UNIVERSIDADE ESTADUAL DE GOIÁS –
UNIDADE UNIVERSITÁRIA DE CIÊNCIAS EXATAS E
TECNOLÓGICAS
AVALIAÇÃO DA VISCOSIDADE COMO PARÂMETRO
DE CONTROLE DE QUALIDADE EM MATERIAIS DE
RECOBRIMENTO
Alejandro Godinho Braga de Moraes
TRABALHO DE CONCLUSAO DE CURSO SUBMETIDO AO CORPO DOCENTE DA
COORDENAÇÃO DE QUÍMICA INDUSTRIAL DA UNIVERSIDADE ESTADUAL DE GOIÁS
COMO PARTE DOS REQUISITOS NECESSÁRIOS PARA A OBTENÇÃO DO TÍTULO DE
BACHAREL EM QUÍMICA INDUSTRIAL.
ANÁPOLIS
Goiás – Brasil
Julho – 2011
BANCA EXAMINADORA
APROVADO EM __ / __ / ____
________________________________________
Prof. Ms. Lauro Bernardino Coelho Júnior
(ORIENTADOR)
___________________________________
Prof.a Dr.a Orlene da Silva Costa
(MEMBRO)
_______________________________
Prof. Ms. Valter Henrique Carvalho Silva
(MEMBRO)
ii
MORAES, ALEJANDRO GODINHO
BRAGA
Estudo e avaliação da viscosidade na
produção e qualidade de tintas e materiais
de recobrimento
[Anápolis] 2011
VII, 43 p 29,7 cm (UnUCET/UEG,
Bacharel, Química Industrial, 2011)
Trabalho de Conclusão de Curso
– Universidade Estadual de Goiás,
UnUCET
1. Tinta e materiais de recobrimento
2. Controle de qualidade
3. Viscosidade
I. UnUCET/UEG
II. Título
(série)
iii
DEDICATÓRIA
Dedico este trabalho em primeiro lugar aos meus queridos pais, Márcio José
Franco de Moraes e Margareth Godinho Braga, que me dão suporte e apoio, às
minhas irmãs Maêssa e Janyne, assim como a todos os meus familiares e amigos.
iv
Resumo do Trabalho de Conclusão de Curso apresentado à UnUCET/UEG como
parte dos requisitos necessários para a obtenção do título de Bacharel em Química
Industrial.
AVALIAÇÃO DA VISCOSIDADE COMO PARÂMETRO DE CONTROLE DE
QUALIDADE EM MATERIAIS DE RECOBRIMENTO
Alejandro Godinho Braga de Moraes
Julho/2011
Orientador: Prof. Ms. Lauro Bernardino Coelho Júnior
Curso: Química Industrial
A primeira técnica de recobrimento de superfície surgiu há cerca de 25000
anos, quando os povos antigos começaram a pintar seus corpos, utilizando terras
coloridas, graxas ou carvão. Desde então, a humanidade evoluiu muito, e com ela os
materiais, técnicas e usos para os revestimentos conhecidos como tintas ou pinturas.
Essas tintas, bem como os outros materiais de recobrimento, são constituídas de uma
solução contendo pigmentos, resinas e aditivos, que após o processo de secagem
formam uma película, podendo se brilhante ou fosca. O controle de qualidade atua no
processo produtivo, e tem como função realizar análises, como viscosidade,
densidade, pH, recobrimento, para garantir a qualidade final do material. O presente
trabalho teve como objetivo estudar os resultados de análises de viscosidade feitos em
tintas, seladores, massas, texturas, grafiatos e esmaltes durante o período de Março a
Maio de 2011. A avaliação dos resultados obtidos foi feita através de gráficos
comparando-se os resultados coletados na produção e os resultados obtidos após
reajuste no laboratório. Concluiu-se que, para o caso das tintas, houve uma ocorrência
muito grande de resultados fora do padrão de qualidade, o que pode significar
problema na formulação destes produtos na indústria. As massas texturas e grafiatos
apresentaram resultados satisfatórios de espalhamento. Os esmaltes apresentaram
resultados de escoamento satisfatórios, ainda que apresentando muita variação entre
si, tendo um teste sido feito para identificar os motivos de tamanha variação, porém
sem apresentar resultados satisfatórios.
v
SUMÁRIO
Página
LISTA DE FIGURAS
viii
1. INTRODUÇÃO
1
2. REVISÃO BIBIOGRÁFICA
2
2.1 HISTÓRICO
2
2.2 CONSTITUINTES DOS MATERIAIS DE RECOBRIMENTO
3
2.2.1 Resinas
3
2.2.1.1 Resinas sintéticas
3
2.2.1.2 Resinas naturais
4
2.2.2 Solventes
4
2.2.2.1 Materiais à base de solvente
5
2.2.2.2 Materiais à base de água
5
2.2.3 Pigmentos
7
2.2.3.1 Pigmentos básicos
8
2.2.3.2 Pigmentos extendedores
8
2.2.4 Aditivos
9
2.2.4.1 Plastificantes
9
2.2.4.2 Secantes
10
2.2.4.3 Biocidas
11
2.2.4.4 Antiespumantes
11
2.2.4.5 Espessantes
12
2.2.4.6 Dispersantes
12
2.2.4.7 Emulsificantes
13
2.3 CONTROLE DE QUALIDADE
14
2.3.1 Viscosidade
14
2.3.2 Densidade
18
2.3.3 pH
18
2.3.4 Poder de cobertura e tempo de secagem
19
3. MATERIAIS E MÉTODOS
20
3.1 Procedimento Experimental para determinação de viscosidade
21
3.2 Viscosidade por escoamento
22
3.3 Viscosidade por espalhamento
22
3.4 Viscosidade em viscosímetro de Krebs-Stormer
23
4. RESULTADOS E DISCUSSÕES
24
vi
4.1 Tintas econômica e acrílica
24
4.2 Selador
27
4.3 Massas, texturas e grafiatos
28
4.4 Esmalte sintético
30
5 CONCLUSÂO
33
6 REFERÊNCIA BIBLIOGRÁFICA
34
vii
LISTA DE FIGURAS
Página
Figura 2.1 Formação do filme em tintas a base de água
6
Figura 2.2 Viscosímetro de Krebs-Stormer
17
Figura 2.3 Extensor Bird
19
Figura 2.4 Papel zebrado
19
Figura 3.1 Esquema da produção de materiais de recobrimento
22
Figura 4.1 Tinta econômica com e sem reajuste
22
Figura 4.2 Viscosidade de tintas acrílicas
23
Figura 4.3 Viscosidades dos seladores
24
Figura 4.4 Viscosidades das massas, texturas e grafiatos
26
Figura 4.5 Viscosidades dos esmaltes sintéticos
27
Figura 4.6 Viscosidades dos esmaltes brancos e pigmentados
28
viii
1 INTRODUÇÃO
Em toda a história da humanidade sempre as cores fascinaram pelas diferentes
tonalidades e variedades, e a utilização das tintas para revestimento cresce
continuamente, principalmente com o aumento da construção civil.
Os materiais de recobrimento de forma geral podem ser a base de água e de
óleo, tendo em sua constituição resinas, pigmentos, cargas minerais e aditivos. Suas
propriedades físicas são muito importantes, pois ajudam a aplicação, secagem,
proteção da superfície contra infiltração e/ou corrosão e manter a qualidade do produto
acabado após sua aplicação.
