MANUAL TÉCNICO DE APLICAÇÕES PARTE 2

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1 MANUAL TÉCNICO DE APLICAÇÕES PARTE 2 ÍNDICE 1-Introdução Modificação com Resinas...5 a) Resinas Alquídicas...6 b) Resinas Maleicas...8 c) Resinas Poliamida...8 d) Resinas Melamina Formaldeído...9 e) Resinas Uréia Formaldeído...9 f) Resinas Benzoguanaminas...10 g) Resinas Carbâmicas...10 h) Resinas CAB - Acetobutirato de Celulose...10 i) Resinas Cetônicas...11 j) Resinas Acrílicas...11 k) Resinas PVA - Acetato de Polivinila l) Resinas Vinílicas m) Resinas de Poliuretano...12 Influências das Resinas sobre as Propriedades dos Filmes Plastificantes Aditivos a) Dispersantes b) Antiespumantes c) Nivelantes e Resistentes ao Risco d) Promotores de Aderência e) Estabilizantes de Luz f) Ceras g) Secantes h) Antipele Solventes a) Solventes Ativos b) Cossolventes c) Diluentes Pigmentos Cargas Sistemas de nitrocelulose para Repintura Automotiva...29 a) Características b) Regras de Formulação Sistemas de nitrocelulose para Madeira a) Características b) Regras de Formulação Sistemas de nitrocelulose para Tintas de Impressão a) Características b) Regras de Formulação...037

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3 1 - INTRODUÇÃO A grande variedade dos produtos da Nitro Química comercialmente disponíveis, que variam quanto ao grau de nitração (teor de nitrogênio) e peso molecular (viscosidade), a tornam especial como polímero formador de filmes em tinta. As principais características como resina utilizada em tintas são: ampla solubilidade em solventes orgânicos compatibilidade com diferentes resinas e plastificantes filmes transparentes e inodoros facilidade de processamento secagem rápida eliminação rápida dos solventes na aplicação baixa retenção de solventes residuais inodora atóxica A combinação destas propriedades possibilita o seu uso em sistemas de secagem ao ar, secagem a baixa temperatura e sistemas catalisados, com grande aplicação em lacas de repintura de automóveis, tintas para madeira, tintas de impressão, esmaltes de unhas e tintas para calçados. 3

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5 2 - MODIFICAÇÃO COM RESINAS A nitrocelulose raramente é empregada sozinha como formadora de filmes, pois as melhores propriedades se conseguem em combinação com outras resinas. A nitrocelulose de alta viscosidade pode ser empregada em shop primers que tem a finalidade de dar proteção temporária a superfícies metálicas, pois este tipo de nitrocelulose tem alta flexibilidade dispensando o uso de plastificantes. Estes produtos tem uma porcentagem de sólidos em torno de 4%. O grande emprego da nitrocelulose em filmes e a sua possibilidade de combinação com outras resinas e plastificantes, devido a grande compatibilidade que existe entre a nitrocelulose e inúmeros polímeros, permitem várias combinações em diferentes sistemas, como pode ser observado na tabela abaixo: PARÂMETRO DE SOLUBILIDADE DE RESINAS (J/cm 3 ) 1/2 δ D δ P δ H NITROCELULOSE ACETATO DE POLIVINIL CLORETO DE POLIVINILA POLIMETILACRILATO ACETOBUTIRATO DE CELULOSE POLIAMIDA ALQUÍDICA CURTA EM ÓLEO POLIESTER SATURADO URÉIA FORMALDEÍDO 17,2 20,93 18,72 18,64 15,75 17,43 18,50 1,54 20,81 12,3 11,27 10,03 10,52 9,21 14,94 8,29 7,8 9,66 3,07 7,51 8,59 14,5 4,91 12,38 12,71 A nitrocelulose pode ser empregada em sistemas: Binário Ternário Quaternário SISTEMA COMPONENTES Nitrocelulose / Plastificante Nitrocelulose / Plastificante / Resina Nitrocelulose / Plastificante/ Resina A / Resina B Os sistemas binários são empregados quando a nitrocelulose é de viscosidade média, em que a flexibilidade tem que ser melhorada pela adição de plastificantes apropriados. O sistema ternário é o mais empregado, onde se consegue um excelente compromisso entre flexibilidade, propriedades mecânicas e aparência. As relações entre os componentes devem ser balanceadas de acordo com as propriedades requeridas, porém as referências abaixo são típicas e servem como ponto de partida em formulações: 5

