNDIDADE
(6 h)
ASPETO
PELÍCULA
39 A + + + X
40 B + + + X
41 C + + + X
42 D + + + X
43 E + + + X
44 F + + + X
+: seco; -: húmido; ↑: bom; X: mau
De forma a avaliar o comportamento das tintas na prática, procedeu-se à aplicação prática
destas mesmas. Através da análise dos resultados obtidos da aplicação prática (Tabela A.4.),
excluiu-se a tinta 41 – Resina C –, devido à aplicabilidade deficiente, que é visível pela fraca
cobertura da superfície, mau espalhamento e no mau aspeto da película. Excluiu-se ainda a tinta
44 – Resina E – porque, apesar do aumento da quantidade de ligante, o grau de farinação
mantém-se elevado.
“Revestimentos baseados em Matérias-Primas de Fontes Renováveis”
71
Avaliou-se o aspeto de película nas restantes aplicações práticas e concluiu-se que, apesar
de a pulverulência, ter diminuído significativamente, era necessário aumentar mais uma vez o
teor de ligante.
4.3.3. 20 % em teor de ligante
Esta é a última etapa do projeto e nela foram fabricadas quatro versões finais das tintas
experimentais com 20 % em de teor de ligante. Estas tintas foram ainda caracterizadas quanto
ao pH, viscosidade Stormer, viscosidade ICI, massa volúmica, brilho e razão de contraste (Tabela
A.5.).
Avaliou-se a secagem e o aspeto de película das tintas com 20 % em teor de ligante. Os
resultados obtidos foram os desejáveis e já não é observável a desagregação de partículas de
tinta, quer na aplicação em vidro quer na aplicação prática. Neste ensaio, observou-se que o
tempo de secagem superficial aumentou, foram necessários 15 min para a película secar
superficialmente, isto deve-se ao facto de se ter aumentado o teor de ligante. Os resultados
obtidos para estes ensaios encontram-se na Tabela 8.
Tabela 8 - Resultados obtidos na avaliação da secagem e aspeto de película para as tintas com 20 % em teor de
ligante
TINTA RESINA SUPERFICIAL
(15 min)
ENDURECIMENTO
(1 h)
PROFUNDIDADE
(6 h)
ASPETO
PELÍCULA
45 B + + + ↑
46 A + + + ↑
47 D + + + ↑
48 F + + + ↑
+: seco; -: húmido; ↑: bom; X: mau
A tinta que se pretende produzir é uma tinta classificada como mate. Para tal, os valores de
brilho das mesmas têm de ser iguais ou inferiores a 10 unidades de brilho, segundo a norma NP
“Revestimentos baseados em Matérias-Primas de Fontes Renováveis”
72
EN 13300:2004. Na Tabela 9, encontram-se os resultados da medição de brilho das tintas
experimentais, padrão e da concorrência.
Tabela 9 - Resultados da medição de brilho das tintas com 20 % em teor de ligante
TINTA BRILHO 85° (UNIDADES DE
BRILHO)
DESIGNAÇÃO
P1 3,5 Mate
P2 2,2 Mate
C1 3,6 Mate
C2 6,7 Mate
45 2,8 Mate
46 2,9 Mate
47 4,0 Mate
48 4,3 Mate
Como se pode ver pela análise da Tabela 9, todas as tintas têm brilho a 85° inferiores a 10
unidades de brilho, segundo a norma NP EN 13300:2004. Pelo que, todas são designadas por
tintas mate.
Simultaneamente à caracterização inicial das tintas iniciou-se a avaliação das tintas quanto
ao Wi e Yi, em exposição à luz e no escuro, ao longo de trinta dias.
Nas Figuras 26 e 27, é possível observar os gráficos da evolução do Wi em exposição à luz e
no escuro ao longo do tempo para as tintas experimentais finais produzidas, tintas padrão e
tintas da concorrência.
“Revestimentos baseados em Matérias-Primas de Fontes Renováveis”
73
65
67
69
71
73
75
77
79
81
83
85
0 5 10 15 20 25 30 35
Wi n
o e
scu
ro
t/dia
C1
C2
P1
P2
45
46
47
48
Figura 26 - Evolução do Wi em exposição à luz ao longo do tempo para tintas com 20 % em teor de ligante.
Figura 27 - Evolução do Wi no escuro ao longo do tempo para tintas com 20 % em teor de ligante.
Pela análise dos gráficos das Figuras 26 e 27, é possível concluir que, tal como esperado, Wi
diminui ao longo do tempo.
65
67
69
71
73
75
77
79
81
83
85
0 5 10 15 20 25 30 35
Wi e
m e
xpo
siçã
o à
luz
t/dia
C1
C2
P1
P2
45
46
47
48
“Revestimentos baseados em Matérias-Primas de Fontes Renováveis”
74
De entre as tintas experimentais a que apresenta melhor desempenho é a tinta 47 (Resina
D), o que se comprovou em todos os ensaios anteriores com esta resina, uma vez que é a tinta
que apresenta valores de Wi mais elevados para ambas as condições e com menor variação. É
de salientar que, apesar de as tintas experimentais terem um desempenho superior ao
desempenho das tintas da concorrência, as últimas estão a manter um comportamento mais
constante ao longo do tempo, isto é, há uma menor variação do Wi ao longo do tempo nas duas
condições comparativamente com as tintas experimentais. A tinta 45 (Resina B) apresenta um
desempenho inferior ao desempenho das tintas da concorrência.
As tintas padrão mantêm um desempenho superior às tintas experimentais, no entanto as
tintas padrão não têm na sua constituição resinas alquídicas.
É relevante realçar que a variação de Wi é mais notória no escuro que na exposição à luz,
resultado que era esperado, uma vez que, como foi referido anteriormente, as resinas alquídicas
tendem a escurecer na ausência de luz.
Nas Figuras 28 e 29, é possível observar os gráficos da evolução do Yi em exposição à luz e
no escuro ao longo do tempo para as tintas experimentais finais produzidas, tintas padrão e
tintas da concorrência.
