Características dos diversos

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1 Características dos diversos tipos de tintas 2014 Joaquim Pereira Quintela PETROBRAS/CENPES Victor Solymossy PETROBRAS/CENPES

2 Tipos de tintas A seleção de uma tinta ou esquema de pintura deve levar em consideração vários fatores: tipo de estrutura a proteger; tempo de vida esperado; condições ambientais durante o pré-tratamento e aplicação; condições de serviço e ambiente de exposição. Dentro de um mesmo grupo de tintas as propriedades e o modo de tratá-las pode variar. É importante analisar a ficha técnica do produto e seguir as orientações do fabricante.

3 Alquídicas Existem alquídicas de vários tipos e propriedades porém, na sua maioria são utilizadas para fins decorativos. São consideradas tintas convencionais e nos últimos anos tem perdido espaço para as tintas mais avançadas. São normalmente utilizadas em condições de exposição atmosférica e não indicadas para condições de imersão ou ambientes com elevada umidade. Não possuem boa resistência química, principalmente álcalis (saponificação). Apresentam bom desempenho em ambientes pouco agressivos e rurais. Alquídicas longas em óleo são usadas para pintura externa de casas de madeira, vernizes decorativos e tintas protetoras. Alquídicas médias em óleo são usadas em tintas decorativas, pisos e outros lugares onde se deseja boa resistência ao desgaste. Alquídicas curtas em óleo são utilizadas em tintas industriais, isto é, esmaltes de secagem em estufa e vários primers.

4 Alquídicas VANTAGENS Fácil aplicação a trincha rolo e pistola. Boa aderência ao substrato. Boas propriedades de penetração e molhabilidade do substrato. Boas propriedades de nivelamento. Produto mono componente. Facilidade de reparo durante a aplicação. Boas propriedades anticorrosivas quando pigmentadas com pigmentos que atuam por inibição anódica, como por exemplo o zarcão e o fosfato de zinco. Pode ser aplicada sobre tratamentos de superfície menos apurados tais como St 2 e St 3.

5 Alquídicas LIMITAÇÕES Baixa resistência química principalmente a álcalis (saponificação) Limitada resistência a água e umidade. Limitada resistência a solventes; podem amolecer sob a influência de solventes fortes como xileno, cetonas, álcoois e solventes clorados. A espessura por demão é limitada, entre 30 m e 50 m, até 80 m em alguns casos. Não devem ser usadas sobre primers ricos em zinco em virtude da possibilidade de formação de sabões de zinco. Não podem ser repintadas com tintas contendo solventes fortes.

6 Tintas de secagem física Nos últimos anos, a sociedade tem mostrado interesse crescente em saúde e proteção ambiental. Na área das tintas, maior destaque tem sido dado a emissão de solventes: Compostos Orgânicos Voláteis (VOC). A restrições de VOC tem se tornado mais importantes, o que acarreta uma tendência para utilização de resinas de baixo peso molecular. As tintas de secagem física são constituídas de moléculas de cadeia longa, resultando em tintas com altos teores de solventes. A regulamentações de VOC poderão causar o desaparecimento dessas tintas do mercado, com exceção de casos muito especiais. No futuro, a maior utilização de resinas que formam película por esse mecanismo, serão as dispersas em água pelas razões anteriormente mencionadas.

7 Vinílicas As principais VANTAGENS dessas tintas são as boas propriedades de barreira (oxigênio e umidade), boa resistência química,boa durabilidade ao exterior, boa resistência ao impacto e abrasão. São mono componentes e de fácil aplicação a trincha, rolo ou pistola. São facilmente repintáveis, de secagem rápida mesmo em baixas temperaturas. Um tipo especial dessas resinas, a polivinilbutiral ainda é utilizada em wash-primers com ácido fosfórico para promover aderência de tintas a substratos especiais tais como alumínio e aço galvanizado. Dentre as principais LIMITAÇÕES das vinílicas estão a necessidade de elevado padrão de tratamento de superfície, altos teores de solventes nas tintas e as espessuras de aplicação que não podem ser muitos altas, para evitar a retenção de ar e solventes no interior do filme.

8 Vinílicas VANTAGENS Boas Propriedade de Barreira Boa Durabilidade ao Exterior Resistência a Umidade e Oxigênio DESVANTAGENS Tratamento de Superfície Baixos Teores de Sólidos Baixas Espessuras Resistência ao Impacto Resistência à Abrasão Mono-Componentes Fácil Aplicação Secagem Rápida Um tipo especial dessas resinas, a polivinilbutiral utilizada em wash-primers com ácido fosfórico, para promover aderência a substratos metálicos não ferrosos.