Durante a produção dos materiais é possível corrigir certas propriedades, como
viscosidade, pH, densidade e poder de recobrimento. No entanto, após estes materiais
estarem prontos, mesmo antes de seu envase, testes de qualidade são realizados
adicionando os aditivos necessários. Em caso de viscosidade elevada, pode-se
adicionar solvente até uma quantidade limite de 10 L para cada 1000 kg de produto;
em caso de viscosidade baixa, adiciona-se espessante em uma quantidade que não
supere 3 kg para cada 1000 kg de produto, em caso de esmaltes, seladores e tintas
acrílicas, e 1,5 kg para cada 1000 kg de produto em caso de tintas econômicas,
massas, texturas e grafiatos.
O presente trabalho teve como objetivo avaliar a viscosidade dos materiais de
recobrimento de superfícies (tintas, seladores, massas, texturas, grafiatos e esmaltes)
como parâmetro de controle de qualidade da produção. Para tanto, foram empregados
três viscosímetros distintos: 1) Krebs-Stormer; 2) Copo Ford: e 3) Placas de vidro. Os
resultados obtidos foram plotados em um gráfico e comparados entre o momento em
que são amostrados da produção e após serem devidamente corrigidos no laboratório.
1
2 REVISÃO BIBLIOGRÁFICA
2.1 HISTÓRICO
A tinta é uma dispersão de um ou mais pigmentos em um ou mais aglomerados
sólidos ou líquidos, que secam quando aplicados em uma película formado um filme
opaco e aderente ao substrato [1].
É muito difícil estabelecer uma data para o surgimento da tinta. Foi graças à
incessante necessidade do homem expressar os seus pensamentos, emoções e a
cultura de seu povo que ela foi descoberta. Primeiramente, as tintas tiveram um papel
puramente estético. Somente mais tarde, quando introduzidas em países do norte da
América e da Europa, onde as condições climáticas eram mais severas, o aspecto
"proteção" ganharia maior importância [2].
Os povos pré-históricos fabricavam tintas moendo materiais coloridos como
plantas e argila em pó, e adicionando água. A técnica empregada era simples, pois as
cores eram preparadas com os próprios dedos e algumas vezes prensadas entre
pedras [3].
Foi no ápice da Revolução Industrial, final do século XVIII e início do XIX, que os
fabricantes de tintas começaram a usar equipamentos mecânicos. Os primeiros
fabricantes, entretanto, apenas preparavam os materiais para tinta, fornecendo-os
para os pintores, que compunham suas próprias misturas. O desenvolvimento de
novos equipamentos de moer e misturar tintas no final do século XIX, também facilitou
a produção em larga escala. A partir daí, elas passaram por várias mudanças, e a
sistemática dos métodos de controle, avaliação e aplicação dos revestimentos
tomaram um importante papel para o desenvolvimento e fabricação, baseando-se no
conhecimento teórico e procedimentos operacionais, visando sempre reduzir custos e
obter produtos com mais qualidade [2], [3].
2
2.2 CONSTITUINTES DOS MATERIAS DE RECOBRIMENTO
As matérias-primas básicas para a produção de quase todos os tipos de
materiais de recobrimento são constituídas pelas resinas, solventes, pigmentos e
aditivos [3].
2.2.1 RESINAS
As resinas são formadoras da película da tinta e são responsáveis pela maioria
das características físicas e químicas desta, pois determinam o brilho, a resistência
química e física, a secagem, a aderência, e outras. De acordo com sua constituição,
as resinas podem ser classificadas como sintéticas ou naturais [3],[4].
2.2.1.1 RESINAS SINTETICAS
As resinas sintéticas são polímeros preparados via processos de polimerização
por adição ou por condensação, são macromoléculas orgânicas de composição
variada e alto peso molecular, preparadas por processos industriais que geralmente
utilizam calor e catalisadores [1].
As principais resinas acrílicas são obtidas a partir do ácido acrílico e ácido
metacrílico, CH2=CH-COOH e CH2=C-CH3-COOH, respectivamente. As resinas mais
importantes são poli(metacrilato de metila) e
poliacrilonitrila. São amplamente
utilizadas, na forma de soluções ou dispersões, na produção de tintas e adesivos [5].
As resinas sintéticas conferem qualidades valiosas como a lavabilidade (abrasão
úmida), flexibilidade, resistência à ação de agentes químicos e brilho, sendo sua
principal função a de aglomerar os pigmentos na formação dos filmes. O processo de
formação de filme ocorre exclusivamente pela secagem física (evaporação de
solventes). Se o filme final for exposto aos solventes adequados será solubilizado
novamente [3].
3
2.2.1.2 RESINAS NATURAIS
A maioria das gomas e resinas naturais são produtos, fossilizados ou não, da
exsudação de certas plantas, especialmente pinheiros e outras coníferas. A formação
da resina natural se dá a partir de um corte na casca da árvore, que pode ser
provocado por vento, fogo, raios ou outras causas. A secreção fluida normalmente
perde alguns de seus componentes mais voláteis por evaporação, e deixa um resíduo
macio inicialmente solúvel, mas que se torna insolúvel com o tempo [6].
Entre as resinas naturais solúveis em álcool estão os bálsamos, há muito tempo
conhecidos como agentes terapêuticos, as terebintinas, usadas como solventes, e as
lacas, que encontram aplicação como componentes de vernizes [3].
No Brasil, as principais classes de resinas utilizadas em tintas atualmente são as
acrílicas, utilizadas em vernizes para pintura original e repintura de automóveis; as de
poliéster, utilizadas em pinturas automotivas; as alquídicas, que são resinas de baixo
custo e baixa resistência química e as epoxi, utilizadas em aplicações industriais, com
excelentes propriedades físicas e químicas com por exemplo a adesão [1], [6].
2.2.2 SOLVENTES
O solvente é um líquido, geralmente volátil, no qual as partículas de tinta estão
dissolvidas ou dispersas, formando soluções. O solvente deve ser estável, incolor ou
levemente colorido, anidro e apresentar a menor toxidade possível. Portanto, a
solvência é um fator de grande importância que deve ser levado em consideração na
escolha de um solvente usado na fabricação e na aplicação de revestimentos
organometálicos [1].
A solvência atua pela miscibilidade do solvente com a substância com que forma
soluções e reduz a viscosidade da resina. Algumas tintas são classificadas de acordo
com o solvente utilizado. As tintas látex, por exemplo, são diluídas com água e são
chamadas tintas “à base de água”. Outros materiais, como os esmaltes sintéticos,
precisam ser diluídos em solventes orgânicos, como a aguarrás, em geral derivados
do petróleo. Estes materiais são denominadas “à base de solvente” [7].
4
2.2.2.1 MATERIAIS À BASE DE SOLVENTE
Os revestimentos à base de solvente possuem grupamentos que, quando em
contato com a resina e expostos ao ar, passam por um processo de secagem
oxidativa, formando ligações cruzadas e desenvolvendo as propriedades desejadas. É
durante essa secagem, ou oxidação, que aparecem as características de dureza dos
materiais à base de solvente. O processo de oxidação pode até mesmo fazer com que
esse tipo de pintura endureça até o ponto de rachar ou lascar [1], [6].