6 RELAÇÕES ENTRE TRÊS RESINAS Nitrocelulose Plastificante Alquídica 1 : 0,5 : 1,5 Nitrocelulose Plastificante Maleica 1 : 0,3 : 1 Nitrocelulose Plastificante Cetônica 1 : 0,5 : 1 Nitrocelulose Plastificante Amínica 1 : 0,5 : 0,5 A nitrocelulose é empregada em uma faixa de 33 a 50% em relação ao teor de sólidos da resina modificadora e plastificante, e pode ser combinada com resinas polares como: alquídicas maleicas amínicas fumáricas fenolicas epoxy poliamidas poliésteres acrílicas ésteres de breu cetônicas acetatos de polivinila vinílicas O sistema quaternário é mais complexo em sua composição, e seus componentes devem ser cuidadosamente balanceados para a obtenção das propriedades desejadas. A relação de resinas vai depender muito do tipo de nitrocelulose empregada, sendo os 2 sistemas abaixo os mais empregados: RELAÇÕES ENTRE QUATRO RESINAS Nitrocelulose Plastificante Alquídica Maleica 1 : 0,2 a 1 : 0,5 a 3 : 0,5 a 1 Nitrocelulose Plastificante Alquídica Amínica 1 : 1 a 1,5 : 1 a 2 : 0,1 a 0,3 a) Resinas Alquídicas As resinas alquídicas são obtidas pela esterificação de poliálcoois com ácidos policarboxílicos, sendo que pelo menos um dos álcoois tem que ser trihídrico. Normalmente são modificadas com óleos ou ácidos naturais ou sintéticos. As propriedades das resinas alquídicas podem ser modificadas por uma grande variedade de fatores, como tipo e conteúdo do óleo na resina, ácidos graxos, além de alteração com outros componentes como breu, resinas fenólicas, esterinadas, etc. As resinas alquídicas dependendo do teor de óleo, podem ser classificadas em curtas ( <40% ), médias (40 a 60%) e longas (>60%). 6

7 As resinas alquídicas usadas com nitrocelulose são as mais largamente empregadas, podendo ser do tipo curtas e médias em óleo, com um comprimento de óleo variando de 32 a 38%, as quais apresentam uma boa compatibilidade com nitrocelulose. Normalmente são derivadas de: óleos semi secativos soja mamona desidratada óleos não secativos côco de babaçu mamona cru As resinas alquídicas derivadas de óleos secativos são reativas, isto é, polimerizam-se no filme e são empregadas em: primers primer surfacers fundos e massas Sendo responsáveis pelas seguintes propriedades: aderência a substratos metálicos aumento de dureza resistência química do filme As resinas alquídicas derivadas de óleos não secativos permanecem inalteradas no filme, atuando como plastificantes e são usadas em tintas de acabamentos e a sua finalidade é: melhorar o aspecto aumentar o brilho melhorar o corpo do filme aumentar a resistência à luz plastificar o filme A resina alquídica é empregada em uma relação de aproximadamente 50% sobre o total de resinas. Resinas alquídicas curtas com um comprimento de 37% em óleo também são utilizadas em sistemas curáveis com ácidos, em combinação com as resinas nitrocelulose e uréia formaldeído. Há uma diversidade de resinas e fornecedores muito grandes, podendo a equivalência entre os diversos tipos ser estabelecida facilmente pela natureza e comprimento de óleo, viscosidade e teor de sólidos entre os diversos fornecedores. 7

8 b) Resinas Maleicas As resinas maleicas são obtidas pela reação de ácido abiético que é convertido em ácido levopimárico e reagido com anidrido maleico, formando produtos duros. São usadas em combinação com nitrocelulose para aumentar a: dureza secagem brilho aderência resistência a água. O seu uso é difundido em acabamentos de madeira para aumentar a lixabilidade e resistência a empilhamento, e em tintas de impressão para prevenir problemas no embobinamento dos filmes plásticos impressos. São empregadas em sistemas ternários ou quaternários em uma relação de 30 a 45% sobre o total de resinas. c) Resinas Poliamida Resinas poliamida são produtos da policondensação de diaminas com ácidos dicarboxílicos, resultando em produtos de estrutura linear. As resinas poliamida são utilizadas em combinação com nitrocelulose em tintas gráficas líquidas para rotogravura ou flexografia, com a finalidade de promover melhor aderência sobre filmes poliolefínicos alto brilho e resistência a gorduras, água gelada e detergentes. As resinas comerciais empregadas são derivadas de ácido graxo dimerizado e poliaminas alifáticas, havendo as versões solúvel em álcool e solúvel em acetatos/cetonas. Normalmente são empregadas em uma relação variável, sendo a mais típica a de 2:1 com nitrocelulose ES ou AS correspondente. 8