9 Borracha clorada VANTAGENS Boas Propriedades de Barreira Boa Resistência Química Durabilidade ao Exterior Resistência à Abrasão Resistência ao Impacto Resistência a Umidade e Oxigênio Monocomponentes Fácil Aplicação Secagem Rápida DESVANTAGENS Elevado padrão de Tratamento de Superfície Baixo Teor de Sólidos Baixas Espessuras Degrada com Temperatura (Liberação de cloro em temperaturas da ordem de 60 C, gerando processo corrosivo de alta intensidade) Boa Flexibilidade

10 Acrílicas As resinas acrílicas são caracterizadas principalmente pelas propriedades de retenção de brilho e cor ao longo do tempo. São muito claras e transparentes. Apresentam as mesmas limitações das vinílicas em relação à espessura por demão e teor de solventes. Tem sido usadas em tintas de acabamento em sistemas vinílicos, borracha clorada e epóxi. Podem ser de vários tipos e algumas especiais (com elevado teor de hidroxilas) podem servir de base para tintas que curam por reação química, como os sistemas poliuretano-acrílico, muito usados atualmente pela facilidade de repintura e permitir formulação de tintas de baixo VOC.

11 Tintas antiincrustantes Durante muitos anos as tintas antiincrustantes tem sido empregadas para proteger estruturas submersas contra o crescimento de incrustações ( fouling ) marinhas. Estas tintas evoluíram de sistemas bem simples até mais os avançados, direcionados para proteção ambiental. Os principais objetivos de uma tinta antifouling são: prevenir ou reduzir o crescimento de organismos marinhos. Evitar o crescimento/penetração através do revestimento aumentando a vida útil da proteção anticorrosiva. As incrustações marinhas acarretam problemas de peso, navegabilidade e consumo de combustível em navios.

12 Tintas antiincrustantes Como qualquer tinta, são compostas com resinas, pigmentos e solventes. A resina determina a natureza da tinta antifouling. Os pigmentos incluem os agentes antiincrustantes ou biocidas e outros extensores. O Biocida é uma substância química que é liberada em taxas muito baixas e inibe o crescimento da incrustação marinha. O Biocida mais comum, e ainda o mais utilizado, é o Óxido Cuproso. Antes dos últimos anos da década de 1960 começaram a ser usados, inicialmente como aditivos e mais tarde como parte de um copolímero, os compostos orgânicos derivados de estanho, que tornaramse predominantes a partir da década de Basicamente, existem três tipos de Tintas Antifouling : MATRIZ SOLÚVEL ou CONVENCIONAIS. MATRIZ INSOLÚVEL AUTOPOLIMENTO ( SELFPOLISHING)

13 Matriz solúvel Estas tintas tem um produto natural como resina base, o BREU. O Breu se dissolve lentamente em água do mar. Quando a tinta é imersa na água do mar o biocida é lixiviado para fora da tinta. A taxa de liberação, entretanto, logo cai para um nível abaixo do qual o crescimento marinho pode ser controlado. A sua eficiência é geralmente curta, aproximadamente 12 meses. Em águas tropicais a eficiência de todos os tipos de tinta antifouling diminui.

14 Matriz solúvel

15 Matriz insolúvel Nestas tintas a resina é insolúvel em água do mar. Apenas o biocida é liberado do filme de tinta, deixando-o como se fosse um esqueleto poroso. Como essa camada porosa aumenta, a taxa de liberação de biocida diminui e a performance cai drasticamente. A vida útil pode chegar a 24 meses e uma camada porosa significativa permanece, o que problemática a aplicação de uma nova tinta no caso de repintura. Boa quantidade de biocida ainda permanece no filme

16 Matriz insolúvel

17 Autopolimento Foram introduzidas no anos 70, desenvolvendo-se rapidamente em função da melhor eficiência e controle. Tornou-se possível prever a o tempo de vida útil esperado para sistemas antifouling. Estas tintas contêm compostos orgânicos derivados de estanho (TBTO, TBTF) ligados quimicamente à resina, que são liberados a partir da reação de hidrólise em água do mar. O organo-estanho é liberado continuamente e a eficiência da tinta é a mesma, até que tenha sido totalmente removida (polida). Pode haver um desgaste irregular em função de pontos onde a turbulência for maior.

