Fundamentos do Negro de Fumo e Sílica Pirogênica com foco na Aplicação de Tintas

Transcrição

1 Fundamentos do Negro de Fumo e Sílica Pirogênica com foco na Aplicação de Tintas Adriana Russi Criciúma 22 de Outubro de 2013

2 Agenda Cabot Corporation Negro de Fumo (Apresentação, Fabricação, Partícula/Estrutura, Química de Superfície, Seleção de Graus, Dispersão e Aplicação em Tintas) Emperor 1200 e 1600 Sílica Pirogênica Cab-O-Sil (Apresentação, Fabricação, Partícula/Estrutura, Química de Superfície, Seleção de Graus, Dispersão e Aplicação em Tintas)

3 Vídeo Institucional

4 Bem-vindos à Cabot Corporation Fundada em 1882 Empresa global de produtos de alta performance com foco em partícula finas e modificação de superfície 46 fábricas em 20 países 8 Centros de Pesquisa e Desenvolvimento funcionários Vendas em US$ 3,3 bilhões Quatro negócios principais: Negro de Fumo Óxidos Metálicos Pirogênicos (Silica Pirogênica) Tecnologias Avançadas Soluções de Purificação

5 Bem-vindos à Cabot Corporation Negro de Fumo Plásticos, Tintas, Tintas de Impressão, entre outras aplicações Óxidos Metálicos Pirogênicos (Sílica Pirogênica) Compósitos, Adesivos, Tintas, Silicones, Cosméticos, entre outras aplicações Tecnologias Avançadas Dispersões para Inkjet, Aerogel, Fluidos Especiais, Compostos Elastoméricos Soluções de Purificação Carvão Ativado

6 Negro de Fumo Fabricação, Propriedades e Características 99,5 % de carbono amorfo Diferentes níveis de tamanho de partículas, com estruturas variáveis. Pellet (Beads) Sólido em pó, podendo ser compactado, negro, obtido pela combustão incompleta de óleo aromático de petróleo Pó (Fluffy) Ar QUEIMADOR Ar + Gás CO2 + H2O +ENERGIA... Partícula Primária Agregado PFS Aglomerados Gás... + PFS REATOR Negro Fumo + H2O + CO + H2 + N2

7 Tamanho Partícula Negro de Fumo Partícula / Estrutura Estrutura 13nm Tamanho de Partícula 75nm (Absorção de Óleo) Escuro Tonalidade Cinza Baixa Alta Forte Poder Tintóreo Fraco Baixa Viscosidade Alta Marrom SubTom Azul Alta Quantidade na Formulação Baixa Grande Proteção UV Pequena Difícil Dispersão Fácil Difícil Dispersão Fácil Alto Brilho Baixo Alta Viscosidade Baixa Baixa Condutividade Elétrica Alta Alta Condutividade Elétrica Baixa Levemente Forte e Marrom Cor Levemente Fraco e Azul Grande (75nm) / Baixa Grande (75nm) / Alta A mais baixa viscosidade A mais alta quantidade na formulação A menor condutividade elétrica A mais fácil dispersão A cor mais fraca A mais difícil dispersão A cor mais forte A mais alta viscosidade A mais baixa quantidade na formulação A maior condutividade elétrica Pequeno (13nm) / Baixa Estrutura (Absorção de óleo) Pequeno (13nm) / Alta

8 Negro de Fumo Química de Superfície Através da Oxidação química, podemos aumentar os Grupos de Oxigênio quimicamente adsorvidos: Standard Oxidados Neutro (6-8) ph Ácido (2-3) 0,5-1,5% Voláteis 2,0-20,0% Vantagens da Oxidação química: Baixa Viscosidade Facilidade de dispersão Forte Coloração Alto Brilho Alta resistência à floculação Graus Cabot: Mogul L, Mogul E, Regal 400R, M1000/1300/1400 (pellet e pó)

9 Negro de Fumo Resumo (Morfologia / Tratamento) Tamanho de Partícula Estrutura Química de Superfície A combinação destas 3 propriedades determinam o negro de fumo correto para atender a necessidade de cada aplicação

10 Negro de Fumo Seleção de Graus Condutivo Alta Intensidade Media Intensidade Regular Intensidade Baixa Intensidade Tamanho Partícula Estrutura - Absorção Óleo Poder Tintóreo (nm) (cc/100g) ASTM BP Vulcan PA Vulcan XC72R / XC / Monarch/BP / Monarch/BP / Monarch/BP / Monarch/BP / Monarch/BP / Monarch/BP / Monarch/BP / Monarch/BP / Vulcan 9A Elftex TP Mogul/BP L / BP Regal 660/ 660R / Monarch/BP / Monarch/BP / Regal 400/ 400R / Regal 330 / 330R / Regal 300R Monarch/BP / Monarch/BP / Monarch 430/BP / Regal 350 / 350R / Regal 250R / Monarch 280/BP / BP Monarch 120/BP /

