indÚstrias de tintas prof.ms. fernanda palladino

INDÚSTRIAS DE TINTAS

Prof.Ms. Fernanda Palladino

As industrias de agentes de recobrimentos industriais sofreram uma revolução dirigida pela pesquisa, que visava a empregar constituintes de melhor qualidade, fossem eles pigmentos, solventes ou formuladores de película, a melhorar a formulação e a aumentar a adaptabilidade dos processos de fabricação.

INDUSTRIA DE TINTASINDUSTRIA DE TINTAS

Consequências desse progressos foram:◦ A redução dos custos, ◦ A diminuição dos riscos de incêndio e dos efeitos danosos à

saúde ◦ A obtenção de revestimentos melhorados◦ Grande duração.

Hoje utilizado em:◦Madeiras, metal, tecidos, borracha, papel, plástico, etc.



Tintas:

Em consequência da evolução histórica, os recobrimentos superficiais dividem-se em:

• Tintas - revestimentos sólidos, relativamente opacos, aplicados em camadas finas, cujas películas são usualmente formadas pela polimerização de óleos polinsaturados;• Vernizes - revestimentos transparentes;• Esmaltes – vernizes pigmentados;• Lacas – películas formadas somente pela evaporação;• Tintas de impressão;• Polidores;


A diferença básica entre corantes e pigmentos é que os corantes são solúveis, apresentam maior brilho, tem cores mais intensas e profundas e os pigmentos são dispersíveis no substrato que vai receber a cor.

Atualmente mais de 90% dos corantes e pigmentos são sintetizados a partir de uma fonte petroquímica. Os corantes naturais ainda existem,mas são responsáveis apenas por uma parcela menor de mercado.

INDUSTRIA DE TINTASINDUSTRIA DE TINTASO Brasil importa hoje corantes e pigmentos da Europa e Ásia.

Produtores Nacionais

Produtor

A Chimical Corantes ácidos, corantes básicos

Bann Quimica Corantes à tina

Basf Pigmentos orgânicos

Brancotex Pigmentos orgânicos

Ciba Ciba Especialidades Especialidades QuimicasQuimicas

Branqueadores ópticos,

Clariant Branqueadores ópticos, corantes ácidos, corantes básicos, corantes à cuba, corantes dispersos, corantes ao enxofre, pigmentos orgânicos, etc

Dupont Dióxido de Titânio

Dystar Corantes ácidos, corantes básicos, corantes dispersos,corantes solventes,

Lanxess Pigmentos inorgânicos

Milennium Cristal Dióxido de Titânio


Os pigmentos, embora sejam substancias orgânicas, podem ser também um corante orgânico puro, insolúvel, conhecido como toner, ou um corante orgânico precipitado sobre um portador inorgânico, como o hidróxido de alumínio, ou sulfato de bário, ou argila, constituindo uma laca (de pintar).

Os diluentes ou fileres dos pigmentos reduzem o custo da tinta e frequentemente aumentam sua durabilidade. A função dos pigmentos e dos fileres ajudam a prolongar a duração de toda a tinta.

Em geral os pigmentos devem ser opacos, a fim de que tenham um bom poder de cobertura, e quimicamente inertes, a fim de que tenham estabilidade e longa vida, devem ser atóxicos ou ter toxidez baixa, não só para os pintores, mas também para os usuários do recinto pintado.

Os pigmentos devem ser molháveis pelos constituintes formadores de películas e também baratos.



Sem os materiais formadores de película, os pigmentos não seriam mantidos na superfície. As películas de tintas são formadas pela secagem de diversos óleos insaturados, como os relacionados abaixo:


A secagem é uma transformação química, representando uma oxidação e uma polimerização; é acelerada pelo pré-tratamento do óleo e pela adição de agentes secantes, ou catalisadores, predominantemente sabões de metais pesados, que são portadores de oxigênio e em geral solúveis no óleo. Eles são usados apenas em pequenas quantidades – 1 à 2 %.

Uma vez que as tintas são misturas mecânicas, os pigmentos e os fíleres são suspensos em veículos. Este veículo é o óleo formadores de película, a que se adicionam outros líquidos, em quantidades variáveis não só na fabrica, mas também na ocasião da aplicação pelo pintor. Os diluentes (tiner) usada com este finalidade é uma nafta volátil. Para reduzir certos aspectos de rachaduras nas tintas, estão sendo aduzidos plastificantes as formulações, em grande parte pela escolha apropriada do óleo.