Figura 28 - Evolução do Yi em exposição à luz ao longo do tempo para tintas com 20 % em teor de ligante.
0
1
2
3
4
5
6
7
8
0 5 10 15 20 25 30 35
Yi e
m e
xpo
siçã
o à
luz
t/dia
C1
C2
P1
P2
45
46
47
48
“Revestimentos baseados em Matérias-Primas de Fontes Renováveis”
75
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
0 5 10 15 20 25 30 35
Yi n
o e
scu
ro
t/dia
C1
C2
P1
P2
45
46
47
48
Figura 29 - Evolução do Yi no escuro ao longo do tempo para tintas com 20 % em teor de ligante.
Pela análise dos gráficos das Figuras 28 e 29, conclui-se que, tal como esperado, o Yi em
exposição à luz e no escuro aumenta ao longo do tempo, sendo o Yi no escuro a atingir valores
mais elevados.
Nas duas condições, as tintas padrão apresentam um valor de Yi mais baixo e constante ao
longo do tempo, sendo as tintas com desempenho mais elevado.
De entre as tintas experimentais, a que apresenta melhor desempenho é a tinta 47 (Resina
D). É de salientar que as tintas experimentais têm maiores variações de Yi ao longo do tempo
que as tintas da concorrência, isto deve-se ao facto de a sua quantidade de ligante ser superior.
As tintas 46 (Resina A) e 48 (Resina F) apresentam desempenho inferior ao desempenho das
tintas da concorrência.
No caso das resinas alquídicas o amarelecimento ao longo do tempo é o grande
inconveniente para o seu uso. No entanto, os valores de Wi e Yi alcançados são aceitáveis e
pode-se afirmar que as tintas experimentais finais alcançadas têm bom desempenho, sendo a
tinta 47 (Resina D) a que apresenta melhor avaliação em relação aos ensaios de Wi e Yi.
“Revestimentos baseados em Matérias-Primas de Fontes Renováveis”
76
A avaliação da aplicação prática das tintas é um fator muito importante para a determinação
do seu desempenho, pois permite simular o seu comportamento quando aplicadas numa
situação real. Os resultados obtidos para este ensaio aplicado às quatro tintas experimentais
finais, tintas padrão e da concorrência são apresentados na Tabela 10.
Através da análise da Tabela 10, é possível concluir que, entre as tintas padrão, a que
apresenta melhor desempenho é a P2, uma vez que apresenta avaliação superior à da tinta P1
em todas as características em estudo.
Em relação às tintas da concorrência, a tinta C2 tem melhor desempenho que a tinta C1 à
exceção da aplicabilidade.
A tinta 46 (Resina A) e a tinta 47 (Resina D) são as que apresentam melhor desempenho na
aplicação prática entre as tintas experimentais. Estas têm melhor performance que as tintas da
concorrência.
Tabela 10 - Resultados obtidos da aplicação prática das tintas experimentais com 20 % em teor de ligante, tintas parão e da
concorrência
CARACTERÍSTICA
A AVALIAR
TINTA
45
TINTA
46
TINTA
47
TINTA
48
P1 P2 C1 C2
Resina B Resina A Resina D Resina F - - E -
APLICABILIDADE 4 4,5 4 3 4 4 4 3
ASPETO DE
PELÍCULA
3 4 3 3 4 4 2 4
ESPALHAMENTO 3 3,5 2 2 3 4 2 4
BRANCURA 3,5 3 4 2 3,5 4 1 2
OPACIDADE
HÚMIDA
3 3 3 3 3 3,5 2,5 3
OPACIDADE
SECA
3,5 4 4
3,5 3,5 4 1 4
SALPICOS 2 3 2,5 2 4 4 3 2
escala de avaliação: 1 – mau; 2 – medíocre; 3 – satisfaz; 4 – bom; 5 – muito bom.
“Revestimentos baseados em Matérias-Primas de Fontes Renováveis”
77
Após a avaliação da aplicação prática, realizaram-se os ensaios de polimentos laboratoriais e
práticos, cujos resultados são apresentados nas Figuras 30 e 31, respetivamente.
Através da análise dos gráficos das Figuras 30 e 31, é possível concluir que a % de Brilho
ganho é menor nos polimentos práticos. Este fator é importante, uma vez que os polimentos
práticos têm o objetivo de simular uma situação real que pode ser, por exemplo, a limpeza de
uma parede. Nesse caso não é desejável que, após a limpeza, haja zonas com brilhos diferentes
ou que o brilho da parede aumente, alterando a característica de ser mate.
No geral, as tintas experimentais têm melhor desempenho que as tintas da concorrência
para os polimentos secos e inferior para os polimentos húmidos.
No caso dos polimentos laboratoriais, a tinta com melhor desempenho é a tinta 48 (Resina
F). Por outro lado, nos polimentos práticos a tinta com melhor desempenho é a tinta 47 (Resina
D). Como os polimentos práticos têm um peso superior na avaliação do desempenho das tintas
experimentais, conclui-se a tinta 47 (Resina D) é a que tem melhor desempenho neste ensaio.
Figura 30 - Gráfico da % Brilho ganho após os polimentos laboratoriais para as tintas com 20 % em teor de ligante.
0
25
50
75
100
125
150
175
200
225
45 46 47 48 C2 C1 P1 P2
% B
rilh
o
Tinta
Brilho a 85º PS
Brilho a 85º PH
“Revestimentos baseados em Matérias-Primas de Fontes Renováveis”
78
0
25
50
75
100
45 46 47 48 C2 C1 P1 P2
% B
rilh
o
Tinta
Brilho a 85º PS
Brilho a 85º PH
Figura 31 - Gráfico da % Brilho ganho após os polimentos práticos para as tintas com 20 % em teor de ligante.
Após a realização dos testes de polimentos, procedeu-se ao teste de esfrega húmida. Neste
ensaio, avaliou-se a perda de espessura média da película de tinta. Os resultados obtidos no
mesmo são apresentados na Tabela 11.
Através da análise da Tabela 11, conclui-se que, de todas as tintas, tinta P2 é a que
apresenta menor perda de espessura e, por isso, é classificada como classe 1.