9 d) Resinas Melamina Formaldeído As resinas melamina-formaldeído são obtidas pela reação da melamina com formaldeído formando metilolmelamina em uma primeira etapa e depois alquiladas com álcoois do tipo metanol, butanol ou isobutanol, formando misturas complexas, classificáveis em 3 tipos distintos. As resinas melamina-formaldeído utilizadas com nitrocelulose são butiladas ou isobutiladas com a finalidade de promover: alta flexibilidade brilho durabilidade resistência ao calor resistência à luz O seu principal emprego é em lacas nitrocelulose para repintura automotiva. São usadas com mais frequência em sistemas quaternários em conjunto com resinas alquídicas e plastificante, em uma proporção de até 10%. e) Resinas Uréia Formaldeído Resinas uréia formaldeído são produtos da reação da adição de formaldéido ao grupo aminíco da uréia, obtendo-se resinas de baixo peso molecular e alta reatividade, que encontram grande uso em combinação com nitrocelulose e resinas alquídicas curtas e médias em óleo em sistemas curáveis com ácido para secagem ao ar ou baixas temperaturas promovendo filmes de: alta flexibilidade brilho durabilidade resistência ao calor resistência à luz 9

10 f) Resinas Benzoguanaminas Resinas benzoguanaminas são obtidas de uma maneira similar as resinas melamina, pela adição de formol a benzoguanamina e posterior alquilação com butanol. Obtendo-se resinas de baixa viscosidade e de reatividade menor que resinas melamina. A sua combinação com nitrocelulose permite a obtenção de lacas com melhoria no: brilho corpo aderência g) Resinas Carbâmicas Resinas carbâmicas são resinas baseadas em butiluretano e formaldeído, e são empregadas com nitrocelulose para acabamentos de madeira com a finalidade de melhorar: flexibilidade aderência brilho durabilidade exterior 10

11 h) Resinas Cetônicas As resinas cetônicas são obtidas pela co-condensação de formaldeído com cetonas obtendo-se uma variedade muito grande de produtos dependendo do tipo de cetona empregada. São resinas que em combinação com nitrocelulose desenvolvem: brilho filmes encorpados maior % de sólidos aderência secagem lixabilidade As resinas cetônicas são empregadas em tintas de impressão, podendo também ser utilizadas em produtos para madeira para melhorar lixabilidade. i) Resinas Acrílicas As resinas acrílicas são obtidas pela poliadição de monômeros de ácido acrílico, ácido metacrílico e de seus ésteres. As propriedades vão depender da natureza e proporção dos monômeros no polímero e do seu peso molecular. As resinas acrílicas são classificadas em resinas termoplásticas e termofixas. As resinas acrílicas utilizadas em combinação com nitrocelulose são de natureza termoplástica, e são empregadas para melhorar: aderência resistência a luz filmes claros Devido ao seu impacto sobre o aspecto, são usadas principalmente em acabamentos automotivos. 11

12 j) Resinas PVA Acetato de Polivinila PVA é obtido pela homopolimerização de monomeros de acetato de vinila resultando em polímeros amorfos solúveis em acetatos, cetonas e álcoois. Devido à alta resistência a intemperismo, podem ser empregadas em combinação com nitrocelulose para melhorar: aderência resistência a luz k) Resinas Vinílicas As resinas vinílicas são obtidas a partir da reação de etileno e álcool na presença de oxigênio, resultando em uma variedade muito grande dependendo do tipo de álcool, número de hidroxilas e grau de polimerização. As resinas vinílicas que têm aplicação com nitrocelulose são do tipo poliviniléter são mais empregadas como resina plastificante para melhorar: aderência flexibilidade resistência química l) Resinas de Poliuretano A nitrocelulose pode ser modificada com diisiocianatos em sistemas monocomponentes ou sistemas bicomponentes obtendo-se filmes de resistência superior em: abrasividade resistência a empilhamento secagem livre de pó 12