18 Autopolimento

19 Autopolimento livre de estanho As tintas antifouling livres de estanho apresentam mecanismos diferentes. Os fabricantes usam várias misturas de resinas solúveis e sensíveis à água. As primeiras tintas ablativas ou fisicamente deterioráveis tem sido refinadas. O efeito de polimento é similar ao das tintas com estanho, mas a performance não é a mesma, principalmente porque é diferente a reação com a água do mar e devido a ausência dos compostos de estanho como biocidas. A presença de estanho nas tintas antifouling tem sido muito discutida sendo regulamentada pela IMO. Pretende-se proibir a aplicação de tintas com estanho a partir de 2003 e a presença dessas tintas em qualquer embarcação após 2008.

20 Epóxi

21 Resinas epóxi As resinas epóxi podem ser líquidas, semi-sólidas e sólidas dependendo do peso molecular. As sólidas apresentam maior valor de n e, por conseguinte, maior peso molecular molecular. Uma característica única das resinas de Bisfenol-A é que, à medida que o nºde unidades de repetição (n) na cadeia aumenta, o nº de hidroxilas também aumenta, mantendo funcionalidade epoxídica dois. EQUIVALENTE EPOXÍDICO - E.E.W - É o peso de resina epóxi equivalente a um grupamento epóxi. Exemplo : Resina Epóxi Líquida PM= 380 Nº de Grupamentos Epóxi= 2 E.E.W = 380/2 = 190 OUTROS TIPOS DE RESINA EPÓXI RESINA EPOXI NOVOLAC - São resinas semi-sólidas ou sólidas, contando com múltiplos grupos epóxi funcionais. A multifuncionalidade dessas resinas conduz a uma maior densidade de ligações cruzadas que, por sua vez, resulta em melhores propriedades físicas a temperaturas elevadas e melhor resistência química e a solventes, comparando com as resinas de bisfenol-a. RESINAS EPOXI FLEXÍVEIS - Normalmente são resinas de poliglicol de baixa viscosidade e são usadas para melhorar a flexibilidade da resinas epóxi padrão.

22 Estrutura das resinas epóxi

23 Estrutura das resinas epóxi

24 Estrutura das resinas epóxi

25 Estrutura das resinas epóxi

26 Diluentes reativos O O MONOFUNCIONAL: O EPODIL 741 (BGE) O EPODIL 742 (CGE) BIFUNCIONAL: O O O O O O O O EPODIL 749 (NPGDGE) EPODIL 757 (CHDMDGE) PROPRIEDADES 10% - 30% em peso sobre a resina epóxi REDUÇÃO DE VISCOSIDADE

27 Agentes de cura para epóxi AMINAS ALIFÁTICAS - Curam à temperatura ambiente, reagindo com os grupamentos epóxi terminais das resinas. Apresentam baixa viscosidade e elevada toxidez. Normalmente não são utilizadas puras como agentes de cura e sim sob a forma de adutos como forma de diminuir a toxidez e reduzir a formação de blushing (névoa) na película de tinta. Geralmente empregadas em relações de mistura estequiométricas e têm baixo custo. POLIAMIDAS - Também curam à temperatura ambiente da mesma forma que as aminas. Em relação às aminas alifáticas exibem melhor flexibilidade, menor dureza, baixa toxidez, maior viscosidade e menor resistência a altas temperaturas. Ao contrário das aminas alifáticas, as relações de mistura não são tão rígidas. São obtidas a partir da reação entre ácidos graxos dimerizados e poliaminas alifáticas. AMIDOAMINAS - São derivadas da reação de ácidos carboxílicos monobásicos e poliaminas alifáticas. Da mesma forma que as poliamidas podem ser usadas em vários níveis par a reticulação da resina epóxi. Como vantagens podemos citar a maior flexibilidade e resistência à umidade que as aminas alifáticas e a menor viscosidade e cor mais clara que as poliamidas. ISOCIANATOS - Reagem à temperatura ambiente com os grupamentos hidroxila presentes nas resinas epóxi, particularmente as de peso molecular mais alto, conferindo ao sistema excelente aderência e resistência química.

28 Agentes de cura para epóxi AMINAS AROMÁTICAS - São sólidas à temperatura ambiente e tem tempo de cura muito elevado. Normalmente são utilizadas sob a forma de adutos, nos quais amina é fundida com um um diluente não reativo, normalmente um plastificante, a uma temperatura por volta de 100ºC. Para aumentar a reatividade, adiciona-se um acelerador ao aduto, sendo o ácido salicílico o mais usado. Apresentam resistência química superior aos demais agentes de cura à temperatura ambiente. São produtos cancerígenos, sendo esta a razão pelo qual tem seu uso proibido em vários países. AMINAS CICLOALIFÁTICAS - Apresentam boa reatividade e maior pot-life que as aminas alifáticas. Exibem boa aderência e muito boa resistência química. Curam em baixas temperaturas e sob condições de umidade elevada. CURA EM ALTAS TEMPERATURAS Alguns compostos reagem com as resinas epóxi em temperaturas acima de 100ºC, conferindo aos produtos finais certas propriedades, principalmente boa resistência a altas temperaturas. Neste caso, o produto é mono componente e a reação só se processa após exposição à temperatura e tempo necessários para a cura. Como exemplos podemos citar: Anidridos, Resinas Uréiaformaldeído, Melamina-formaldeido, Fenol-formaldeido, etc...