Em relação às tintas experimentais, a tinta com menor perda de espessura é a tinta 47
(Resina D). Pelo que se pode afirmar que é a tinta com maior resistência à esfrega húmida. Este
ensaio é importante para definir se uma tinta resiste à lavagem, pois, quando aplicada numa
situação real, numa habitação, por exemplo, é conveniente essa resistência.
É de salientar que as tintas da concorrência têm desempenho inferior às tintas
experimentais e às tintas padrão, o que é um ponto a favor do trabalho desenvolvido neste
projeto.
“Revestimentos baseados em Matérias-Primas de Fontes Renováveis”
79
Tabela 11 - Resultados obtidos no teste de esfrega húmida para as tintas com 20 % em teor de ligante
TINTA
RESINA
VALOR MÉDIO DE
PERDA DE
ESPESSURA (µm)
CLASSE*
P1 - 6,34 2
P2 - 1,56 1
C1 E 13,25 2
C2 - 10,09 2
45 B 2,54 1
46 A 3,76 1
47 D 2,42 1
48 F 5,66 2
*Classificação efetuada segundo a Norma NP EN ISO 13300:2004.
Seguidamente, efetuaram-se os testes de resistência às cinzas e Fissuração Mudcracking.
Os resultados obtidos para os diferentes testes são apresentados na Tabela 12.
Tabela 12 - Resultados obtidos no Teste de resistência às cinzas e fissuração Mudcracking
TINTA
RESISTÊNCIA
ÀS CINZAS
MUDCRACKING
∆E
P1 2,7 5
P2 1,5 5
C1 4,3 5
C2 3,8 5
45 3,3 5
46 2,6 5
47 1,6 5
48 1,7 5
“Revestimentos baseados em Matérias-Primas de Fontes Renováveis”
80
Como se pode concluir, a partir dos resultados obtidos na Tabela 12, todas as tintas têm
valor 5 no teste de Fissuração Mudcracking, o que significa que não há aparecimento de
deformações da película de tinta quando a formação do filme ocorre a baixas temperaturas e
com espessura elevada.
No teste de resistência às cinzas, o resultado mais favorável entre as tintas experimentais foi
obtido para a tinta 47 (Resina D), pois é a que apresenta o valor mais baixo de ∆E e, quanto
mais baixo o valor de ∆E, maior a resistência da tinta às cinzas, ou seja, menor a capacidade de
captação de sujidade da tinta. Então, é possível afirmar que a tinta 47 é a que apresenta maior
resistência às cinzas.
O teste de resistência às nódoas (manchamento) foi realizado em laboratório (L) e na prática
(P). Os resultados obtidos para as tintas experimentais finais são apresentados na Tabela 13.
“Revestimentos baseados em Matérias-Primas de Fontes Renováveis”
81
Tabela 13 - Resultados obtidos no teste de resistência às nódoas para as tintas com 20 % em teor de ligante
NÓDOA
P1 P2 C1 C2 TINTA 45
RESINA B
TINTA 46
RESINA A
TINTA 47
RESINA D
TINTA 48
RESINA F
L P L P L P L P L P L P L P L P
CAFÉ 0 0 0 0 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1
VINHO 0 0 0 0 1 0 1 0 2 0 1 1 0 0 0 1
AZEITE 1 1 1 1 2 1 2 1 0 1 1 1 0 1 0 0
MOSTARDA 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
KETCHUP 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
BATOM 2 1 1 1 2 2 2 2 2 1 1 1 1 1 2 1
SUMO DE
LARANJA 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0
GRAXA 2 1 2 1 2 2 2 2 2 2 2 1 2 2 2 2
CREME 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 2 0
LAPIS DE
CERA 0 0 0 0 1 1 1 1 2 0 1 0 0 0 2 0
LÁPIS DE
COR 1 0 0 0 2 1 1 1 2 0 1 0 0 0 2 0
LÁPIS DE
CARVÃO 1 1 0 0 2 1 1 1 2 0 1 0 0 0 2 0
CANETA 1 1 1 0 2 2 2 2 2 1 1 1 1 1 0 0
MARCADOR 1 1 1 0 2 2 2 2 2 1 2 1 2 0 0 1
MÉDIA 0,6 0,4 0,4 0,2 1,2 0,9 1,1 0,9 1,2 0,4 0,9 0,5 0,5 0,4 1,0 0,4
“Revestimentos baseados em Matérias-Primas de Fontes Renováveis”
82
0: sem alteração da película; 1: alteração moderada; 2: alteração profunda da película.
Analisando a Tabela 13, podemos concluir que atinta P2 é a que tem maior resistência ao
manchamento. As tintas experimentais apresentam melhor desempenho neste teste que as
tintas da concorrência, sendo que a tintas experimentais apresentam maior resistência no
manchamento prático. No geral, as nódoas mais difíceis de limpar são as de café, azeite, graxa,
batom, caneta e marcador. As tintas experimentais mais resistentes às nódoas são a tinta 47
(Resina D) e a tinta 48 (Resina F).
O último ensaio realizado foi a estabilidade acelerada. Como foi referido anteriormente, após
os trinta dias na estufa a 50 °C, as tintas são caracterizadas quanto ao pH, viscosidade Stormer,
viscosidade ICI, massa volúmica, brilho, índice de brancura e de amarelecimento e razão de
contraste (Tabela A.7.).
Na Tabela 14, são apresentados os resultados obtidos de viscosidade Stormer, viscosidade
ICI e brilho a 85° antes e após o ensaio de estabilidade.
Tabela 14 - Resultados obtidos no ensaio de estabilidade para as tintas com teor em 20 % de ligante
TINTA
VISCOSIDADE
STORMER
(UK)
VISCOSIDADE ICI (P) BRILHO 85°
Inicial Final Inicial Final Inicial Final
45 88 92 0,9 0,8 2,8 2,9
46 95 97 1,1 1,1 2,9 3,1
47 96 100 1,6 1,6 4,0 3,7
48 100 104 1,2 1,2 4,3 4,3
Pela análise da Tabela 14, é possível afirmar que não há alterações significativas nas
características das tintas antes e após estabilidade, sendo que todas as tintas mantêm a
designação mate.