13 Influência das Resinas sobre as Propriedades do Filme Resinas Resinas Aderência sobre filme Poliolefínico Poliamida Lixabilidade Maleicas Aderência sobre metal Resinas Alquídicas Secativas Resistência Química Alquídicas Secativas Vinílicas Aderência Aspecto/ Acabamento Superficial Brilho Maleicas Carbâmicas Acrílicas Termoplásticas Vinílicas Benzoguanamidas Acetobutirato de Celulose PVA Alquídicas Não Secativas Alquídicas Não Secativas Poliamida Uréia Formaldeído Carbâmicas Maleicas Melamina Formaldeído Benzoguanaminas Resistência à Gordura e Detergente Resistência à luz Resistência ao Calor Resistência à Água Resistência ao Amarelamento Poliamidas Alquídicas Não Secativas Uréia Formaldeído Acrílicas Termoplásticas Melamina Formaldeído Carbâmicas PVA Melamina Formaldeído Uréia Formaldeído Maleicas Poliamidas Acetobutirato de Celulose Acrílicas Termoplásticas Corpo do Filme Alquídicas Não Secativas Benzoguanaminas Resistência ao Manchamento Acetobutirato de Celulose Dureza Alquídicas Secativas Maleicas Resistência ao Cold Check Acetobutirato de Celulose Elasticidade Flexibilidade Alquídicas Não Secativas Melamina Formaldeído Benzoguanaminas Amínicas Carbâmicas Uréia Formaldeído Vinílicas Resistência ao Empilhamento Resistência ao Risco Secagem Poliuretano Poliuretano Maleicas 13

14 3-PLASTIFICANTES Os plastificantes são componentes imprescindíveis na maioria dos sistemas nitrocelulose. Apenas as resinas nitrocelulose de alta viscosidade têm uma elasticidade suficiente que o dispensam; porém o seu uso em sistemas únicos é limitado devido ao baixo teor de não voláteis de suas soluções. A porcentagem de plastificante sobre a nitrocelulose vai depender muito do tipo de substrato, pois quanto maior a sua flexibilidade, maior será a necessidade de plastificante. A quantidade de plastificante também vai depender do uso de outras resinas, que tem a capacidade de influenciar a flexibilidade, como por exemplo resinas melamina formaldeído. Teor de Plastificante Recomendado SISTEMA Shop Primer Sistemas para Madeira Sistemas para Metais Sistemas para Papel Sistemas para Couro PORCENTAGEM SOBRE NITROCELULOSE 0 a a a a a 100 Os plastificantes possuem peso molecular muito menor que as resinas e devem atender as seguintes exigências: compatibilidade com a nitrocelulose e resinas empregadas efetividade: melhor resultado com menores teores permanência no filme: devem ter baixa volatilidade estabilidade: resistentes à luz, calor, umidade, agentes químicos De um modo geral a nitrocelulose tem boa compatibilidade com a grande maioria de plastificantes, com exceção das resinas plastificantes carbamida (Uresin), polivinilmetiléter e poliviniletiléter. Parâmetros de Solubilidade dos Plastificantes mais Comuns PLASTIFICANTE δd δp δh Dimetilftalato 18,5 10,8 4,9 Dietilftalato 17,5 9,57 4,49 Dibutilfatalato 17,7 8,57 4,08 Butilbenzilftalato 18,9 11,3 3,10 Dioctilftalato 16,6 6,98 3,10 Os plastificantes de uso mais comum são os ftalatos, sendo o DBP (dibutilftalato) de mais larga aplicação devido a sua: boa resistência flexibilidade baixa toxidez aumenta a tensão superficial promove a compatibilidade entre a nitrocelulose e resinas 14