11 Dispersão do Negro de Fumo Fatores que afetam a dispersão Morfologia do Negro de Fumo Tamanho de Partícula Estrutura Química de Superfície Forma Física Pó (Fluffy) Pellets Contaminação

12 Negro de Fumo Efeito dos meios de dispersão

13 Negro de Fumo para Tintas Alto Desempenho (High Color Black) EMPEROR 1800 e 2000 (Água) EMPEROR 1600 e 1200 (Solvente) MONARCH 1500 MONARCH 1400 MONARCH 1300 MONARCH 1000 Regular Color BP/MONARCH 580 BP/MONARCH 570 BP/MONARCH 490 BP/MONARCH 480 BP/MONARCH 460 BP/MONARCH 430 Medium Color BP/MONARCH 900 BP/MONARCH 800 BP/MONARCH 700 REGAL 660R Aplicações Gerais BP/MONARCH 280 BP/MONARCH 160 BP/MONARCH 120 Graus Especiais MOGUL L REGAL 400 / 400R MOGUL E Pigmentação Proteção UV Opacidade Poder de Cobertura

14 EMPEROR 1600 e 1200 Novos Pigmentos de Alto Desempenho para Tintas Base Solvente

15 High Color Blacks (EMPEROR 1200 e 1600) Tintas (Base Solvente) Novos Produtos Performance Produto 1 Emperor 1600 A mais alta performance de cor Excelente dispersabilidade e poder de cobertura Proporciona alta concentração de negro de fumo na base de moagem Menor concentração de dispersantes Fácil manuseio, alta densidade Alto Performance De Cor (Mc value) Competitor A Monarch 1300 Emperor 1600 Emperor Emperor 1200 Excelente performance de cor A melhor dispersabilidade e poder de cobertura Proporciona alta concentração de negro de fumo na base de moagem Menor concentração de dispersantes Fácil manuseio, alta densidade Baixo Mais Difícil Competitor B Facilidade de Uso (Dispersão) Menos Difícil

16 High Color Blacks (EMPEROR 1200 e 1600) Performance de Cor Melhor Performance de Cor 1 passe 2 passes 3 passes 1 passe 1 passe Baixa Viscosidade na Base de Moagem Monarch 1300 Raven Competitor 5000 A FW200 Competitor B 15% CB loading Comp. A Baixos Valores de L e b Comp. B Emperor 1600 Emperor 1200 Comp. A Comp. B Performance em Acrilico/Poliester Poder de Cobertura > 0.98 depois de apenas 1 passe em Eiger mill B-value = 0 Comp. A Comp. B Excelente performance de cor comparado com produtos da concorrência: +12 pontos Mc Value pontos L-value pontos b-value Performance de Cor Condições dos Testes: 1 passe em eiger mill à 2,500 RPM com 2mm silicato de zirconia. Todos os dados sob a condição de poder de cobertura > 0.98 Baixa viscosidade proporciona aumento da concentração de negro de fumo nas bases de moagem

17 Performance de Cor é obtida com menor concentração de dispersantes em um típico processo com moinho horizontal Poliéster CAB Acrílico Poliéster Alquídico Concentração Dispersantes Concentração Dispersantes Concentração Dispersantes

18 Performance de Cor é obtida com menor tempo de dispersão em um típico processo com moinho horizontal Poliéster CAB Acrílico Poliéster Alquídico Tempo Dispersão Tempo Dispersão Tempo Dispersão Minutes Minutes Minutes

19 High Color Blacks (EMPEROR 1200 e 1600) Facilidade de Uso Processo Típico de Fabricação Redução de Uso de Dispersantes Redução de Uso de Dispersantes em 50% Baixa Formação de Pó Emperor 1200 e 1600 tem 3x a densidade dos produtos da concorrência, reduzindo a contaminação de pó no processo dos clientes Redução do Tempo de Umectação Umectação do Emperor 1200 e 1600 são comparáveis ao Competidor B e muito mais rápida que o Competitor A Pre-Mix Redução do Tempo de Dispersão Emperor 1200 e 1600 dispersão tão rápido quanto o Competidor B e mais rápido que o Competidor A (ganhos de produtividade) Aumento relação Pigmento/Binder Mill Finish Millbas e To Letdown & Spray Out Emperor 1200 e 1600 proporcionam uma relação mais alta de pigmento/binder sob viscosidade constante (menor necessidade de uso de resina de moagem)