“Revestimentos baseados em Matérias-Primas de Fontes Renováveis”
83
Após a caracterização inicial, avaliaram-se as tintas experimentais com 20 % em teor de
ligante, as tintas padrão e as da concorrência quanto aos valores de Wi e Yi em exposição à luz e
no escuro. Os resultados obtidos para Wi e Yi para o ensaio de estabilidade acelerada estão
representados nas Tabelas 15 e 16, respetivamente, em comparação com os valores obtidos
após a aplicação das tintas acabadas de produzir.
Tabela 15 - Comparação entre resultados obtidos para Wi na pós-produção e pós estabilidade das tintas com 20 % em teor de
ligante
TINTA
WI EXPOSIÇÃO À LUZ WI NO ESCURO
Inicial Final ∆W Inicial Final ∆W
45 77,35 73,01 4,34 77,21 72,66 4,55
46 77,15 71,60 5,55 76,76 71,31 5,45
47 81,24 79,13 2,11 80,95 78,64 2,31
48 76,02 71,59 4,43 73,04 69,84 3,20
Tabela 16 - Comparação entre resultados obtidos para Yi na pós-produção e pós estabilidade das tintas com 20 % em teor de
ligante
TINTA
YI EXPOSIÇÃO À LUZ YI NO ESCURO
Inicial Final ∆Y Inicial Final ∆Y
45 4,70 6,32 1,62 4,72 6,52 1,80
46 4,71 6,85 2,14 4,89 6,90 2,01
47 3,15 4,03 0,88 3,30 4,10 0,80
48 4,86 6,67 1,81 6,03 7,03 1,00
Analisando a Tabela 15, é possível concluir que há uma diminuição de cerca de 2 a 5
valores de Wi nas duas condições da pós-produção para pós-estabilidade nas tintas
experimentais. No entanto, o desempenho destas é superior ao desempenho das tintas da
concorrência, uma vez que a variação nestas está compreendida entre 6 e 8 valores de Wi nas
duas condições. A tinta experimental com melhor desempenho, isto é, com menor variação de
“Revestimentos baseados em Matérias-Primas de Fontes Renováveis”
84
Wi após a estabilidade acelerada, é a tinta 47 (Resina D), apresentando uma variação de apenas
2 valores de Wi nas duas condições de avaliação.
Na Tabela 16, observa-se um aumento de cerca de 1 a 2 valores de Yi nas duas condições
da pós-produção para pós-estabilidade nas tintas experimentais. A tinta experimental com melhor
desempenho após o ensaio de estabilidade acelerada é a tinta 47 (Resina D), pois apresenta um
valor de variação aproximadamente de a 0,8 nas duas condições.
O desempenho das tintas da concorrência é inferior ao desempenho das tintas
experimentais, uma vez que a variação é de cerca 3 valores de Yi nas duas condições.
É ainda possível afirmar que todas as tintas têm estabilidade.
4.4. Análise económica, % RRM e teor em COVs
Um dos objetivos do presente projeto é a produção de uma tinta constituída por matérias-
primas de fontes renováveis com uma boa relação RRM/qualidade/preço e que respeite as
limitações ambientais.
Devido à forte recessão que a economia mundial atravessa e à crise na área da construção
civil, bem como à redução do poder de compra dos consumidores, a indústria das tintas em
Portugal entrou em queda, em 2010. (44) No entanto, esse mau momento neste setor do
mercado parece ultrapassado e, em 2014, o mercado das tintas e vernizes cresceu 3 % face ao
ano anterior. (45)
Uma das formas que as grandes empresas de tintas encontraram para superar as
dificuldades foi apostar em produtos inovadores, novos mercados, satisfazer as exigências dos
consumidores, eliminar as lacunas do mercado e apresentar novas soluções, tendo em conta o
binómio qualidade/preço. (44) (46)
Deste modo, atendendo à inovação que representam os revestimentos produzidos neste
projeto, realizou-se a avaliação económica, considerando como referência o preço da formulação
e da resina da Tinta P1, e calcularam-se as percentagens de teor em MN, RRM e Mbio-based
“Revestimentos baseados em Matérias-Primas de Fontes Renováveis”
85
com base nas equações 3, 4 e 5, respetivamente. Na Tabela 17, são apresentados os resultados
obtidos para esta análise.
Tabela 17 - Valores obtidos para a análise económica e % em teor de MN, RRM e Mbio-based para as tintas com 20 % em teor
de ligante
TINTA
RESINA
PREÇO DA
RESINA
(RELATIVO A P1)
PREÇO DA
FORMULAÇÃO
(RELATIVO A P1)
MN
(%)
RRM
(%)
MBIO-
BASED
(%)
COVS*
(g/L)
P1 - 1 1 77,5 30,9 0,00 8,7
P2 - 1,03 1,51 57,7 24,4 0,00 8,1
C1 E 4,95 s.i. 97,0 s.i. s.i. 0,1
C2 - s.i. s.i. 99,0 s.i. s.i. <1
45 B 3,35 2,08 99,1 51,5 10,4 0,9
46 A 3,35 2,08 99,1 51,5 10,4 0,9
47 D 2,36 1,90 98,9 51,8 20,3 0,2
48 F 3,76 2,40 98,6 51,5 s.i. 0,7
*Valor limite para a categoria A/a – Tinta mate para paredes e tetos interiores - 30 g/L, segundo a Diretiva 2004/42/CE
Através da análise da informação apresentada na Tabela 17, conclui-se que o preço das
resinas com base em matérias-primas renováveis é muito superior ao preço das resinas
convencionais. Pelo que é de esperar que o preço da formulação das tintas experimentais seja
superior ao das tintas padrão, mesmo que estas apresentem um desempenho superior.
No início do presente projeto, definiram-se limites para o preço das tintas experimentais,
devendo situar-se entre o preço de P1 e P2. No entanto, devido ao elevado custo das resinas
provenientes de fontes renováveis, os limites para o custo da formulação tiveram de aumentar.