15 Para sistemas que requerem propriedades específicas, são empregados plastificantes especiais de acordo com a qualidade que se queira realçar: Aderência Poliacrilatos Poliviniléter Estabilidade ao calor Dioctilftalato Didecilftalato Óleos epoxidados Estabilidade à luz Dioctilftalato Acetilbutilcitrato Óleos epoxidados Ésteres do ácido cítrico Resistência à água Dioctilftalato Resistência à chama Tricresilfosfato Trifenilfosfato Tricloroetilfosfato Dureza Cânfora Polivinilmetiléter Brilho Polivinilmetiléter Não existe um plastificante universal, sendo necessário uma boa definição das propriedades pretendidas com ensaios de laboratório para a seleção mais adequada. 4-ADITIVOS O alto peso molecular da nitrocelulose torna o filme menos sensível à ocorrência de defeitos relacionados à tensão superficial ou à mobilidade de pigmentos. Os aditivos mais empregados são : dispersantes antirrisco antiespumantes promotores de aderência absorvedores de ultravioleta. 15

16 a) Dispersantes São utilizados para a moagem e estabilização dos pigmentos durante o processo de fabricação. A moagem dos pigmentos em resinas alquídicas compatíveis com nitrocelulose é a prática mais comum e utilizam-se como agentes de dispersão polímeros de alto peso molecular. Estes aditivos devem ser incorporados à mistura de resina e pigmento antes do processo de moagem, em uma porcentagem de 0,1 a 0,5% sobre o total de pigmento. Exemplo de produtos comerciais Disperbyk 106 ou 108 Solperse Hyperdispersantes Nuosperse 657 Byk Avecia Nuodex b) Antiespumantes Os solventes orgânicos utilizados em tintas à base de nitrocelulose previnem a formação de espuma devido a sua baixa tensão superficial, porém em sistemas de aplicação a cortina pode haver a ocorrência de formação de bolhas. A utilização de polisiloxanos com uma viscosidade de a mpa.s ou siloxanos modificados com flúor em uma concentração de 0,1 a 0,5% de uma solução de 10% do aditivo, calculado sobre a tinta corrigem o defeito. Exemplos de produtos comerciais Byk 066 ou 141 ou 065 Addid 761 ou 751 Byk Wacker c) Nivelantes e Resistentes ao Risco A adição de tensoativos permite a obtenção de uma superfície de filme úmido com uma tensão superficial homogênea impedindo a formação de células de Bernard e propiciando uma evaporação uniforme dos solventes. Polímeros de polixiloxanos modificados com poliester são adicionados em uma concentração de 0,1 a 1% sobre a tinta para prevenir a ocorrência. Exemplos de produtos comerciais Byk 302 ou 306 Addid BO OU Addid 100 Baysilon OL Byk Wacker Bayer d) Promotores de Aderência A aderência está diretamente relacionada com a rugosidade e tensão superficial da superfície a ser pintada. Quanto mais uniforme e quanto menor a tensão superficial, pior é a aderência. Os casos mais críticos ocorrem em substratos plásticos poliolefínicos, que além de exigirem um pré-tratamento superficial para a ativação da superfície, necessitam a aditivação da tinta para a obtenção da necessária aderência. A aderência em substratos metálicos pode ser melhorada com a adição de resinas poliésteres especiais na porcentagem de 5 a 15% de resina sobre sólidos de nitrocelulose. Exemplo de produtos comerciais; Adhesion Resin LTW Flex 188 Degussa King 16

17 A aderência sobre substratos plásticos é muito mais crítica e existem diversos aditivos que promovem a sua melhoria, desde que previamente tratados com Corona. Neste caso costuma-se utilizar aditivos a base de organosilanos, titanatos e zirconatos. Os organosilanos têm uma natureza química bipolar em que o grupo silanol estabelece uma forte ligação com o substrato e o restante da cadeia polimérica com a resina da tinta, promovendo aderência em substratos críticos. Podem ser usados como primers o adicionados diretamente na tinta. Normalmente são usados na porcentagem de 0,1 a 3% sobre sólidos da tinta. Exemplos de produtos comerciais: Addid 900 e 903 Wacker Os titanatos têm tendência a amarelar na presença de produtos fenólicos ou tintas brancas e nestes casos dá-se preferência aos zirconatos que além de não alterarem a cor, têm uma reação mais lenta em contato com traços de água e são mais estáveis. Estes produtos promovem um crosslinking entre os sítios ativos do substrato e a resina da tinta. São especialmente indicados para rotogravura e flexografia, sendo utilizados na faixa de 1,5 a 3% sobre total. Exemplos de produtos comerciais: Tyzor GBA e IAM DuPont e) Estabilizantes de Luz São empregados em tintas que ficam diretamente expostas à radiação solar, cujos componentes UV promovem uma degradação dependendo dos polímeros utilizados. Alguns pigmentos como o dióxido de titânio e negro de fumo absorvem as radiações UV, reduzindo o seu efeito, porém em filmes de baixa pigmentação ou transparentes há necessidade de utilizar estabilizantes de luz. A porcentagem de uso pode chegar a 1,5% sobre o teor de sólidos da tinta. Os estabalizantes a luz são usados aos pares, sendo constituídos de um absorvedor de UV, que absorve a radiação e um antioxidante para prevenir a propagação dos radicais livres formados na superfície. Os absorverdores de UV são à base de benzotriazóis ou triazinas e os antioxidantes são do tipo HALS (hindered amine). Exemplos de produtos comerciais: UVAs Tinuvim 328, 384, 900 e 928 HALS Tinuvim 111FD, 123, 144, e