20 Formulação Acrílico Poliéster

21 Formulação Poliéster CAB

22 Formulação Alquídico

23 Vídeo Emperor 1200 e 1600

24 Maiores Informações

25 Sílicas Pirogênicas Cab-O-Sil com foco em Tintas

26 Sílica Pirogênica Fabricação, Propriedades e Características

27 Graus e Química de Superfície H idrofílica (N ão Tratada) L-90 90m2/g LM m2/g LM m2/g M m2/g H-5 300m2/g E H-5 380m2/g H id r o fo b ic a (T r a ta d a ) T S m 2 /g T S m 2 /g T S m 2 /g Si Siloxane O Si Química de Superfície Isolated Adjacent Hydroxyls Hydroxyl (hydrogen bonded) H H H H O Si O O O Si Si Si Si Si Fumed silica surface Fumed silica surface has isolated hydroxyl groups this surface chemistry allows hydrogen bonding between silica particles and building of a three-dimensional network Si O O H Si Si O Adjacent Hydroxyls (hydrogen bonded) H H H Si O Si O Precipitated silica surface 100 m2/g < > 380 m2/g < melhor umectabilidade < melhor dispersão Si mais tixotropía > mais hidrofobicidade > mais reforço > mais transparência >

28 Graus Tratados Hidrofóbicos TS-530 Hexametil-disilazano TS-610 Dimetil-diclorosilano TS-720 Polidimetill-siloxano

29 Cab-O-Sil - Líquidos Anti Sedimentante Tixotropia Espessamento Anti Sag

30 Cab-O-Sil - Dispersão

31 Aplicação em Tintas - Líquidas Controle Reológico 1. Tixotropia/Espessamento 2. Anti Escorrimento 3. Flow/Nivelamento 4. Hold Out Anti Sedimentante Tinta Anti Corrosiva c/ Sedimentação Tinta Anti Corrosiva s/ Sedimentação

32 Aplicação em Tintas - Líquidas I. Sistemas Apolares ou Mediamente Polares Exemplos: Resinas Poliester, Acrílicas, Alquídicas Graus Recomendados: Hidrofílicos (Cab-O-Sil M-5, H-5 ou EH-5) II. Sistemas Polares Exemplos: Resinas Epóxi, Poliuretanas, Éster Vinílicas (Epóxi + Ác. Insaturados) Graus Recomendados: Hidrofóbicos (Cab-O-Sil TS-720, TS-610 ou TS-530) Cab-O-Sil TS-720 Tintas Anti Corrosivas (Hidrofóbico) Anti Sedimentação Anti Escorrimento ao longo do tempo Baixo Teor Umidade (< 0.2%) Cab-O-Sil TS-610 Grau que fornece o menor aumento de viscosidade a uma tinta, proporcionando boas características de nivelamento Tinta Alto Sólidos (High Solids) Tintas Anti Corrosivas (Hidrofóbico) Anti Sedimentação/Anti Escorrimento

33 Cab-O-Sil - Pós Agente de Fluidez Pó Coesivo não tratado Forças Estruturais > Gravidade Pó tratado(fluidizado) Ruptura das Forças Estruturais Redução das Forças Cohesivas e Fricção Eletrostáticas Van der Waals Liquid bridging Fricção partícula com partícula

34 Aplicação em Tintas Tintas em Pó Pós Fluidez Anti Aglomerante Fluidização

35 Aplicação em Tintas Tintas em Pó PRODUTO SpectrAl 100 (Alumínio Pirogênico) Cab-O-Sil M-5 (Silica Pirogênica) Cab-O-Sil TS-610 (Silica Pirogênica) Cab-O-Sil CT-1111G (Silica Pirogênica) PROPRIEDADES DO PRODUTO Carga Eletrostática Positiva Negativa Negativa Negativa Modificação Superfície Não Hidrofílica Não Hidrofílica Sim Hidrofóbica Sim Hidrofóbica Fluidez Fluidização Anti Grumos BENEFÍCIOS NAS TINTAS EM PÓ Estabilidade à Humidade Recomendado para Tribocharge Corona Bom Bom Bom Sim Sim Pós Moagem ou Pós-Pulverização Bom Bom Suficiente Não Sim Moagem Bom Bom Excelente Não Sim Moagem Excelente Excelente Excelente Não Sim Ponto de Adição Recomendado Pós Moagem ou Pós-Pulverização

36 Muito Obrigada! Maiores Informações Adriana Russi Gerente de Marketing e Serviços Técnicos Tel - (11) / Cel - (11) adriana.russi@cabotcorp.com