A formação de filme em materiais à base de solventes é um processo de duas
etapas: Quando o material é aplicado a uma superfície, o solvente evapora e deixa o
ligante e o pigmento na superfície, em seguida, o ligante seca ou oxida ao reagir com
o oxigênio do ar [6].
2.2.2.2 MATERIAIS À BASE DE ÁGUA
A maioria das tintas à base de água é conhecida como tintas látex. A água e a
resina são responsáveis pelo transporte dos demais componentes, e conhecidos como
veículos. O ligante ou resina em uma emulsão é um material sólido e parecido com
plástico disperso como minúsculas partículas na água. Existem muitos nomes para
designar esse líquido leitoso: emulsão, látex ou dispersão. Essas tintas são
constituídas de pigmentos dispersos e ligantes, além de alguns aditivos e líquidos,
principalmente água, que constitui a maior porcentagem dentre os constituintes,
podendo variar de 40 a 50% [1],[2].
A água deve ser submetida a um rígido controle de qualidade, já que nela estão
presentes alguns sais como Ca2+ e Mg2+ por exemplo. Estes sais influem diretamente
na qualidade da tinta após a aplicação, pois provoca a granulação de alguns
pigmentos, formando na película manchas esbranquiçadas após a secagem [5].
A formação do filme em tintas à base de água ocorre quando a tinta é aplicada e
a água evapora. Durante esse processo, as partículas de pigmento e o ligante se
aproximam. Nos últimos estágios da evaporação do líquido, a ação capilar aproxima
5
as partículas de ligante com maior força, fazendo com que elas se fundam ao
pigmento formando um filme contínuo. Este processo chamado coalescência, pode ser
observado na Figura 2.1 [6].
Figura 2.1 Formação do filme em tintas a base de água. [3]
Os materiais à base de água proporcionam, após a formação da película,
resistência a agentes químicos e abrasão, permitindo sua limpeza com água e
detergente, também proporcionando um filme resistente às intempéries logo após a
aplicação. A tinta de emulsão também conserva aberturas microscópicas que
permitem que ela "respire", possibilitando que os vapores de umidade passem através
dela. As tintas à base de água são mais tolerantes à umidade vinda de dentro da
construção que aquelas à base de solventes, que formam um filme mais fechado, com
tendência a formar bolhas se houver umidade sob a tinta. [6]
6
2.2.3 PIGMENTOS
O pigmento é um corante seco, geralmente um pó insolúvel. Existem pigmentos
naturais e sintéticos, orgânicos e inorgânicos. Os pigmentos orgânicos podem ser
puros e insolúveis conhecidos como toner, e corantes orgânicos precipitados sobre um
portador inorgânico, como Hidróxido de Alumínio, ou Sulfato de Bário, ou argila,
constituindo uma laca [2].
Os pigmentos, também conhecidos como elementos de cobertura, além de
contribuir com a formação de uma camada orgânica colorida, atuam imprimindo certas
caracteristicas como a opacidade, resistência à corrosão e durabilidade, protegendo
contra os raios solares, absorvendo seletivamente algumas partes do espectro
eletromagnético e refletindo outras, prolongando a vida útil das tintas [2].
Os pigmentos são analisados de acordo com várias características físicas,
químicas e físico-químicas, das quais podem ser destacadas o poder de tingimento,
definido como o quanto de sua própria cor o pigmento transmite para um branco
padrão; poder de cobertura, que é determinado em função da área coberta por
unidade de massa existente no revestimento. O poder de cobertura pode ser
influenciado por fatores como o tamanho e forma das partículas e índice de refração
do conjunto pigmentos/veículo; a solidez à luz, que é a capacidade que um pigmento
tem de reter a sua cor exposto à incidência luminosa; a acidez e basicidade, que são
indicados pela medida do pH e permitem que se analise a compatibilidade do
pigmento com determinados tipos de veículo; e a absorção de óleo, definida como o
quantidade de óleo necessária para umectar todas as partículas de uma determinada
massa do pigmento [1].
Os pigmentos são mantidos na superfície que forma as películas, graças a
secagem de diversos óleos insaturados. A secagem é acelerada pela adição de
agentes secantes, ou catalisadores. De acordo com as características apresentadas
pelos pigmentos, eles podem ser divididos em básicos e extendedores [2].
7
2.2.3.1 PIGMENTOS BÁSICOS
São os pigmentos que proporcionam a brancura e as cores; são também a
principal fonte do poder de cobertura. O Dióxido de Titânio (TiO2) é o principal
pigmento branco, proporcionando uma brancura excepcional ao dispersar a luz, além
de alto poder de cobertura. É relativamente caro, e em tintas para exterior têm maior
tendência à calcinação do que a maioria dos pigmentos coloridos [2],[6].
Os pigmentos coloridos proporcionam cor pela absorção seletiva da luz. Os
pigmentos coloridos orgânicos incluem os de cores mais brilhantes, alguns dos quais
são bastante duráveis no uso em exteriores. Os pigmentos coloridos inorgânicos
geralmente não são tão brilhantes quanto os orgânicos, entretanto, mantém as
características de durabilidade com um preço mais acessível [1],[8].
2.2.3.2 PIGMENTOS EXTENDEDORES
Os
pigmentos
extendedores
são
também
conhecidos
como
“cargas”,
proporcionam volume a um custo relativamente pequeno. Oferecem um poder de
cobertura muito menor do que TiO2 e interferem em diversas características, incluindo
brilho, resistência à abrasão e retenção exterior de cor, entre outras. Algumas das
cargas usadas mais freqüentemente são as Sílicas, Carbonato de Cálcio e Óxido de
Zinco [6].
As Sílicas e silicatos proporcionam excelente resistência à abrasão, gerando.
Muitos deles têm grande durabilidade em pinturas exteriores. As Sílica diatomácea é
uma forma de sílica hídrica que consiste em antigos organismos unicelulares
fossilizados. É usada para controlar o brilho em tintas e vernizes [3].
O Carbonato de Cálcio é um pigmento de uso geral, baixo custo e reduzido
poder de cobertura, usado tanto em tintas para exterior como para interior. O Óxido de
Zinco é um pigmento reativo muito útil por sua resistência a mofo (bolor), como inibidor
de corrosão e bloqueador de manchas. É usado principalmente em fundos e em
pinturas exteriores [6].
8
Os pigmentos, as resinas e os solventes são os principais componentes da tinta.
Porém além destes itens, existem outros que influem significativamente na
manufatura, estabilidade, aplicabilidade, qualidade e aspecto do filme. A estes
produtos, atribui-se o termo genérico de aditivos [4].
2.2.4 ADITIVOS
Os aditivos melhoram ou aperfeiçoam uma série de características das tintas,
dentre as quais maior dispersão dos pigmentos, aumento da flexibilidade do material,
melhoria na secagem, inibição da formação de espuma e inibição da proliferação de
microrganismos.
Podem
ser
adicionados
pelo
formulador
dependendo
das
propriedades desejadas. Os aditivos empregados, podem ser secantes, biocidas, antiespumantes e espessantes, entre outros [2].
São utilizados em concentrações mínimas em tintas, massas, texturas,
esmalteres e vernizes a fim de corrigir imperfeições ou assegurar uma alta qualidade.