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34 Base de Mannich Vantagens Cura rápida Cura em baixa temperatura Desvantagens Cor elevada Fenol residual

35 Cetimina R NH 2 + O N R + H 2 O Cetimina Produzida pela reação de amina com cetonas, a conversão ocorre com a remoção de água O uso de cetona em conjunto com aminas em sistemas formulados pode resultar na formação de cetimina Cetiminas reagem lentamente com resina epóxi Pode ser útil para promover um aumento no pot-life A presença de água reverte a reação de formação da cetimina

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38 Ciclo de cura do epóxi VISCOSIDADE SÓLIDO (CRISTAL) SOL / GEL TEMPO DE CURA TEMPO DE GEL GRAU DE CURA FAIXA de TRABALHO LÍQUIDO POT LIFE TEMPO VARIAVÉIS QUE INFLUENCIAM A CURVA: Peso equivalente dos componentes Agente de Cura Temperatura

39 Princípios de formulação Os ingredientes usados e suas quantidades relativas são de fundamental importância para as propriedades finais da tinta. Não é uma tarefa fácil formular uma tinta moderna que satisfaça requisitos técnicos, de saúde, segurança, ambiente e econômicos. Pequenas variações nas quantidades relativas dos constituintes podem ocasionar grandes variações nas propriedades finais da tinta.

40 Conceitos matemáticos para formulação COMPOSIÇÃO % P ME (ρ) V PIGMENTOS P ρp VP RESINAS R ρr VV SOLVENTES S ρs VS 100 VT Sólidos por Peso = P + R Sólidos por Volume = (VP + VV ) 100 VT PVC = VP. 100 / (VV + VP)

41 Influência do PVC no brilho

42 Cálculo da estequiometria Para se obter ótimas propriedades com resinas epóxi e agentes de cura, eles devem reagir em quantidades aproximadamente estequiométricas. Exemplo: Determinar a relação estequiométrica para a reação entre uma resina epóxi sólida de peso molecular 1000 e Trietileno tetramina (Teta). 1 - Cálculo do Equivalente Epoxídico da Resina (EEW): As aminas reagem com os grupamentos epóxi da resina. Este tipo de resina tem dois grupamentos epóxi terminais. O EEW. será igual a 1000/2= Cálculo do Equivalente amínico do Agente de cura: A Teta tem peso molecular igual a 146 e seis hidrogênios amínicos portanto, o AHEW desse agente de cura é 146/6=24,3. Então, 24,3 g de Teta reagem estequiométricamente com 500 g desta resina epóxi. PHR Chamamos de phr a quantidade em peso de agente de cura necessária para a reação estequiométrica com 100g de resina epóxi. phr = AHEW x 100/ EEW Exemplo anterior: phr da TETA para resina epóxi de PM=1000 => 24,3 x 100/500= 4,86

43 Diluentes para resinas epóxi DILUENTES REATIVOS - São materiais de baixa viscosidade que, quando adicionados a resinas epóxi mais viscosas, reduzem bastante a viscosidade da resina. Os diluentes reativos são tipicamente compostos que contêm anel epóxi, de baixo peso molecular, monofuncionais ou difuncionais. Os mais comuns são os derivados do glicidil éter alifático. DILUENTES NÃO REATIVOS - São materiais de baixa viscosidade que não têm quaisquer grupamentos reativos e, portanto, não reagem formando a matriz epóxi. Os mais comuns são: nonil-fenol, álcool furfurílico, alcool tetrahidro furfurílico e o dibutilftalato. CÁLCULO DO EEW DE UMA RESINA EPÓXI EEW da mistura = COM DILUENTES Massa Total MA/EEWA +MB/EEWB + MC/EEWC +... Exemplo: Calcular o EEW de uma mistura de resina 240g de Resina epóxi líquida (EEW=190), 150g de resina epóxi sólida (EEW=500) e 100g de monoglicidil éter (EEW=290) EEW da mistura = 490 = 256,8 240/ / /290