Assim, relativamente aos resultados obtidos, a formulação mais barata é a da tinta 47 (Resina
D), pois é a que apresenta o valor relativo a P1 mais baixo, 1,90.
A % de teor em MN é a mais elevada porque contabiliza quase todos os constituintes das
tintas, uma vez que as matérias-primas são quase todas provenientes de fontes renováveis.
“Revestimentos baseados em Matérias-Primas de Fontes Renováveis”
86
A % de teor em RRM é mais baixa que a % MN, porque contabiliza apenas as matérias-
primas provenientes de fontes renováveis, tal como a água. A percentagem mais elevada é a
correspondente à tinta 47 (Resina D) com um valor de 51,8 %.
A % de teor em Mbio-based é a mais baixa, porque apenas contabiliza as matérias-primas
provenientes de fontes bio-based ou a percentagem bio-based das matérias-primas. Este fator
acarreta um problema na sua determinação porque nem todos os fornecedores de matérias-
primas estão familiarizados com a legislação atual, nomeadamente a Norma ASTM D6866-12,
que determina o método de determinação do teor bio-based de um material. A tinta com maior
percentagem de Mbio-based é a tinta 47 (Resina D) com um valor de 20,3 %.
O teor de COVs é respeitado em todas as formulações, sendo inferior a 30 g/L como é
exigido na Diretiva 2004/42/CE para a categoria A/a.
Deste modo é possível concluir que, nesta análise, a tinta com o preço mais favorável
corresponde à tinta com maior % em teor de RRM e Mbio-based, ou seja, a tinta 47 (Resina D).
Em suma, a tinta experimental que apresenta as melhores propriedades físicas, químicas,
características de resistência e aplicabilidade, preço e maior teor em RRM é a tinta 47. Então
relativamente aos produtos experimentais, a tinta 47, formulada com a resina D, apresenta uma
melhor relação para a relação RRM/qualidade/preço.
Capítulo 5 – Conclusão
“Revestimentos baseados em Matérias-Primas de Fontes Renováveis”
89
Finalizada a fase de apresentação e discussão dos resultados experimentais obtidos, conclui-
se que o principal objetivo do presente projeto foi alcançado, isto é, produziu-se uma tinta
constituída por matérias-primas renováveis com uma boa relação RRM/qualidade/preço.
No desenvolvimento do projeto, foram produzidas quarente e oito tintas, que foram
comparadas com duas tintas padrão (P1 e P2) e duas tintas da concorrência internacional (C1 e
C2).
Perante os resultados obtidos, é possível afirmar que as tintas padrão são as que
apresentam desempenho mais elevado, ou seja, têm valores de Wi mais elevados e valores de Yi
muito baixos, sendo que a tinta P2 é a tinta com melhor qualidade. No entanto, estas tintas
apenas têm na sua constituição água como RRM.
As tintas experimentais, de um modo geral, apresentaram uma performance superior às
tintas da concorrência internacional. Relativamente às tintas experimentais, aquela que
evidenciou melhores resultados foi a tinta 47 (Resina D).
Nos testes de resistência às nódoas, resistência aos polimentos, resistência à esfrega
húmida, resistência às cinzas e Fissuração Mudcracking, a tinta experimental que apresentou
melhor desempenho foi a tinta 47 (Resina D). É de salientar que nestes ensaios o desempenho
das tintas experimentais é superior ao desempenho das tintas da concorrência atualmente
comercializadas.
Todas as tintas experimentais têm estabilidade. Na análise de todos os resultados obtidos,
foi possível excluir três resinas, escolhendo uma para o produto final:
Tinta 45 e 46 – Resina B e A, respetivamente – apesar de apresentarem uma
aplicação prática satisfatória, têm um desempenho inferior ao da tinta 47,
relativamente ao Wi e Yi e restantes testes de resistência mecânica;
Tinta 48 – Resina F – apresenta a brancura e espalhamento medíocres, bem como
desempenho inferior ao da tinta 47 em todos os testes de resistência.
Então, é possível afirmar que em termos de desempenho, qualidade e eficiência a tinta
experimental escolhida é a tinta 47, que é formulada com a resina D.
Por último realizou-se uma análise económica, ao teor em % MN % RRM e % Mbio-based e ao
teor de COVs. Perante os resultados obtidos, é possível afirmar que os produtos formulados com
“Revestimentos baseados em Matérias-Primas de Fontes Renováveis”
90
RRMs têm um custo de produção superior ao dos produtos convencionais. Pode-se ainda
concluir que a tinta com custo de formulação mais baixo e maior % RRM e % Mbio-based é a
tinta 47 (Resina D). Quanto à análise do teor de COVs, todas as tintas estão dentro do limite
estabelecido pela Diretiva 2004/42/CE, o teor de COVs deve ser inferior a 30 g/L para a
categoria A/a.
Em suma, a tinta experimental que apresenta as melhores propriedades físicas, químicas,
características de resistência e aplicabilidade, preço e maior teor em RRM é a tinta 47, sendo
considerado o produto experimental final do presente projeto.
As principais limitações encontradas no desenrolar do projeto foram: o atraso na receção
das matérias-primas, bem como a informação referente às mesmas; a falta de legislação
universal que facilite a uniformização dos conceitos de MN, RRM e Mbio-based; e a escassez do
tempo para a realização de todos os testes de caracterização das tintas.
Em termos académicos, a realização deste projeto contribuiu imenso não só para aplicar,
numa vertente prática, conhecimentos teóricos, como também adquirir e aprofundar novos
conhecimentos científicos em áreas muito distintas daquelas que havia estudado até ao
momento. Para além disto, a nível pessoal, contribuiu para o amadurecimento, reforço de
autonomia, responsabilidade, experiência e capacidade de superar obstáculos inesperados,
devido ao contacto com pessoas, ambientes e realidades distintas, como foi o caso do ambiente
empresarial/industrial.