Oferecem vantagens de melhoria do espalhamento da película, e umectação, evitando
problemas de estriamento, melhoria da dispersão dos pigmentos evitando sua
precipitação e pontos sem pigmentação. Também proporcionam melhor aderência,
resistência
a
rachaduras
e
são
ótimos
agentes
niveladores
e
melhoram
consideravelmente a resistência a riscos e abrasão [9].
2.2.4.1 PLASTIFICANTES
Os plastificantes são, comumente, produtos líquidos de alto ponto de fusão e
baixa taxa de evaporação, e de alto peso molecular, que são adicionados às resinas
em que devem ser solúveis, a fim de melhorar seu comportamento plástico. A adição
de um plastificante, em proporções adequadas, dá ao produto maior flexibilidade para
que possam suportar as contrações do substrato [7].
Basicamente a ação do plastificante consiste em diminuir a intensidade da
ligação entre as moléculas do polímero, aumentando a flexibilidade do revestimento e
9
adequando-o as condições de aplicação e desempenho reduzindo a viscosidade do
sistema e aumentando a mobilidade das macromoléculas [10].
2.2.4.2 SECANTES
Os secantes são fabricados à base de sais orgânicos de metais pesados, como
cobalto, manganês, chumbo, e outros, e usados em veículos à base de óleos minerais.
Podemos defini-los como sendo um produto que promove ou acelera o processo de
oxidação e polimerização de óleos e veículos usados na fabricação dos revestimentos.
A ação destes secantes é por catalisação, isto é, eles ajudam a fixar o oxigênio pelas
tintas sem eles próprios se oxidarem ou secarem [4].
É bastante variável o comportamento que os diversos metais provocam no
fenômeno da secagem de um óleo ou mesmo de um veículo nas formulações de
camadas orgânicas; geralmente os secantes são usados em conjunto para se obter o
resultado desejado. Assim, para melhor compreensão do seu comportamento, os
secantes metálicos podem ser divididos em ativos, que auxiliam diretamente no
processo de secagem; dentre eles está o cobalto e o manganês. E em auxiliares, ou
seja, aqueles que influenciam os primeiros, ativando-os de forma a se obter efeitos
específicos, como a secagem na parte interna da película que será formada. Os
secantes agem fornecendo um caminho alternativo mais rápido para a reação, sendo
regenerados no fim da reação [1], [11].
O processo de secagem de uma tinta é influenciado por vários fatores, dentre
eles, a temperatura é fator mais importante, e quanto mais elevada, mais rápido é o
processo de cura, que é o tempo necessário para que o reboco aplicado sobre a
parede seque totalmente. Outro fator é a circulação de ar, que favorece uma boa
secagem, não somente pelo arraste dos solventes, como também pela oxidação da
película, e a umidade relativa do ar, que quanto maior, mais demorado e o processo
de secagem. O tempo de secagem também e influenciado pela espessura da película
que quanto maior a espessura da película, maior será o tempo de secagem; nestes
casos a tinta deverá possuir mais secantes de profundidade e menos de superfície
[11].
10
2.2.4.3 BIOCIDAS
Biocidas podem ser genericamente definidos como substâncias capazes de
matar microrganismos, tais como bactérias, fungos e algas. Os biocidas podem ser:
bacteriostáticos (inibem a formação de colônias de bactérias), bactericidas (matam
bactérias), fungiostaticos (inibem a formação de colônias de fungos), fungicidas
(matam fungos) e algicidas (matam algas) [7].
Há dois tipos principais, os bactericidas, usados para evitar que bactérias
cresçam sobre a pintura; (especialmente importante nas tintas armazenadas em latas
constantemente abertas e fechadas, já que pode ocorrer contaminação) e os
fungicidas e algicidas, usados para desestimular o crescimento de fungos e algas na
superfície da tinta depois de aplicada. São usados, principalmente, em produtos para
exterior, e também em materiais destinados a áreas úmidas como cozinhas e
banheiros [5].
2.2.4.4 ANTIESPUMANTE
Este aditivo é usado para reduzir a espuma e destruir as bolhas, por isso são
adicionados duas vezes durante a produção, uma no início e outra no final. A falta de
antiespumante pode levar a falsa viscosidade e problemas como a elevação do
volume [5].
Se a tinta não for mantida apropriadamente e o seu pH diminuiu, será necessário
elevar o pH lentamente antes de se adicionar o antiespumante, para que as bolhas de
ar possam escapar, rompendo as bolhas que se formam quando a tinta é misturada na
fábrica, removida ou aplicada à superfície, especialmente com o rolo [7].
11
2.2.4.5 ESPESSANTES
Também conhecidos como modificadores de reologia, possuem alta capacidade
de promover associações hidrofóbicas com ligantes acrílicos e outros componentes
utilizados em tinta à base de água. Essas associações são formadas quando o aditivo
na presença do solvente recebe um ativador polar (NH4OH), formando um gel que
posteriormente é incorporado à tinta [1], [11].
O processo se dá quando o aglomerado do aditivo recebe um ativador polar
(NH4OH), e sob ação das forças de cisalhamento, os aditivos são umectados com a
penetração de solventes e resinas, provocando a divisão dos aglomerados, com isso é
superada a coesão que liga as partículas, dando início a separação completa das
mesmas, e aumentando a viscosidade [4], [11].
A formação do gel fornece a viscosidade apropriada para que a tinta possa ser
aplicada adequadamente, e confere um comportamento tixotrópico (pseudoplástico),
ou seja, sua viscosidade varia com a taxa de cisalhamento. Os espessantes, além de
influenciar a espessura do filme, ajudam a respingar menos quando aplicados por um
rolo e fluírem mais suavemente [1].
Industrialmente, são utilizados dois tipos de espessante, diferenciados por seu
poder de espessamento. O primeiro deles, chamado industrialmente de “espessante
de alta capacidade”, possui altíssimo poder de espessamento. Porém, reduzem
drasticamente a qualidade e o aspecto estético do produto. São indicados para
materiais aplicados diretamente no reboco, como massas e hidrorrepelentes, além de
tintas de qualidade inferior. O segundo grupo, chamado “espessante de baixa
capacidade”, possui reduzido poder de espessamento requerendo, em geral, maior
adição de resina. Seu resultado final é um produto de melhor qualidade e grande apelo
estético. Seu uso é indicado em materiais para recobrimento de metais, como
esmaltes sintéticos, e tintas brilhantes [4].
12
2.2.4.6 DISPERSANTES
Os dispersantes são sais tipo acrilato de sódio, que tem como principal função
dispersar os pigmentos. As partículas sólidas, que variam quanto à forma
granulométrica, estão ligadas por forças coesivas que tendem a formar aglomerados,
no qual o espaço intersticial entre elas contém ar e outra mistura. Dessa forma os
dispersantes evitam a segregação das tintas na embalagem e a formação de grumos
na película [11].
A presença de ar na superfície destas partículas age como uma interface,
impedindo seu contato entre a fase líquida ou veículo. Os dispersantes agem
auxiliando na umectação dos substratos, que se refere a remoção desse envoltório de
ar, facilitando o contato entre as superfície livre dos pigmento e do líquido [1].