A formulação apropriada das tintas centraliza-se nas exigências específicas de um emprego particular e podem ser listadas como: coloração, cobertura, resistência ao tempo, lavabilidade, lustre, propriedades anti-corrosivas de metais e consistência. As exigências particulares são satisfeitas pela escolha apropriada dos pigmentos, fíleres e veiculo, pelo formulador da tinta. Uma vez que as técnicas formuladas de tintas ainda são empíricas, é difícil prever as propriedades de uma formulação específica, o que significa que muitas vezes é necessário efetuar um número considerável de ensaios antes que sejam obtidos as propriedades desejadas.

INDUSTRIA DE TINTASINDUSTRIA DE TINTASAs diversas operações necessárias à misturação das tintas são

inteiramente físicas. As operações unitárias pertinentes aparece no fluxograma abaixo, que refere-se a produção maciça de tinta. Na fabricação dos constituintes das tintas, e também na secagem da película ocorrem conversões químicas.


• A pesagem, reunião e misturação dos pigmentos e veículos ocorrem num andar superior da fábrica. • O misturador pode ser semelhante a uma amassadeira, com

lâminas em sigma. • A carga do material é transferida para o andar de baixo, onde

ocorrem moagem e misturação suplementares.• Podem ser usados diversos tipos de moinhos, o método mais

usado é o da moagem, ou dispersão, entre duas mós; até recentemente, os moinhos de bolas e de seixos, e os moinhos de cilindros em aço, eram os mais usados. • Estão sendo adotados em escalas crescentes para moagem de

tintas e de esmaltes, os moinhos a areia,os agitadores a alta velocidade e os moinhos de mós a alta velocidade.• Os fatores dominantes na escolha do equipamento são os

tipos de pigmentos e de veículos.


Fig. 2: Moinho a areia. Este moinho é um tipo combinado de grãos redondos de areia, que moem e dispersão os pigmentos na câmara intermediária e moagem, seguida por uma peneira que retém a areia.


•A misturação e a moagem dos pigmentos no óleo exigem muita habilidade e experiência, a fim de que se garantam um produto uniforme, sem que o preço seja muito elevado.•A tinta é transferida para o andar inferior, onde é diluída e colorida em tanques com agitação, que podem conter partidas de vários milhares de litros. A tinta líquida é coada para um tanque de transferência ou diretamente para a moega da máquina de enchimento, no piso de baixo. Para remover os pigmentos não dispersados, usam-se centrifugas, peneiras ou filtros prensa. A tinta é transferida para latas ou tambores, que são rotulados, embalados e transportados para o depósito, cata etapa é completamente automática.

INDUSTRIA DE TINTASINDUSTRIA DE TINTASPigmentos Brancos:Pigmentos Brancos:

O mais antigo, e também o mais importante entre os pigmentos brancos, era o alvaide, que não é mais permitido como constituinte da maior parte das tintas. O óxido de zinco, também muito usado no passado, tem agora apenas importância secundária.Atualmente temos o Lipotônio, um pigmento branco de sulfeto de zinco, que tem a tendência temporária de escurecer, ao ficar exposto a luz. É extremamente fino e barato. É especialmente recomendado para revestimentos internos.O pigmento campeão de vendas é o dióxido de titânio (TiO2), em virtude do seu baixo custo por unidade de poder de cobertura.

Pigmentos Brancos:Pigmentos Brancos:

Pigmento é um material sólido finamente dividido, insolúvel no meio, são utilizados para conferir cor, opacidade, certas características e outros efeitos. O dióxido de titânio é um dos mais importantes pigmentos brancos produzidos, sendo sua produção mundial em torno de 2,5 milhões de ton/ano. Apresenta ampla faixa de aplicação incluindo tintas arquitetônicas, industriais e de impressão, plásticos, borrachas, papel, produtos têxteis, alimentícios e fármacos.Dióxido de titânio puro (TiO2) é um sólido cristalino incolor, estável. Ele é polimorfo, existindo em três formas cristalinas fundamentais: rutilo tetragonal ou anatase e bruquita ortorrômbica, sendo que apenas as duas primeiras são comercialmente produzidas e o pigmento de forma rutilo, o mais importante em termos de volume.