Como sequência do trabalho realizado, recomenda-se: o melhoramento da tinta ótima
alcançada neste projeto quanto à resistência às nódoas; o estudo de antiespumas alternativos,
de forma a reduzir ou eliminar a mínima incorporação de ar que ocorre na produção da tinta;
encontrar alternativas renováveis que permitam aumentar a percentagem de teor em RRM e
Mbio-based da tinta produzida e reduzir o custo do produto.
“Revestimentos baseados em Matérias-Primas de Fontes Renováveis”
91
Bibliografia
1. TerraGreen Coatings. Actega. [Online] [Citação: 12 de Março de 2015.]
www.actega.com/terra/products/terragreen-coatings.html.
2. How Green. Resene. [Online] [Citação: 12 de Março de 2015.]
www.resene.co.nz/comn/enissue/howgreen.htm.
3. Benjamin Moore Goes Grenner With Natura Renew, The Industry's First Premium Bio-
Renewable Paint. Benjamin Moore. [Online] 18 de Fevereiro de 2014. [Citação: 7 de Outubro
de 2015.] http://www.benjaminmoore.com/en-us/for-contractors/natura-renew-premium-
bio-renewable-paint.
4. CIN. [Online] [Citação: 20 de Janeiro de 2015.]
http://www.cincoatings.com/portalc/portal/user/anon/page/sccquemsomosdet.psml?cate
goryOID=11898080808180GC&contentid=E788808480CO&nl=pt.
5. CIN. Wikipedia. [Online] 25 de Março de 2013. [Citação: 20 de Janeiro de 2015.]
http://pt.wikipedia.org/wiki/CIN.
6. O grupo CIN. CIN. [Online] [Citação: 11 de Novembro de 2015.]
http://www.cincoatings.com/portalc/portal/user/anon/page/sccempresas.psml?categoryOI
D=5981808080A180GC&contentid=CD81809680CO&nl=pt.
7. CIN, S. A. Metodologia de Formulação de Tintas. Maia, Portugal : s.n., 2013.
8. —. Manual de Construção Civil e Decoração. Maia, Portugal : s.n., 2010.
9. Aspectos gerais sobrea fabicação de tintas e revestimentos. Processo da fabricação das
tintas. [Online] [Citação: 10 de Outubro de 2015.]
http://www.ebah.pt/content/ABAAABXTEAH/processo-fabricacao-tintas.
10. Arte Rupestre. Wikipedia. [Online] 30 de Abril de 2015. [Citação: 2 de Maio de 2015.]
http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/7/70/Serra_da_Capivara_-
_Several_Paintings_2b.jpg.
11. Guío, Lyda Milena Patiño. Compostos orgânicos voláteis em tintas imobiliárias:
caracterização e efeitos sobre a qualidade do ar em ambientes internos construídos. São
Carlos, Brasil : Universidade de São Paulo - Instituto de arquitectura e urbanismo, 2013.
12. Paint. How products are made. [Online] [Citação: 10 de Fevereiro de 2015.]
http://www.madehow.com/Volume-1/Paint.html.
13. Sichieri, E. P. e Salado, G. C. Materiais para Construção VI (Tintas para a Construção
Civil). Apostila Grupo ArqTeMa - Arquitetura, Tecnologia e Materiais. São Paulo, Brasil :
Universidade de São Paulo. ESSC. Departamento de Arquitetura e Urbanismo, 2007.
“Revestimentos baseados em Matérias-Primas de Fontes Renováveis”
92
14. COV - Composto Orgânicos Voláteis. Tintas e Pintura. [Online] [Citação: 10 de Fevereiro
de 2015.] http://www.tintasepintura.pt/cov/.
15. Marques, F. P. F. M. Tecnologias de Aplicação de Pinturas e Patologias em Paredes de
Alvenaria e Elementos de Betão. Lisboa, Portugal : Dissertação de Mestrado no Instituto
Superior Técnino da Universidade de Lisboa, 2013.
16. The Ingredients of PAINT and Their Impact on Paint Properties. Paint Quality Institute.
[Online] [Citação: 2 de Março de 2015.]
http://www.industrialpaintquality.com/pdfs/ingredientsofpaint.pdf.
17. Mello, V. M. e Suarez, P. A. Z. As formulações de Tintas expressivas através da história.
Revista Virtual Química. 5 de Março de 2012, Vol. 4.
18. Pigmentos e Colorantes. Boudoir da Maquiagem. [Online] 21 de Outubro de 2011.
[Citação: 10 de Fevereiro de 2015.] http://4.bp.blogspot.com/-
pdl3MrCURHY/TqIYO07TkKI/AAAAAAAABLE/4_jd3ZgUdco/s400/pigmentgrande.jpg.
19. Castro, C.D. Estudoda Influência das Propriedades de Diferentes Cargas Minerais no
Porder de Cobertura de um Filme de Tinta. Brasil : Dissertação de Doutoramento em
Engenharia Civil, Escola de Engenharia - Universidade Federal do Rio Grande do Sul, 2009.
20. Maria Bezerra de Mello Monte, Paulo Renato Perdigão de Paiva, Flávia Elias Trigueiro.
Técnicas alternativas para a modificação do caulim. Rio de Janeiro : Série Rochas e Minerias
Industriais, 2003. p. 50.
21. Donadio, Paulo António. Manual Básico sobre Tintas. s.l. : Água Química, 2011.
22. Volume solids, PVC and hiding power. Resene. [Online] Agosto de 2005. [Citação: 2 de
Março de 2015.]
http://www.resene.co.nz/archspec/cpd_earn_points/pdfs/CPD_volumesolidspvchiding_oct
2003.pdf.
23. Alquidicas. Água Química. [Online] [Citação: 10 de Outubro de 2015.]
http://www.aguiaquimica.com/pt/produtos-categorias/17/alquidicas.
24. Resina Alquídica. Haisun. [Online] [Citação: 10 de Outubro de 2015.]
http://www.tianyichemical.com.pt/2014/4-alkyd-resin.html.
25. Hartmann, Daniela. Resinas Alquídicas base água emulsionadas por inversão de fase.
Porto Alegre : Universidade do Rio Grande do Sul, 2011.
26. Hare, C. H. Protective Coatings: Fundamentals of Chemistry and Composition. Pittsburgh :
Technology Publishing Company, 1994.