Os dispersantes têm ótimas propriedades de diminuição da tensão superficial e
de reduzir o coeficiente de atrito na superfície da tinta, aumentando desta forma a
resistência a riscos. Também melhora a fluidez, facilitando o espalhamento e o
nivelamento de superfície além de reduzir a formação de bolhas durante a aplicação
[1].
2.2.4.7 EMULSIFICANTES
Os emulsificantes agem estabilizando a tinta de forma que seus componentes
não se separem ou que se torne muito espessa para ser usada, também são
“condutores de cor”, porque mantém os pigmentos dispersos, dando brilho e cobertura
máximos. Outra função importante é que eles ajudam a "umedecer" a superfície que
está sendo pintada para que a tinta não se movimente ao ser aplicada, e
proporcionam compatibilidade entre corantes de forma que a cor correta seja obtida e
não se altere ao ser aplicada [5].
Usados principalmente nas tintas à base de água, suas moléculas apresentam
cadeias lineares relativamente longas, cuja principal função e auxiliar a ação dos
dispersantes, diminuindo a tensão superficial entre o meio aquoso e as partículas
13
sólidas dos pigmentos, de tal maneira que a emulsão torne-se estabilizada devido a
maior interação entre as fases [1].
Eles agem na permutação de íons, dissociando-se no veículo aquoso e assim
agindo sobre a tensão superficial da água aumentando sua superfície de contato
melhorando a molhabilidade pigmento/veículo [11].
2.3 CONTROLE DE QUALIDADE
A qualidade é um atributo que consiste dentro de uma escala de valores, aprovar
ou reprovar um produto ou serviço, com o intuito de chegar a um, bem que satisfaça e
conquiste o consumidor [12].
Com esse intuito, a adoção de um controle de qualidade para a produção deve
ser feita pela expressão técnica, através de especificações existentes. A existência de
normas bem elaboradas, com faixa de tolerância bem definidas, ao lado da
metodologia analítica adequada, consegue uniformizar a linguagem da qualidade,
permitindo a obtenção de produtos que tenham sempre um padrão técnico aceitável
[13].
Para garantir um bom produto e um excelente desempenho, os produtos devem
ser testados e liberados pelo laboratório de controle de qualidade após a utilização de
alguns métodos de análise qualitativa e quantitativa para o controle e determinação
das propriedades físicas, químicas e físico-químicas nas tintas, dentre elas, a
viscosidade, densidade, pH, teor de sólidos e poder de cobertura [1].
2.3.1 VISCOSIDADE
A viscosidade é a resistência de um fluido ao escoamento, definida como a
relação entre a tensão de cisalhamento e a taxa de cisalhamento. No caso de líquidos
ideais, também chamados Newtonianos, esta razão é constante, isto é, a viscosidade
é independente da taxa ou da tensão de cisalhamento, como representado na figura
2.2. É o caso de líquidos compostos por moléculas pequenas, miscíveis, soluções de
14
resinas em solventes verdadeiros e dispersões de partículas rígidas em um fluído
Newtoniano, desde que não haja interações partícula-partícula [14].

t
Figura 2.2 Curva de fluidez para um fluido Newtoniano [14].
Outros fluidos apresentam comportamentos distintos, dependentes da taxa ou da
tensão de cisalhamento. São os chamados fluidos não-Newtonianos, que podem ser
pseudoplásticos, quando a viscosidade diminui com o aumento do cisalhamento, ou
dilatantes, quando a viscosidade aumenta, como descrito na Figura 2.3. Há ainda um
terceiro tipo de comportamento, o plástico, quando só acontece fluidez a partir de um
valor mínimo de tensão aplicada. Exemplos de fluidos pseudoplásticos são emulsões e
fluidos com interação partícula-partícula, e de dilatantes, algumas dispersões de
resinas e pigmentos. Há um outro tipo de sistema , dentro dos fluidos pseudoplásticos,
chamado tixotrópico, onde o escoamento é dependente do tempo e do histórico
anterior de cisalhamento [14], [15].

t
Figura 2.3 Curva de fluidez para um fluido pseudoplástico [14].
15

Em ambas as figuras, a taxa de cisalhamento ( ) é definida como a relação
entre a Força aplicada sobre uma área, e expressa em [dina/cm2] [10].
Existe uma grande variedade de instrumentos para determinação da
viscosidade, desde viscosímetros sofisticados, de grande precisão e capazes
de
medir efeitos dependentes do tempo, até os mais simples e baratos. Os viscosímetros
de “cone de placa”, por exemplo, são aplicáveis a líquidos não-newtonianos, incluindo
tintas, e proporcionam a maior acurácia para uma ampla faixa de taxas de
cisalhamento [14].
O equipamento mais amplamente utilizado para medição da fluidez de tintas
industriais é o viscosímetro de orifício, ou de copo, que mede o tempo de escoamento
de um determinado volume de fluído, ao passar por um orifício de tamanho padrão.
Entre os vários modelos comercializados, um dos mais comuns é o “copo Ford 4”.
Embora mensure a viscosidade de forma indireta e não seja apropriado para fluidos
não-newtonianos, é frequentemente utilizado no controle de qualidade da viscosidade
de tintas, principalmente as pseudoplásticas, devido principalmente a sua simplicidade
e facilidade de manejo [16].
A variabilidade nas medições de viscosidade de tintas geralmente está
associada a deficiências no controle de temperatura, possíveis perdas de solvente, e
principalmente
pela
comparação
de
amostras
com
diferentes
histórias
de
cisalhamento. Como a viscosidade dos líquidos depende fortemente da temperatura, é
extremamente importante garantir que o teste seja realizado com a amostra em uma
temperatura constante e conhecida, pois uma variação na temperatura poderia causar
variabilidades nas medições de viscosidade [7], [14].
O estudo da viscosidade está inserido dentro da ciência chamada reologia, que
avalia a deformação e escoamento dos fluidos. A natureza e a proporção em volume
dos componentes das tintas (pigmentos, resinas, solventes e aditivos) têm um efeito
marcante na sua reologia. Sob condições de alto cisalhamento (durante a aplicação,
por exemplo) predomina o efeito dos componentes principais: pigmentos, resinas e
solventes. Em condições de baixo cisalhamento, entretanto, a presença de aditivos
especiais, como umectante e plastificante, é que determina as propriedades reológicas
da tinta [15], [17].
16
Cada uma das operações realizadas com tinta está relacionada a uma
característica reológica. Durante a manufatura, é importante que a massa que está
sendo dispersa seja viscosa o bastante para gerar taxas de cisalhamento altas,
produzindo energia suficientes para obtenção de uma boa dispersão. Nesta fase, a
massa deveria ser mais newtoniana que tixotrópica. Na fase de estocagem, onde se
tem longos períodos de baixo cisalhamento, os aditivos reológicos promovem uma
alteração completa no comportamento reológico da tinta. Eles formam uma estrutura
de gel, através de uma rede de ligações secundárias, que evita o movimento dos
pigmentos no interior da tinta. No momento da preparação para aplicação, esta
estrutura de gel deve ser facilmente desfeita, sob agitação da tinta, de modo a
possibilitar a sua re-homogeneização e diluição [17].
A viscosidade de aplicação das tintas tem um grande impacto na qualidade dos
produtos pintados. Se a viscosidade for muito alta, podem ocorrer defeitos no filme,
tais como bolhas e textura irregular. Se, por outro lado, a viscosidade for muito baixa,
a tinta pode escorrer, não sendo possível a obtenção de uma espessura de filme
uniforme [17].