Os cristais de rutilo apresentam uma estrutura mais compacta que a forma anatase, o que explica as importantes diferenças entre as duas formas, em particular o seu elevado índice de refração, maior estabilidade e alta densidade.O alto índice de refração dos cristais de rutilo, que leva ao seu maior poder opacificante e superior estabilidade exterior, é a principal razão para seu uso preferencial em relação ao anatase. O anatase é usado apenas em algumas aplicações específicas, em que é selecionado pela sua tonalidade azulada, sua habilidade de agir como branqueador óptico ou sua baixa abrasividade



O Dióxido de Titânio é amplamente empregado em tintas de exteriores, em esmaltes e também em industrias de papel, é o pigmento mais utilizado para colorir plásticos.Uma tinta branca típica de exterior contém cerca de 40% de pigmento, dos quais 60% de TiO2, 5% de ZnO e 25% de fíleres, como mica, sílica, silicatos ou CaCO3.

O excelente poder de cobertura é atribuído ao elevado índice de refração, juntamente com o constituinte formador de película. A forma mais estável, tem menor tendência a esfarelar e maior poder de cobertura, sua tendência a amarelar foi superada;


Pigmentos Brancos:

Matérias-primas utilizadas na fabricação do Dióxido de Titânio:

Ilemita Titanato de Ferro

• Matéria-prima para obtenção de TiO2 e ligas de

ferro titânio;•Agente aditivo em:

Composição de abrasivos;Fabricação de esmaltes matizados;Cargas de altos fornos, para melhorar o fluxo Metálico e proteger o revestimento refratário;Revestimento de eletrodos utilizados em solda elétrica;



Matérias-primas utilizadas na fabricação do Dióxido de Titânio:Rutilo ( Dióxido de Titânio)Componentes de:• Revestimento de eletrodos utilizado em solda elétrica;• Ligas de ferro titânio;• Agente aditivo na colorização e matização de materiais cerâmicos (vidros, ladrilhos e louças de mesa);

Anatásio ( Dióxido de Titânio)



• O minério de ilemita moída é digerido em grande tanques cônicos, em concreto ou em aço, com ácido sulfúrico. •A mistura é agitada e aquecida a vapor até 110 C.• A reação é exotérmica e o calor evapora a água;• A massa reacional sólida é dissolvida em água, dando uma solução de sulfatos de titânio e de sulfato ferroso e férrico solúveis;•A solução é clarificada em espessadores;•A metade do ferro é removido da solução como sulfato ferroso cristalizado por resfriamento, cristalização e centrifugação;•Uma segunda clarificação remove os últimos traços dos resíduos;•A solução é concentrada num evaporador contínuo, revestido a chumbo, até a concentração equivalente a 200 g/L em TiO2, na forma de sulfato solúvel


• Este sulfato Titanilo ( provavelmente TiOSO4) solúvel em ácido concentrado é hidrolisado. A reação de hidrolise depende de muitos fatores, especialmente da quantidade e da qualidade das sementes de cristalização (suspensão coloidal de TiO2), concentração, taxa de aquecimento e pH;• Com sementes de anatásio, ferve-se a solução durante 6h e, com sementes de rutilo, durante 3h;•O precipitado é filtrado á vácuo, novamente suspenso em água e refiltrado, essa operação remove o restante do sulfato de ferro;•A torta da filtração é novamente suspensa, é tratada por um agente condicionante e calcinada a TiO2 durante 24 horas;

•Na produção de anatásio, o agente condicionante é o K2CO3, em teor correspondente a 0,75% do equivalente da suspensão em TiO2; esse agente também desenvolve o maior poder de cobertura e uma boa coloração;


• Na produção do rutilo, podem ser usados certos carbonatos, como o de sódio, de potássio e de lítio, assim como carbonatos de zinco e de magnésio, para remover a reutilização;•O TiO2 é moído, resfriado em água (dispersado), moído a úmido, hidrosseparado, espessado, filtrado, seco e remoído.• O processo de sulfato tem um terrível problema de rejeito por causa do sulfato ferroso e grandes quantidade de ácido sulfúrico. Os produtores do processo ao sulfato tem a vantagem de poderem principiar as operações com ilmenita existente no mercado local.

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