44 Exemplo de fórmula Componente A mas. esp. massa volume (g/cm3) (g) (cm3) DER-331 1,16 24,60 21,21 Epodil 748 0,89 1,40 1,57 Bentone 27 1,80 0,30 0,17 Dióxido de Titânio 4,20 13,00 3,10 Modaflow 1,00 0,10 0,10 Talco 2,75 8,91 3,24 Xileno 0,86 2,00 2,33 Etil glicol 0,92 1,00 1,09 Total 51,31 32, Componente B mas. esp. massa volume (g/cm3) (g) (cm3) Ancamide ,01 15,54 15,39 Xileno 0,86 3,69 4,29 Barita 4,45 8,76 1,97 Mica micronizada 2,70 16,80 6,22 Butanol 0,81 0,42 0,52 Bentone 27 1,80 0,42 0,23 Mibk 0,81 3,06 3,78 Total 48,69 32,

45 Tintas epóxi As resinas epóxi convencionais são produtos da reação de Bisfenol A e Eplicloridrina. Existe uma grande variedade de tipos de tintas epóxi, cada uma delas formulada para atingir certos objetivos. Entretanto, os membros da família epóxi apresentam características comuns. Dentre as principais VANTAGENS estão: Boa resistência à água, produtos químicos principalmente álcalis e solventes, boa resistência a danos mecânicos, alta durabilidade, possibilidade de utilização em contato com água potável e alimentos, boa resistência à temperatura, possibilidade de tintas com baixo VOC e mesmo sem solventes. As principais LIMITAÇÕES são: pouca resistência à radiação ultravioleta (calcinação/ chalking ), dificuldade de aplicação em temperaturas muito baixas, cuidados para repintura, ser em dois componentes requerendo boa mistura, pode ocasionar maiores perdas de material e requer maior conhecimento para ser usada corretamente.

46 Dicas para o uso de tintas epóxi Os epóxis, embora antigos, são produtos muito usados e estão em constante desenvolvimento. Requerem um certo conhecimento e experiência do aplicador. Certos cuidados devem ser tomados: Usar a proporção de mistura correta e assegurar que os grupamentos reativos entraram em contato um com o outro. Preferencialmente usar agitador mecânico. Respeitar o pot-life, tempo de indução e intervalo para repintura, espessura por demão, tipo de tratamento de superfície, condições mínimas do ambiente e do substrato, que deverão ser informados pelo fabricante. Diluir somente com solventes e percentuais indicados pelo fabricante. Todos os equipamentos deverão ser limpos antes que o pot-life tenha sido atingido. Usar equipamento de proteção adequado e ter boa ventilação em lugares confinados.

47 Características dos tipos de epóxi

48 Epóxi puro Revestimentos de epóxi são largamente utilizados em aplicações de campo tanto para construções novas quanto para manutenção. Seu uso é mais difundido em ambientes extremamente agressivos, tais como plataformas de petróleo, refinarias, interior e exterior de tanques. O tipo de epóxi a usar depende das condições de serviço, do substrato e de aplicação. Os epóxis puros ou não modificados requerem tratamento de superfície apurado, mínimo Sa 2 1/2. A maioria dos epóxis não modificados age por barreira. São compatíveis com a maioria dos pigmentos inorgânicos e orgânicos. Quando bem selecionados, pigmentos e extensores melhoram as propriedades físicas da tinta, criando um filme mais denso e com melhores propriedades de barreira. Embora estejam disponíveis em grande variedade de cores, não apresentam boa retenção de brilho e cor. Quando o aspecto estético é importante tinta acrílicas ou poliuretanos são usadas na tinta de acabamento nos esquemas de base epóxi.

49 Epóxi fenólica As epóxi-fenólicas exibem melhor resistência química que as epóxi convencionais. São produtos da reação de Fenólicas Novolac e Epicloridrina. As Fenólicas Novolac tem mais grupamentos reativos, resultando em maior densidade de ligações cruzadas e melhoria de algumas propriedades. Os revestimentos epóxi-fenólico promovem superior resistência química e resistência à corrosão. São indicadas para revestimento interno de tanques e tubulações de transporte de fluidos. Algumas necessitam de temperaturas de cura mais elevadas que as epóxi convencionais.