Existem vários viscosímetros usados para medir as características reológicas
dos líquidos, dentre eles o mais utilizado nas indústrias de tintas é o viscosímetro de
Krebs-stormer mostrado na Figura 2.2 [1].
Figura 2.2 viscosímetro de Krebs-Stormer [1]
O viscosímetro consiste em um rotor tipo palheta, uma plataforma ajustável, com
recipiente para amostra e um jogo de pesos que variam de 25 g a 1 Kg. O
viscosímetro Krebs-Stormer, mede o tempo necessário para que um determinado
número de rotações da palheta atue dentro da amostra do ensaio. O tempo das
17
rotações e a massa utilizada podem ser interpolados em uma tabela de conversão,
onde se obtém os valores de viscosidade que são expressos em unidades Krebs (KU)
e comparados com o padrão da indústria, que varia de 82 a 90 KU [1], [3].
2.3.2 DENSIDADE
A Densidade absoluta ou massa específica é uma propriedade física das
substâncias cujo valor se calcula pela relação entre certa massa da substância e o
volume ocupado por essa massa, tomando por unidade geralmente o grama por
centímetro cúbico (g/cm3); no sistema internacional a unidade é o quilograma por
metro cúbico (kg/m3) [10].
Este dado é extremamente útil para o tecnologista, pois é um fator de controle de
qualidade, onde a sua variação é um indicativo de possíveis erros de composição de
uma camada, pois enquanto as matérias primas são manipuladas por massa, o
produto acabado é por volume [1].
Um aparelho muito útil para determinação da densidade é o copo americano
regular, que possui massa definida e volume geralmente de 100 mL. Semelhante a um
picnômetro, porém menos frágil, pois é feito de aço inoxidável, e com uma grande área
de boca, o que facilita sua operação. O copo americano possui forma cilíndrica e sua
tampa superior possui um rebordo lateral juntamente com um orifício central que
permite remoção do excesso de material sem a formação de bolhas [1].
2.3.3 pH
No produto acabado, o pH é usado como parâmetro para aprovação de
recobrimento a base de água, que deve apresentar um valor que varie entre 8.0 e 9.5,
para se prevenir contra qualquer reação de neutralização entre a tinta e a natureza
alcalina do reboco. Esta reação provoca descascamento ou até o descolamento da
película da tinta ou da massa de acabamento da parede. A elevação do pH é obtido
18
com a adição de uma solução de amônia, a qual também desempenha uma função
sinérgica, isto é, ela eleva o pH permitindo que o espessante atue aumentando a
viscosidade [18], [19].
Para se determinar o pH do produto acabado usa-se um peagâmetro, ou mais
apropriadamente um medidor de pH. O aparelho consiste de um eletrodo do vidro e
uma escala de leitura. No eletrodo o efeito de uma membrana muito fina que
estabelece e lê uma diferença de potencial entre a solução a ser medida, e a solução
interna do eletrodo, que serve de referência. O potencial elétrico é então convertido
para uma escala de valores de pH, que são valores apresentados na escala de leitura
[15], [20].
2.3.4 PODER DE COBERTURA E TEMPO DE SECAGEM
O poder de cobertura é um aspecto de aparência intimamente ligado com a
opacidade do revestimento, onde influencia a quantidade, o teor de moagem e
conseqüentemente, o índice de refração e as características de reflexão do pigmento
utilizado. É definido como a propriedade que o revestimento ou tinta tem de cobrir
qualquer fundo sobre o qual foi aplicado [1], [20].
A determinação do poder de cobertura é realizada a partir da preparação de uma
camada homogênea e representativa do lote de uma produção, o que é possível
através de uma aplicação uniforme sobre vidro contendo um papel zebrado, para
observação do brilho, tonalidade, secagem, migração do pigmento, etc.. A aplicação é
feita pelo aplicador de Bird (Figura 2.3), que consiste em uma barra metálica
retangular, composta de 4 bases com variação de largura de 70 a 150 µm. A tinta a
ser analisada é aplicada sobre um papel zebrado (Figura 2.4), que consiste em uma
faixa preta, e então espalhada sobre o papel longitudinalmente formando película de
70 a 100 µm de espessura, podendo então constatar defeitos com o material, e seu
poder de cobertura [1].
19
Figura 2.3 Extensor Bird.[1]
Figura 2.4 Papel zebrado.[1]
20
3 MATERIAIS E MÉTODOS
Este trabalho foi desenvolvido durante o período de Março a Maio de 2011, em
uma indústria do Distrito Agro Industrial de Goiás, durante atuação no Laboratório de
Controle de Qualidade. Para cada tipo de material foram coletadas diferentes
quantidades de dados, de acordo com a produção da indústria. Foram analisadas
tintas acrílicas e econômicas, seladores, massas, texturas, grafiatos e esmaltes
sintéticos.
A fabricação dos materiais de recobrimento ocorre de acordo com o fluxograma
da Figura 3.1.
Figura 3.1 Esquema da produção do material de recobrimento
O processo se iniciou com o solvente, onde os componentes foram dispersos.
Inicialmente adicionou-se alguns aditivos, como anti-espumante para evitar formação
de espuma,espessante para evitar respingamento excessivo e dispersante para evitar
aglomeração de partículas das cargas durante aplicação e repouso. Em seguida foram
adicionadas as cargas, que dão opacidade, aumentam o volume e reduzem o custo do
21
material. Então, adicionou-se o restante dos aditivos, como a amônia para se obter um
pH alcalino, biocidas para inibir a proliferação de microrganismos e secantes, para
melhoria da secagem quando o material for aplicado na superfície. Por fim, adicionouse a resina para formar, juntamente com o solvente, o veículo, que agrega os diversos
componentes e ajudam na fixação da película á superfície. No caso de tintas, texturas,
grafiatos ou esmaltes coloridos, ainda houve uma etapa final de pigmentação.
Uma vez terminada a produção, os materiais foram levados ao Controle de
Qualidade onde seus parâmetros de qualidade foram testados. As amostras
aprovadas foram enviadas para comercialização e as reprovadas foram reajustadas e,
caso esse reajuste não fosse possível ou fosse economicamente inviável, foram
armazenadas para posterior reaproveitamento.
3.1 PROCEDIMENTO EXPERIMENTAL PARA DETERMINAÇÃO DA VISCOSIDADE
A viscosidade determinada sempre que um novo material de recobrimento era
produzido, sendo as amostras coletadas diretamente na linha de produção, após o
término da mistura, utilizando béqueres de 150 mL. Antes da determinação da
viscosidade, media-se a temperatura da amostra, afim de verificar se estava a
temperatura ambiente. Em caso contrário, era necessário resfriar a amostra até
temperatura ambiente antes de proceder à análise.
As amostras que estivessem dentro do padrão eram aprovadas e o produto era
liberado e seguia para o envase. Caso fossem reprovadas, as amostras eram
reajustadas com adição de espessante, em caso de viscosidade baixa, ou adição de
solvente, em caso de viscosidade elevada.