18 f) Ceras São comumente usadas para modificar as características de atrito superficial ou obter um fosqueamento do aspecto, porém tem o seu uso limitado pelo fato de influenciarem negativamente a aderência sobre o substrato ou de qualquer camada que venha a ser aplicada posteriormente. Os principais tipos utilizados são sintéticos, compreendendo: Ceras de polietileno Ceras de polipropileno micronizadas Ceras a base de Teflon Parafina Exemplos Comerciais Cera A Lancowax Cera PA 130 BASF Langer Hoechst g) Secantes Os secantes do tipo octoato ou naftenato podem ser empregados sempre que a resina alquídica modificadora seja à base de óleos secativos, porém como esta resina não é o componente principal, não há evidências de que a secagem final do filme seja comprovadamente influenciado pelos secantes, que atuam apenas na reação oxidativa de formação de filmes, enquanto que o mecanismo principal na formação de filmes em lacas é por evaporação de solvente. h) Antipele A função de aditivos antipele do tipo cetoxima é evitar o oxidação da superfície da tinta dentro da embalagem quando em contato com oxigênio do ar. Este fenômeno ocorre apenas com resinas alquídicas derivadas de óleos secativos, porém como a porcentagem destas resinas em uma laca é pequena, e normalmente são resinas curtas em comprimento de óleo, o seu uso é desnecessário. 5 - SOLVENTES A solubilidade da nitrocelulose vai depender de: teor de nitrogênio da nitrocelulose viscosidade da nitrocelulose (grau de viscosidade) tipo de solvente usado temperatura processo de dissolução 18

19 A nitrocelulose é amplamente solúvel nos seguintes solventes ativos: ésteres cetonas glicoléteres ésteres de glicoléteres metanol (único álcool) Solventes Especiais: Tetrahidrofurano 2 Nitropropano n,n-dimetilformamida n-metil-2-pirrolidona Sendo insolúvel em álcoois, solventes aromáticos e alifáticos, porém são utilizados como solventes latentes ou diluentes em combinação com os solventes ativos. O poder de solvência é caracterizado por três valores númericos conhecidos como parâmetros de solubilidade: δp, δd e δh, que se estiverem situados dentro da esfera de solubilidade da nitrocelulose, serão considerados solventes verdadeiros. Encontra-se nos gráficos a seguir a localização de diferentes solventes na esfera de solubilidade da nitrocelulose tipo ES e AS. δh (J/cm 3 ) 1/2 AS = baixo teor de nitrogênio ES = alto teor de nitrogênio δp (J/cm 3 ) 1/2 δd (J/cm 3 ) 1/2 Projeção da esfera de solubilidade da nitrocelulose Greencell AS/ES Ecocell AS/ES 19

