INDÚSTRIAS DE TINTAS
Prof.Ms. Fernanda Palladino
INDUSTRIA DE TINTAS
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 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.
INDUSTRIA DE TINTAS
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;
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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 TINTAS
O Brasil importa hoje corantes e pigmentos da Europa e Ásia.
INDUSTRIA DE TINTAS
Produtores Nacionais
Produtor
A Chimical
Corantes ácidos, corantes básicos
Bann Quimica
Corantes à tina
Basf
Pigmentos orgânicos
Brancotex
Pigmentos orgânicos
Ciba Especialidades
Quimicas
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
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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.
INDUSTRIA DE TINTAS
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:
INDUSTRIA DE TINTAS
A secagem é uma transformação química, representando uma
oxidação e uma polimerização; é acelerada pelo prétratamento 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.
INDUSTRIA DE TINTAS
INDUSTRIA DE TINTAS
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.
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As 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.
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• 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.
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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.
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•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.
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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.
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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.
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Pigmentos Brancos:
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
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Pigmentos Brancos:
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;
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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;
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Pigmentos Brancos:
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)
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Pigmentos Brancos:
• 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
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Pigmentos Brancos:
• 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;
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Pigmentos Brancos:
• 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.