Para a correção da viscosidade nos casos em que esta esteja baixa, a adição de
espessante não deveria ser superior a 3 Kg para cada 1000 Kg de produto, quando se
utiliza espessante de baixa, ou 1,5 Kg para cada 1000 Kg de produto quando se utiliza
espessante de alta. Nos casos em que a viscosidade se encontra elevada, a adição de
solvente não deveria ser superior a 10 L para cada 1000 Kg de produto.
Caso sejam utilizadas as quantidades máximas de espessante ou solvente e o
padrão não for alcançado, o lote deveria ser envasado e guardado para uso em
produtos subseqüentes.
22
Para avaliar a viscosidade da amostra, foram feitos três testes diferentes de
acordo com o tipo da amostra. Para massas, texturas e grafiatos foi feito o teste de
espalhamento. Para amostras de base solvente, como os esmaltes sintéticos, foi feito
o teste de escoamento em Copo Ford de orifício número 4. Para tintas e seladores foi
feito o teste com viscosímetro tipo Krebs-Stormer.
Os dados referentes aos resultados da viscosidade analisada, bem como de
outros parâmetros de qualidade, foram registrados em planilhas e documentados.
3.2 VISCOSIDADE POR ESCOAMENTO
Após ser homogeneizada, colocou-se a amostra dentro de um Copo Ford, com o
orifício de saída devidamente tapado, até completar seu volume. Destapou-se o
orifício de saída e, com o auxílio de um cronômetro, mediu-se o tempo necessário
para que toda a amostra escoe pelo orifício. Após esta análise, aproximadamente 100
mL da amostra foi colocada em recipiente metálico e levado à estufa, onde
permaneceu por 24 horas submetida a uma temperatura de 45°C. Este período em
estufa simula os problemas que poderiam ocorrer com esta amostra nos subseqüentes
30 dias.
3.3 VISCOSIDADE POR ESPALHAMENTO
Foi preparado um gráfico marcado com dois eixos em papel milimetrado e
colado no fundo de uma placa de vidro. Com uma espátula, retirou-se uma porção da
amostra, equivalente a 1 grama, e colocou-se esta porção no centro da placa de vidro
onde se encontra o papel milimetrado. Colocou-se outra placa de vidro sobre a
amostra e aplicou-se um peso de dois quilos durante dois minutos. Retirou-se o peso e
foi somado o espalhamento em cada um dos quatro lados dos eixos, e em seguida,
extraída a média do espalhamento da amostra.
23
3.4 VISCOSIDADE EM VISCOSÍMETRO KREBS-STORMER
Após homogeneizada, o recipiente contendo a amostra foi colocado na
plataforma do viscosímetro, de modo que a haste rotativa ficasse totalmente submersa
na amostra. O aparelho possui um sistema de polias com massas de 25, 50 ou 100
gramas, adicionadas em função da viscosidade da amostra; dispõe, ainda, de um
estroboscópio, que indica qual o peso adequado à amostra. O aparelho foi ligado e,
com o auxílio de um cronômetro, mediu-se o tempo necessário para que a haste
girasse 100 revoluções. A viscosidade resultante é medida em Krebs Unity (KU).
24
4 RESULTADOS E DISCUSSÕES
Para cada tipo de material foram coletadas diferentes quantidades de dados, de
acordo com a produção da indústria. Os resultados foram plotados em gráficos para
uma melhor análise comparativa. Foram analisadas tintas acrílicas e econômicas,
seladores, massas, texturas, grafiatos e esmaltes sintéticos.
No acompanhamento diário da fabricação de tintas observou-se que uma
viscosidade muito alta pode provocar problemas de aplicação do material, não
permitindo a formação de uma camada homogênea, gerando diferença no tempo de
secagem e problemas com a formação da película.
A baixa viscosidade levou o produto a escoar rapidamente quando aplicado, não
formando uma camada homogênea, e também apresentado problemas como
respingamento excessivo durante a aplicação. Além disso, durante a armazenagem
e/ou transporte pode haver decantação das cargas e moléculas mais pesadas.
4.1 TINTAS ECONÔMICA E ACRÍLICA
A tinta econômica é formulada com espessante de alta capacidade, por isso
possui qualidade inferior às outras tintas. A tinta acrílica possui espessante de baixa
em sua formulação, o que lhe confere melhor qualidade, aspecto estético, melhor
poder de cobertura e durabilidade.
A Figura 4.1 apresenta os resultados obtidos em análises de viscosidade feitos
em tintas econômicas. A figura é composta de duas retas, a vermelha representa a
viscosidade analisada assim que a tinta é produzida e levada ao laboratório, e a azul
representa as amostras que foram reajustadas para corrigir valores de viscosidade
fora do padrão.
25
92
90
Viscosidade (KU)
88
86
Tinta Econômica Reajustada
84
Tinta Econômica Produzida
82
80
78
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18
Número de amostras
Figura 4.1 Tinta econômica com e sem reajuste.
Para a tinta econômica, o intervalo de viscosidade considerado ideal é de 82 a
90 KU. Verifica-se que as tintas econômicas possuem uma baixa incidência de
reajustes, pois em somente 3 amostras das 18 analisadas houve necessidade de
reajuste. Isso ocorreu devido ao espessante de alta utilizado que, mesmo produzindo
uma tinta de qualidade inferior, sua viscosidade se mantém razoavelmente constante.
Trata-se de uma vantagem para a indústria, pois não há perda de tempo reajustando a
qualidade.
A Figura 4.2 apresenta os resultados obtidos em análises de viscosidade feitos
em tintas acrílicas.
26
94
92
Viscosidade (KU)
90
88
86
Tinta Acrílica Reajustada
84
Tinta Acrílica Produzida
82
80
78
1
3
5
7
9
11 13 15 17 19 21 23 25
Número de amostras
Figura 4.2 Viscosidade das tintas acírilicas
Para a tinta acrílica, o intervalo de viscosidade considerado ideal é de 82 a 90
KU. Tintas acrílicas levam espessante de baixa capacidade em sua composição os
quais, por possuírem baixo poder de espessamento, permitem que haja uma grande
variação nas viscosidades. Essa variação pode ser gerada pela resina, pois
dependendo do tipo de resina utilizado, a viscosidade pode variar; pelas cargas, pois
com seu alto poder de absorção, as cargas podem absorvem parte da água presente
na tinta aumentando sua viscosidade; ou pelo pH que, mesmo variando pouco suas
quantidades, conseguem interferir na viscosidade final, já que o espessante necessita
de uma faixa de pH ideal de 8 a 10 para funcionar com eficiência.
Verificou-se que uma grande quantidade de amostras apresentaram viscosidade
que se encontram fora do intervalo padrão industrial, cerca de 19 amostras em um
total de 25 e, portanto, precisaram ser reajustadas. Esta pode ser uma evidência de
que é preciso uma mudança na formulação das tintas acrílicas da indústria, além de
um maior controle do processo com mais amostragens durante a produção, para evitar
perda de tempo e desperdícios.
27
4.2 SELADOR
O selador foi desenvolvido para ser utilizado como complemento, aplicando-se
camada de selador após uma camada já aplicada e seca de tinta, melhorando assim
suas características físicas de resitência. Utiliza em sua formulação espessantes de
baixa, que fazem com que sua qualidade seja superior, mas o deixa susceptível a
variações de viscosidade.
Na Figura 4.3 são apresentados resultados de viscosidade obtidos para
seladores. Esta figura apresenta duas retas comparativas entre os produtos
produzidos e reajustados.