20 NC AS NC ES δh (J/cm 3 ) 1/2 δp (J/cm 3 ) 1/2 NC AS NC ES δh (J/cm 3 ) 1/2 δd (J/cm 3 ) 1/2 20

21 NC AS NC ES δp (J/cm 3 ) 1/2 δd (J/cm 3 ) 1/2 Tabela 1 Parâmetros de Solubilidade dos solventes Solventes Etanol Ciclohexanol Diacetona Alcool Acetato de etila Acetato de butila Isobutil acetato Amil acetato Etileno glicol metil eter Etileno glicol etil eter Etileno glicol butil eter Etileno glicol etil acetato Acetona Metil etil cetona Dimetilftalato (DMP) Dietilftalato (DEP) Dibutilftalato(DBP) Butil benzilftalato (BBP) Dioctilftalato (DOP) Parâmetro de Solubilidade δ D (j/cm 3 ) 1/2 δ P (j/cm 3 ) 1/2 δ H (j/cm 3 ) 1/2 15,7 17,4 15,7 15,7 15,7 15,1 15,3 16,2 16,2 15,9 15,9 15,5 15,9 18,5 17,5 17,7 18,9 16,6 8,8 4,1 8,2 5,3 3,7 3,7 3,3 9,2 9,2 7,0 4,7 10,4 9,0 10,8 9,57 8,57 11,3 6,98 19,4 13,5 10,8 7,2 6,3 6,3 6,9 16,4 14,3 10,6 10,6 7,0 5,1 4,9 4,49 4,08 3,10 3,10 21

22 A viscosidade de uma solução de nitrocelulose vai depender largamente da composição dos solventes utilizados. Mesmo utilizando apenas solventes ativos verdadeiros, haverá uma grande diferença conforme o solvente empregado. Viscosidades Relativas de Solução de Nitrocelulose ES 1/2 Seg com 12,2% de Sólidos SOLVENTE Acetona Metiletilcetona Metilisobutilcetona Acetato de Etila Acetato de Butila Etilenoglicolmonoetileter Diacetonaalcool VISCOSIDADE RELATIVA Os solventes para a nitrocelulose são classificados em: a) Solventes Ativos São os solventes verdadeiros em que a nitrocelulose é miscível em qualquer proporção fornecendo soluções límpidas e cujos parâmetros de solubilidade estão situados dentro da esfera de solubilidade da nitrocelulose. Podem ser subdivididos em 3 tipos dependendo do seu ponto de ebulição: Leves: ponto de ebulição < 100 ºC: são usados em grande quantidades, reduzindo a viscosidade de uma forma acentuada e promovendo secagem rápida. Exemplos: acetona / acetato de etila / metiletilcetona Médios: ponto de ebulição ( ºC ): são usados em quantidade moderada, favorecendo o alastramento e nivelamento do filme. Exemplos: acetato de butila / metilisobutilcetona / etilglicol/ Dowanol PM Lentos: ponto de ebulição acima 140 ºC: são usados em quantidades limitadas para promover alto brilho e aderência. Exemplos : diacetona álcool / acetato de etil glicol/ Dowanol PMA Super Lentos: (170 ºC ): são utilizados em ambientes muito úmidos para prevenir o blushing do filme. Exemplos: butilglicol / etilglicol 22

23 b) Cossolventes São solventes latentes que sozinhos não solubilizam a nitrocelulose, porém atuam em sinergia com solventes ativos, reduzindo a viscosidade da solução, abaixando o seu custo e auxiliando na solubilização do plastificante na nitrocelulose. Exemplos: etanol / isopropanol/ butanol / isobutanol c) Diluentes Não dissolvem a nitrocelulose, porém junto com solventes ativos ajudam a reduzir o custo da composição de solventes. Exemplos: toluol / xilol / naftas alifáticas Uma composição genérica de mistura de solventes para nitrocelulose, contém normalmente a seguinte relação: Quanto à Natureza do Solvente Quanto à Taxa de Evaporação do Solvente RÁPIDOS MÉDIOS LENTOS 25% 30% 45% Assim, uma dada composição poderá ser alterada por substituição de solventes desde que sejam guardadas aproximadamente as relações acima. 6 - PIGMENTOS ATIVOS LATENTES DILUENTES Ésteres / Cetonas/ Glicoléteres Álcoois Aromáticos 20% 20% 60% Os pigmentos são empregados com finalidades decorativas e funcionais e são selecionados de acordo com: cor dispersabilidade transparência poder de cobertura resistência à umidade resistência química resistência ao sangramento durabilidade Os pigmentos são mais inertes do que as resinas e tendem a fortalecer e proteger o filme, dando acabamentos mais duráveis, porém o seu uso crescente pode também tornar o filme mais quebradiço, dependendo do PVC da tinta. 23