27. Bieleman, Johan H. The Role of Coalescing Agents for Waterborne Coatings. SpecialChem.
[Online] 14 de Novembro de 2012. [Citação: 2 de Março de 2015.]
“Revestimentos baseados em Matérias-Primas de Fontes Renováveis”
93
28. Manual. Produtos aquosos e solventes. CIN. [Online] [Citação: 10 de Fevereiro de 2015.]
http://www.cin.pt/portal/cin/casa/exterior/aquosos?contentid=4F80809580CO&page=pint
arpe.psml&nl=pt.
29. CIN, S.A. Manual de Dispersão e Moagem. Maia, Portugal : s.n., 2012.
30. Chem, Special. Matting Effect Agents: Techno Brief. Special Chem. [Online] 14 de
Setembro de 2015. http://coatings.specialchem.com/selection-guide/matting-agents-for-
coatings/how-to-disperse-a-matting-agent.
31. Comité Europeu de Normalização, CEN. Bio-based products - Vocabulary. Bruxelas : s.n.,
2014.
32. American Society for Testing and Materials, ASTM. ASTM D6866-12: Standard Test
Methods for Determining the Biobased Content of Solid, Liquid and Gaseous Samples Using
Radiocarbon Analysis. Estados Unidos da América : s.n., 2012.
33. Comité Europeu de Normalização, CEN. CEN/TS 16766: Bio-based solvents -
Requirements and test methods. Bruxelas : s.n., 2015.
34. —. CEN/TR 16721: Bio-based products - Overview of methods to determine the bio-
based content. Bruxelas : s.n., 2014.
35. —. CEN/TS 16640: Bio-based products - Determination of the bio-based carbon content
of products using the radiocarbon method. Bruxelas : s.n., 2014.
36. Unidas, Nações. Nosso Futuro Comum. [Online] 4 de Agosto de 1987. [Citação: 9 de
Outubro de 2015.]
http://www.channelingreality.com/Documents/Brundtland_Searchable.pdf.
37. Desenvolvimento Sustentável. Portal do Ambiete e do Cidadão. [Online] [Citação: 9 de
Outubro de 2015.] http://ambiente.maiadigital.pt/desenvolvimento-
sustentavel/desenvolvimento-sustentavel.
38. Estratégia Nacional para o Desenvolvimento Sustentável, ENDS 2005-2015. InfoEuropa
biblioteca. [Online] [Citação: 9 de Outubro de 2015.]
https://infoeuropa.eurocid.pt/files/database/000015001-000020000/000019537.pdf.
39. The role of sustainability in the EU paint industry. CEPE. [Online] 22 de Novembro de
2013. [Citação: 9 de Outubro de 2015.]
http://bayferrox.cn/uploads/tx_lxsmatrix/08_Karsten_Eller_final_presentation_en.pdf.
40. saúde, Organização mundial de. Indoor air quality: organic pollutants. . Copenhaga : Euro
reports and studies, 1989. 111.
41. Ecocert. Ecocert Standard Paints. The natural origin based paints and coatings. França :
s.n., 2014.
“Revestimentos baseados em Matérias-Primas de Fontes Renováveis”
94
42. Our Commitments. Ecocert. [Online] [Citação: 10 de Outubro de 2015.]
http://www.ecocert.com/es/historico.
43. Inoovation. Ecoat. [Online] [Citação: 11 de Outubro de 2015.]
http://www.ecoat.fr/innovation.
44. Tintas. Económico, Diário. 2012, Vol. 5530.
45. Ferreira, Abílio. ECONOMIA. Expresso. [Online] 19 de Fevreiro de 2915. [Citação: 29 de
Outubro de 2015.] http://expresso.sapo.pt/economia/mercado-de-tintas-subiu-3-para-355-
milhoes=f911481.
46. Tintas - Empresas estão a recuperar. Económico, Diário. 2013, Vol. 5784.
47. Tinta. Wikipedia. [Online] 27 de Novembro de 2014. [Citação: 27 de Janeiro de 2015.]
http://pt.wikipedia.org/wiki/Tinta.
48. Tintas. Info Escola. [Online] 19 de Agosto de 2012. [Citação: 27 de Janeiro de 2015.]
http://www.infoescola.com/compostos-quimicos/tintas/.
49. Processo de fabricação de tintas. ebah. [Online] [Citação: 10 de Fevereiro de 2015.]
http://www.ebah.pt/content/ABAAABXTEAH/processo-fabricacao-tintas.
50. Carranquinha, Ana Cristina Guerreiro. Implementação de novos métodos para
quantificação dos constituintes das tintas aquosas. Lisboa : Instituto Superior Técnico -
Universidade Técnica de Lisboa, 2011.
51. Embrapa pesquisa cana-de-açúcar em área de expansão no Cerrado. Revista Plantar.
[Online] 30 de Janeiro de 2015. [Citação: 10 de Fevereiro de 2015.]
http://www.revistaplantar.com.br/wp-content/uploads/2015/01/222221.jpg.
52. Solventes verdes. Oxiteno. [Online] [Citação: 10 de Fevereiro de 2015.]
http://www.oxiteno.com.br/pdf/catalogo_green_coatings_PT.pdf.
53. Salasar, C. J. Estudo sobre emissão de compostos orgânicos voláteis (COVs) em tintas
imobiliárias a base de solvente e água. Londrina, Brasil : Universidade Estátual de Londrina -
Departamento de Química, 2006.
54. Material didático, elaborado por transposição didática, do artigo: Hidrocarbonetos
policíclicos aromáticos da pirólise da madeira na produção de carvão em fornalhas – do
saber científico ao sábio, de autoria da Profa. Dra. Nilva Ré Poppi – UFMS. kimica. [Online]
[Citação: 10 de Fevereiro de 2015.] http://www.kimica.pro.br/3-mate8.jpg.
55. Diluente. Wikipedia. [Online] 28 de Março de 2013. [Citação: 3 de Março de 2015.]
http://pt.wikipedia.org/wiki/Diluente.