50 Epóxi - alcatrão de hulha Essas tintas conhecidas como coal tar epóxi consistem de resina epóxi, modificada com alcatrãode-hulha e agente de cura. Estes materiais combinam as boas propriedades de ambos, epóxi e alcatrão-de-hulha, para formar um revestimento com melhor resistência à água. A resina Epóxi promove resistência química e o alcatrão-de-hulha, maior flexibilidade, maior impermeabilidade e melhor tolerância ao substrato. As tinta coal tar epóxi funcionam inteiramente por barreira. As principais DESVANTAGENS dessas tintas são: Muito tóxicas o que tem gerado a proibição de sua utilização em vários países com rígida legislação ambiental. O alcatrão-de-hulha contem algumas substâncias cancerígenas. Somente podemos ter acabamentos de cor escura (preto ou marron), o que dificulta a inspeção em tanques e espaços confinados. Ocorrerá sangramento se outra tinta de acabamento for aplicada diretamente sobre ela, prejudicando o aspecto estético.

51 Epóxi mastic As epóxi mastic são consideradas tintas modernas e consistem na maioria das vezes de resina epóxi modificada com resina hidrocarbônica e agente de cura. A resina hidrocarbônica é usada para aumentar a resistência à umidade, a flexibilidade e as propriedades de molhabilidade das resinas epóxi, melhorando a aderência em substratos com tratamento de superfície menos apurados. Essas tintas possuem muitas características semelhantes às dos coal tar epóxi sem os problemas eles apresentados: Podem ser produzidos numa extensa variedade de cores. Exibem excelentes propriedades de penetração, o que implica dizer que podem ser usados em vários tipos de substratos. Tem altos sólidos por volume, 80 a 90% o que reduz a emissão de VOC. Não causam sangramento na tinta de acabamento. Não contem alcatrão-de-hulha; não causam câncer.

52 Epóxi mastic As epóxi mastic são formuladas para serem tolerantes aos mais variados tipos de superfície. As razões para as excelentes propriedades de penetração são o pequeno tamanho das moléculas e a baixa viscosidade da resina, promovendo bom alastramento. Podem ser usados com bons resultados em substratos preparados com ferramentas manuais ou mecânicas, hidrojateadas ou jateadas com abrasivos. Evidentemente, melhores serão os resultados, quanto melhor for o tratamento da superfície. Eles atuam por barreira e para aumentar este efeito alguns mastics são pigmentados com alumínio leafing, que apresentam disposição lamelar, dificultando o acesso de eletrólito ao substrato. Quando se necessita de um aspecto estético melhor, recomenda-se uma demão de acabamento de poliuretano, acrílico ou poliuretano-acrílico.

53 Molhabilidade

54 Epóxi sem solventes Epóxis sem solventes são revestimentos mecanicamente muito fortes, aplicados em altas espessuras e que apresentam elevada resistência química. Usados para revestimentos internos de tanques de estocagem de produtos químicos, tanques de lastro de embarcações e para recipientes e tubulações em contato com água potável e alimentos. Algumas tintas epóxi sem solventes mais modernas são indicadas para aplicações em condições de umidade relativa acima de 85%, sobre superfícies úmidas ou até molhadas, substratos com preparação por ferramentas manuais ou mecânicas ( surface tolerant ). Essas tintas, que se opõem a alguns conceitos tradicionais de aplicações de tintas, mesmo com custo superior às convencionais podem gerar reduções de custos nas obras e permitir pintura sob condições pouco usuais tais como: dias chuvosos, equipamentos em operação, interior de tanques sem necessidade de desumidificação, superfícies molhadas com baixos teores de sais solúveis.

55 Tintas de base aquosa A grande vantagem de se ter a água como solvente de uma tinta é, evidentemente, o caráter ecológico do revestimento, isto é, não venenoso, sem odor, sem riscos para a saúde e não inflamável. A emissão de solventes orgânicos é mínima, e acarreta poucos riscos para o aplicador ou usuário. As acrílicas ainda apresentam boa resistência a UV, secagem rápida, não amarelecem e não saponificam. As desvantagens das dispersões de polímeros em água são a baixa taxa de evaporação em temperaturas baixas e umidade relativa elevada e a necessidade de adição de alguns aditivos (surfactantes) em função da alta tensão superficial. Podem ser aplicadas em vários tipos de substratos, incluindo aço, aço galvanizado, alumínio, concreto e madeira. Em geral, apresentam maior permeabilidade que as tintas de base solvente, razão pela qual não são indicadas para trabalhos sob condição de imersão permanente.