24 Os pigmentos utilizados em acabamentos à base de nitrocelulose normalmente são os mesmos utilizados em tintas industriais, com a restrição de não poderem ser usados pigmentos de caráter básico ou alcalino, que podem reagir lentamente com a nitrocelulose levando à perda de estabilidade e desenvolvimento de gases. Pigmentos do tipo purpurina também não podem ser empregados devido a tendência ao bronzeamento. A utilização de uma mistura de solventes ricos em acetatos, cetonas e glicoiséteres limita o uso de pigmentos azo, pois pode ocorrer uma pequena solubilização do pigmento, provocando a sua migração para a superfície e consequente bronzeamento da cor ou sangramento em uma repintura. Em tintas gráficas aplicadas por rotogravura ou flexografia deve-se escolher pigmentos de baixa abrasividade, com cuidados especiais com pigmentos inorgânicos do tipo óxido de ferro, ou dióxido de titânio encapsulados com sílica, para prevenir a ocorrência de desgastes nas facas ou cilindros da impressora. Para uma melhor dispersão dos pigmentos, dá-se preferência pela moagem em resinas alquídicas de baixa viscosidade, sendo a nitrocelulose adicionada posteriormente às bases de moagem. Lacas industriais usam os mesmos pigmentos utilizados nos esmaltes, observando-se as restrições descritas acima. Lacas automotivas utilizam pigmentos de alta resistência a intemperismo, classificados nos seguintes pigmentos primários por grupos de cores: Amarelos Azo níquel Cromato de chumbo revestido Óxido de ferro Antrapirimidina Isoindolinona Flavantrona Vanadato de bismuto Laranjas Molibdato de chumbo revestido Antrantona Perinone Quinacridona Azuis Azul ferrocianina Ftalocianina de cobre Indantrona Verdes Ftalocianina de cobre Verde cromo 24

25 Vermelhos / Violetas / Marrons Quinacridona Thioindigo Perilene Dioxazina Isodibenzantrona Pirantrona Metal azo BON Metal azo BOM arilida Dourados / Marrons Óxido de ferro Quinacridona Preto Negro de fumo Branco Dióxido de titânio rutilo 7 - CARGAS Também conhecidos por extensores, são pós inorgânicos de baixo índice de refração, isto é, têm baixo poder de cobertura e afetam pouco a cor, sendo utilizados com finalidade funcional ou econômica, podendo influir nas seguintes propriedades: manter pigmentos em suspensão alterar a reologia da tinta promover a lixabilidade fosqueamento aumentar dureza redução de custo Os principais tipos de cargas são: CAULIM É caracterizado como Pigment White 19 (77005), também conhecido como China Clay e caracterizado pelo grande porcentual de partículas abaixo de 2 microns, sendo usado para aumentar a eficiência do dióxido de titânio. TALCO É caracterizado como Pigment White 26 ( 77718), sendo apresentado nas formas fibroso, lamelar ou massivo, podendo influenciar as seguintes propriedades: 25

26 estabilidade a sedimentação da tinta melhorar propriedades reológicas nivelamento - escorrimento - aplicação fosqueamento (forma cristalina) lixabilidade (forma lamelar e granular) resistência a água (forma lamelar) BARITA É caracterizado como Pigment White 22 ( 77210), apresentando grande inércia química, alta densidade e baixa absorção de óleo. Deve ser usado com cuidado, pois pode prejudicar a elasticidade do filme. O seu uso influencia as seguintes propriedades: nivelamento enchimento brilho dureza resistência a abrasão MICA É caracterizado como Pigment White 20 (77019), sendo encontrada na forma de biotita, vermiculita e muscovita, sendo esta última mais usada devido ao seu caráter lamelar, conferindo as seguintes propriedades para o filme: resistência à umidade selamento dos poros da madeira SÍLICAS São caracterizadas como Pigment White 27 ( 77811), estando disponível na forma natural ou sintética. A sílica natural é encontrada na forma amorfa, cristalina e diatomácea. A sílica amorfa é utilizada pelo seu preço e caráter inerte, melhorando: resistência à abrasão aderência As sílicas sintéticas são classificadas em precipitadas, pirogênicas e aerogéis. As sílicas pirogênicas são bastante empregadas para: melhorar tixotropia anti-sedimentante As sílicas aerogéis são utilizadas como agentes fosqueantes, com a vantagem de não afetar outras propriedades como resistências, flexibilidade e claridade do filme. 26