56. Alua, P. Optimização da Opacidade de Tintas Aquosas. Lisboa, Portugal : Dissertação de
Mestrado em Engenharia Química no Instituto Superior Técnico - Unversidade de Lisboa,
2012.
“Revestimentos baseados em Matérias-Primas de Fontes Renováveis”
95
57. Resiquímica. Tintas Plásticas para Construção Civil. 2001.
58. Fazenda, J. M. R. Tintas & Vernizes Ciência e Tecnologia. São Paulo : Edgard Blucher,
2005.
“Revestimentos baseados em Matérias-Primas de Fontes Renováveis”
97
Anexos
Anexo A – Caracterização das tintas
Utiliza-se a formulação base definida na secção 4.1. do Capítulo 4 para produzir as tintas
experimentais com os diferentes teores em % de ligante e, 24 h após a sua produção, as tintas
são caracterizadas quanto pH, viscosidade Stormer; viscosidade ICI, massa volúmica, brilho e
razão de contraste. Nas Tabelas A.1., A.2., A.3., A.5. e A.6. encontram-se os resultados da
caracterização das tintas e na Tabela A.4. são apesentados os resultados da aplicação prática
das tintas experimentais com 18 % em teor de ligante. Na Tabela A.7. encontram-se os valores
da caracterização pós estabilidade das tintas experimentais com 20 % em teor de ligante, tintas
padrão e tintas da concorrência.
Tabela A. 1. – Resultados da caracterização das tintas experimentais com 10 % em teor de ligante
TINTA
PH
µSTORMER (UK)
µICI (P)
Ρ
(g/cm3)
BRILHO 85°
(UNIDADES DE
BRILHO)
% RC
16 8 88 1,1 1,469 4,4 98,6
17 8 88 0,8 1,467 4,2 97,4
26 8 91 1,2 1,466 5,2 97,2
27 8 89 1,2 1,4444 4,8 98,0
28 8 91 1,2 1,466 5,2 97,2
30 8 89 1,2 1,444 4,8 98,0
“Revestimentos baseados em Matérias-Primas de Fontes Renováveis”
98
Tabela A. 2. – Resultados da caracterização das tintas experimentais com 15 % em teor de ligante
TINTA
PH
µSTORMER
(UK)
µICI (P)
Ρ (g/cm3)
BRILHO 85°
(UNIDADES DE
BRILHO)
% RC
33 8 89 1,0 1,463 3,5 97,4
34 8 79 0,8 1,478 3,2 96,5
35 8 120 2,3 1,464 9,5 93,1
36 8 94 1,3 1,480 5,5 97,2
37 8 92 0,9 1,474 48 96,4
38 8 90 1,4 1,475 4,4 97,0
Tabela A. 3. - Resultados da caracterização das tintas experimentais com 18 % em teor de ligante
TINTA
PH
µSTORMER
(UK)
µICI (P)
Ρ (g/cm3)
BRILHO 85°
(UNIDADES DE
BRILHO)
% RC
39 8 88 1,0 1,466 3,1 96,5
40 8 83 0,8 1,470 3,0 96,6
41 8 106 2,2 1,407 10,1 88,4
42 8 77 13 1,433 3,6 95,8
43 8 86 1,0 1,437 61 95,3
44 8 89 1,4 1,444 4,8 96,5
“Revestimentos baseados em Matérias-Primas de Fontes Renováveis”
99
Tabela A. 4. – Resultados obtidos da aplicação prática das tintas com 18 % em teor de ligante
CARACTERÍSTICA
A AVALIAR
TINTA
39
TINTA
40
TINTA
41
TINTA
42
TINTA
43
TINTA
44
Resina A Resina B Resina C Resina D Resina E Resina F
APLICABILIDADE 4 4 2 4+ 4 3
ASPETO DE
PELÍCULA
4 4 2 4 3 3
ESPALHAMENTO 4 3,5 1 4 2 2,5
BRANCURA 4 4 3 4 4 3
OPACIDADE
HÚMIDA
3 3 2 3 2,5 2,5
OPACIDADE
SECA
3,5 3 2 4 4,5 4,5
SALPICOS 2 2 2 3 2- 2-
escala de avaliação: 1 – mau; 2 – medíocre; 3 – satisfaz; 4 – bom; 5 – muito bom.
Tabela A. 5 - Resultados da caracterização das tintas experimentais com 20 % em teor de ligante
TINTA
PH
µSTORMER
(UK)
µICI (P)
Ρ (g/cm3)
BRILHO 85°
(UNIDADES DE
BRILHO)
% RC
45 8 88 0,9 1,472 2,8 94,7
46 8 95 1,1 1,465 2,9 95,5
47 8 92 1,6 1446 4,0 94,7
48 8 100 1,2 1,445 4,3 95,4
“Revestimentos baseados em Matérias-Primas de Fontes Renováveis”
100
Tabela A. 6. – Resultados da caracterização das tintas padrão e da concorrência
TINTA
PH
µSTORMER
(UK)
µICI (P)
Ρ (g/cm3)
BRILHO 85°
(UNIDADES DE
BRILHO)
% RC
P1 8 113 1,2 1,350 3,5 93,6
P2 8 118 1,6 1,379 2,2 95,7
C1 8 100 1,4 1,371 3,6 95,7
C2 9 120 2,0 1,587 6,7 94,6
Tabela A. 7. – Resultados da caracterização das tintas experimentais com 20 % em teor de ligante, tintas
padrão e da concorrência após estabilidade
TINTA
PH
µSTORMER
(UK)
µICI (P)
Ρ (g/cm3)
BRILHO 85°
(UNIDADES DE
BRILHO)
% RC
P1 8 122 1,3 1,600 3,6 94,4
P2 8 134 2,7 1,390 2,2 94,6
C1 8 106 1,4 1,393 3,0 94,2
C2 8 125 2,1 1,585 6,3 94,4
45 8 92 0,8 1,457 2,9 95,2
46 8 97 1,1 1,453 3,1 95,3
47 8 100 1,6 1,447 3,7 95,8
48 8 104 1,2 1,454 4,3 95,7