56 Tintas de base aquosa As tintas epóxi a base d água exibem, também, excelente aderência. A formação do filme, entretanto é mais crítica que as epóxi de base solvente, uma vez que, existem dois estágios adicionais no processo de formação do filme; a evaporação da água e o processo de coalescência, que deverão preceder à evaporação de solventes e formação das ligações cruzadas. Isto implica maior controle de temperatura, umidade relativa e ventilação durante a aplicação em comparação com as epóxi de base solvente ou mesmo as epóxi sem solventes. A Epóxis a base d água não podem ser diluídas indefinidamente, sob pena de desestabilização ou quebra da emulsão epóxi-amina. Atualmente, ainda apresentam custo maior que as de base solvente. O pot-life das epóxi a base d água são mais curtos que as de base solvente e nem sempre podem ser imediatamente identificados, uma vez que, geralmente a viscosidade permanece inalterada. Podem ser usadas em sistemas híbridos, combinadas com tintas de base solvente. Ex. Epóxi rica em zinco a base d água.

57 Tintas ricas em zinco A principal razão da aplicação de uma rica em zinco é ter uma tinta de fundo com a propriedade de promover proteção catódica, contribuindo para proteção do aço e reduzindo o risco de corrosão sob o revestimento. Para que o processo de proteção catódica ocorra de forma efetiva é necessário que o teor de zinco metálico na formulação seja suficiente para assegurar continuidade elétrica dentro do revestimento e obter excelente contato entre o zinco e o substrato metálico. Essas tintas são classificadas em orgânicas e inorgânicas, dependendo do veículo. As inorgânicas apresentam melhor condutividade elétrica, razão pela qual exigem menor quantidade de zinco metálico em pó. SSPC Paint 20: 74% mínimo de Zn em peso dos sólidos totais para primers inorgânicos e 77% para os orgânicos. As inorgânicas tem com base silicatos alcalinos de lítio, sódio ou potássio. Nas orgânicas, os silicatos de etila pré-hidrolisados ou sistemas epóxi constituem o veículo. A reação química de cura envolve o respectivo veículo, umidade e CO2 (atmosfera) e o zinco.

58 Tintas ricas em zinco A especificação uma tinta rica em zinco orgânica ou inorgânica vai além de saber qual é a melhor e sim qual a mais apropriada levando-se em consideração o ambiente onde a tinta vai trabalhar e as condições de aplicação. Normalmente as tintas ricas em zinco orgânicas dão melhor produtividade em função de serem menos sensíveis às condições atmosféricas, enquanto as inorgânicas tem melhor condutividade e promovem melhor contato entre o aço e o zinco. As tintas epóxi ricas em zinco são de fácil aplicação e fáceis de repintar. As tintas zinco/silicato de etila devem ser aplicadas com controle rígido de espessura (70 A 80 m) de modo a evitar craqueamento. Ao contrário da Epóxis, normalmente, necessitam de uma tinta seladora ( tie-coat ) antes da demão de acabamento para não prejudicar o aspecto final da pintura (formação de bolhas imediatamente após a pintura). Os silicatos inorgânicos podem ser aplicadas em maior espessura ( 75 a 125 orgânicos. m) que os silicatos

59 Poliuretano, Poliuréia e Poliaspártico Revestimentos baseados em reações com isocianatos

60 Isocianato Designação genérica de ésteres de fórmula geral R-NCO, onde R é um grupo hidrocarbônico. São compostos eletrófilos, sendo reativos com compostos nucleófilos tais como álcoois, aminas e água.

61 Reações com Isocianatos Reação com aminas, formando uréias: Reação com álcoois, formando uretanos:

62 Reação com água, formando aminas e CO 2

63 Maior Velocidade Velocidades relativas de reações com isocianatos 1. Aminas primárias 2. Álcoois primários 3. Água 4. Uréias 5. Álcoois secundários e terciários 6. Uretanos 7. Ácidos caboxílicos 8. Amidas

64 Principais Isocianatos Aromáticas Baixa resistência à UV Fraca retenção de cor Alifáticas Boa resistência à UV Boa retenção de cor

65 Poliuretanos As tintas de poliuretano podem ser mono componentes (curam com a umidade do ar) e de dois componentes, constituídas por uma resina base hidroxilada (poliéster, poliéter, acrílica ou epóxi) e um agente de cura a base de isocianato alifático ou aromático. Apresentam boa aderência e resistência química. Os sistemas poliuretanos curados com isocianatos alifáticos, ao contrário dos Epóxis, fornecem ótimos acabamentos com excelente retenção de brilho e cor. Alguns países restringem sua utilização em função do caráter tóxico dos isocianatos. As alternativas para substituição são os sistemas acrílicos ou epóxi-acrílicos. Os sistemas poliuretano-acrílicos (resina acrílica hidroxilada cura com isocianato alifático ) tem sido muito utilizados atualmente, por apresentarem as mesmas propriedades de acabamento que as outros poliuretanos e, ainda, permitirem a formulação de tintas com baixo VOC e melhores propriedades de repintura (sensíveis a solventes).