90
88
86
Viscosidade (KU)
84
82
Selador Reajustado
80
Selador Produzido
78
76
74
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22
Número de amostras
Figura 4.3 Viscosidades dos seladores
O intervalo de viscosidade considerado ideal para os seladores é de 80 a 86 KU.
De acordo com o esperado, os resultados mostram uma variação grande entre as
amostras, devido ao tipo de espessante utilizado. Entretanto, 10 amostras de um total
de 22 se encontram fora do intervalo ideal de viscosidade, e isto poderia ser evitado
com um maior controle do processo de produção, evitando, por exemplo, mistura de
matérias-primas de fornecedores diferentes.
28
4.3 MASSAS, TEXTURAS E GRAFIATOS
As massas, texturas e grafiatos são materiais hidrorrepelentes aplicados
diretamente no reboco como camada preparatória para aplicação subseqüente de
tintas (massa) ou como camada final de recobrimento (texturas e grafiatos). Os três
materiais possuem espessante de alta em sua composição.
A principal diferença entre os três materiais está na granulometria das cargas
utilizadas em sua produção. Enquanto nas massas se utilizam cargas de 100 e 50
Mesh, nas texturas se utilizam cargas de 50 e 40 Mesh e nos grafiatos se utilizam
cargas de 40 e 10 Mesh. Como resultado, as massas são as que possuem aspecto
mais liso, as texturas se apresentam em aspecto arenoso e os grafiatos possuem
aspecto bastante arenoso, inclusive com grandes grãos à mostra. São estes grãos
visíveis os responsáveis pelas ranhuras do material quando aplicado na superfície. A
Figura 4.4 apresenta as viscosidades das massas, texturas e grafiatos.
3,4
3,2
3
2,8
Viscosidade (cm)
2,6
2,4
Massa
2,2
Textura
2
Grafiato
1,8
1,6
1,4
1,2
1
1
3
5
7
9
11 13 15 17 19 21 23 25 27 29
Número de amostras
29
Figura 4.4 Viscosidade das massas texturas e grafiatos
Devido à presença de cargas mais grossas, a viscosidade de massas, texturas e
grafiatos foi analisada verificando-se o espalhamento destes materiais. Porém, no
caso do grafiato, a presença de cargas tão grossas impediu que o espalhamento fosse
analisado e este foi considerado como 1,3 cm. Para a massa, o intervalo ideal de
espalhamento é de 2,9 a 3,2 cm e para a textura é de 1,8 a 2,1 cm.
Os resultados mostram que, para os três materiais em questão, não houve
necessidade de reajuste em nenhuma das 30 amostras. Isso se deve ao tipo de
espessante utilizado, que possui elevadíssimo poder de espessamento e não permite
variações na viscosidade causadas por outros componentes do material, como
resinas, solvente, cargas minerais, amônia.
4.4 ESMALTE SINTÉTICO
Esmaltes sintéticos são materiais à base de solventes orgânicos, cuja principal
aplicação se dá em materiais metálicos. A principal característica comercial dos
esmaltes é seu belo aspecto estético, extremamente brilhante e formando película
sem imperfeições. Por este motivo, se faz necessária a utilização de espessante de
baixa para que as características estéticas sejam preservadas, o que resulta em uma
viscosidade bastante reduzida.
Na Figura 4.5 estão representados os resultados da análise de escoamento do
esmalte sintético. A reta azul representa os resultados obtidos no dia em que o
esmalte é produzido. A reta vermelha representa os resultados obtidos após as
amostras serem submetidas a 24 horas em estufa a 45°C.
30
620
570
Tempo de escoamento (s)
520
470
420
370
Esmalte
320
Esmalte após 24 H
270
220
170
120
1 3 5 7 9 11 13 15 17 19 21 23 25 27 29 31 33 35
Número de amostras
Figura 4.5 Viscosidades dos esmaltes sintéticos
O intervalo ideal de tempo esperado ao se fazer o escoamento do esmalte é de
120 a 600 segundos. Os resultados de escoamento obtidos após 24 horas em estufa
são, em todas as 35 amostras, maiores que a análise feita no dia em que o esmalte foi
produzido. Isto pode ser explicado, pois ao ser submetida a uma temperatura maior do
que a temperatura ambiente, houve evaporação do solvente presente na amostra, o
que gerou um aumento na viscosidade e conseqüente aumento no tempo de
escoamento.
Ainda que todas as 35 amostras possuam escoamento dentro do intervalo ideal,
os resultados apresentam uma variação muito grande entre si. Por isso, e baseandose em suposições, foi feita nova análise do escoamento de esmaltes. Supostamente,
os principais aditivos que interferem na viscosidade de um esmalte são os pigmentos
básicos coloridos. Então, foi feita nova análise comparando-se os resultados de
escoamento de esmaltes pigmentados e não pigmentados. Os resultados são
apresentados na Figura 4.6.
31
Influência do pigmento no esmalte
Tempo de escoamento (s)
570
520
470
420
370
Esmalte Pigmentado
320
Esmalte Branco
270
220
170
120
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18
Número de amostras
Figura 4.6 Viscosidades dos esmaltes brancos e pigmentados
Os resultados apresentados na Figura 4.6 mostram que, mesmo para o esmalte
não pigmentado, há uma grande variação entre seus resultados de escoamento,
mesmo que esta variação seja menor do que a variação presente nos resultados do
esmalte pigmentado. Inicialmente se supunha que as estruturas químicas dos
pigmentos básicos poderiam gerar reações adversas com a resina, ou inibir o
funcionamento ideal do espessante, entretanto isso não foi verificado. Uma das
conclusões é que a interferência da pigmentação na viscosidade do esmalte sintético é
muito pequena e existem outros também outros componentes que influenciam na
viscosidade, como a resina, plastificantes, emulsificantes.
32
5 CONCLUSÃO
A determinação da viscosidade dos materiais de recobrimento mostrou ser uma
importante ferramenta no controle de qualidade durante o processo produtivo visando
reduzir ao mínimo o número de produtos defeituosos.
Em relação à massa, textura e grafiato, os resultados de espalhamento obtidos
foram satisfatórios, demonstrando bom controle do processo. Em relação ao esmalte
sintético, os resultados de escoamento obtidos apresentam grande variação, o que
pode dificultar para que a indústria consiga reproduzir o mesmo produto quando
houver nova demanda. E em relação às tintas e selador, é necessário um controle
muito maior da produção e análises mais criteriosas das matérias primas para evitar
resultados tão fora dos limites de qualidade. Pode-se então dizer, que o controle de
qualidade deve atuar antes durante e depois do processo produtivo, melhorando e
assegurando a qualidade do produto.
33
6 REFERÊNCIA BIBLIOGRÁFICA
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Hermes, 1992.
[2] SHREVE, R. N., BRINK, JR. J. A., Indústria de processos químicos, 4 ed,
Guanabara Roogan S.A., Rio de Janeiro, 1985.
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2006, 70 páginas.
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18/04/11.
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28/04/11.
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[12] FAZENDA, J M.R., Tintas e Vernizes, 3 ed, Blucher, São Paulo, 1999.
[13] Disponível em www.ecoterra brasil.com.br/home/index Acessado em 11/04/11
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