66 Poliuretanos na Petrobras Norma N-2677 Tinta de Poliuretano Acrílico Tinta de acabamento Retenção de cor e brilho UB < 10% após 960 horas em UV-A Limita o teor mínimo de isocianato Requisitos brandos quanto à resistência química

67 Poliuréias Vantagens Cura rápida Exige equipamento específico Alta espessura por demão Sem solventes Boas propriedades mecânicas Desvantagens Pot-life curto Equipamento tem custo elevado Requer mão de obra qualificada Custo elevado Limitações de temperatura

68 Poliaspárticos

69 Cura rápida mesmo em temperatura ambiente Velocidade no processo de pintura e retorno à operação Alta espessura por demão Alta produtividade Altos sólidos com possibilidade de NO-VOC Durabilidade superior à de acabamentos de PU alifáticos

70 Polisiloxanos

71 Polisiloxanos Em poucas palavras, polisiloxano = silicone Na indústria de revestimentos, são resinas híbridas orgânico-silicone As mais conhecidas são epóxi-silicone e acrilato-silicone São considerados acabamentos premium Excelente propriedades de acabamento e resistência ao UV

72 Mecanismo de Cura dos polisiloxanos baseados em silanos Ameron 1981 Patent: US A 72

73 Limitações dos polisiloxanos baseados em silanos Característica Depende da umidade para ocorrer hidrólise e da temperatura para condensação Reação do grupo alcoxi leva à perda de massa durante a cura Grupos alcóxi residuais podem continuar reagindo após o filme parecer curado Álcool é um subproduto indesejável da reação Limitação Necessita de controle das condições de aplicação; Causa estresse no filme Causa edurecimento do filme Contribui para a formação de VOC, a ser considerada por aspectos ambientais

74 Cura de epóxi com aminosilanos Sem catalisador de estanho Não depende da umidade do ambiente Sem álcool como subproduto

75 Vantagens dos aminosilanos Silicone Amine Resin Competitive Amino Si Resin Alkoxy Silane-Based Polysiloxane Two-Component Polyurethane Solvent content <1% 10% <1% 25% * Post-cure drift potential Low Low High None HAPS content No Yes (xylene) No No Isocyanate hazard No No No Yes Methanol hazard No No Yes No Application coats Primer/top Primer/top Primer/top Primer/base/top

76 Durabilidade em UV 20 GLOSS AFTER QUV-A EXPOSURE

77 Poliéster e éster vinílica

78 Poliéster e éster vinílica As tintas de poliéster são normalmente de dois componentes (resina poliéster e MEK-Peróxido). Têm pot-life curto é devido a adição de MEK (Metil Etil Cetona) e Peróxido,que provocam o início da reação de cura do poliéster, gerando calor que catalisa a própria reação. A maior aplicação das tintas de poliéster são as reforçadas com fibra de vidro, que podem ser aplicadas em altas espessuras, promovendo resistência química e à corrosão e excelentes propriedades mecânicas a substratos de aço ou concreto. Os revestimentos éster-vinílicos são conhecidos pela excelente resistência a produtos químicos, superiores aos poliésters, mesmo em temperaturas altas (120ºC). O mecanismos de cura e limitações são similares a dos poliésteres. Ambas devem ser aplicadas sobre elevado padrão de preparação de superfície (Sa 2 1/2 mínimo) e não devem ser aplicadas sobre tintas velhas e aço galvanizado.

79 Mecanismos e tipos de tinta Oxidação Alquídica Secagem Física Vinílica Borracha Clorada Acrílica Base Aquosa Acrílica Epóxi Alquídica Cura Química Epóxi Pura Epóxi Fenólica Epóxi Alcatrão-de-Hulha Epóxi Mastic Epóxi Sem Solvente Poliuretanos Zinco Orgânica

80 Tipos de tinta

81 Comparativo Geral de Performance Requisito Mecânico Poliuréia PU Poliéster Epóxi Éster Vinílica Resistência Mecânica Flexibilidade Impacto Abrasão Contração Permeabilidade Resistência à UV Temperatura

82 Comparativo Geral de Performance Requisito Químico Poliuréia PU Poliéster Epóxi Éster Vinílica Ácidos Minerais Ácidos Orgânicos Álcalis Solventes Clorados Solventes Oxigenados Hidrocarbonetos Sais Água