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INSPETORDE
PINTURAINDUSTRIALNVEL 1
MDULOII
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INDICE
MDULO II pintura industrial.......................................................................................71. ORIGEM DA PINTURA..........................................................................................72. INTRODUO A PINTURA INDUSTRIAL..........................................................8
2.1. Importncia da Pintura Industrial.......................................................................82.2. Conceitos Bsicos/ Terminologia.......................................................................92.3. Esquemas de Pintura...........................................................................................9
3. CONSTITUINTES DE UMA TINTA COMPOSIO DAS TINTAS DAPINTURA DE MANUTENO................................................................................14
3.1. Veculos............................................................................................................163.2. Pigmento...........................................................................................................193.3. Aditivos............................................................................................................28
4. MECANISMOS DE PROTEO ANTICORROSIVA DAS TINTAS................314.1. Proteo por Barreira ou Resistncia Migrao Inica..................................314.2. Proteo por Passivao Andica.....................................................................334.3. Proteo Catdica.............................................................................................34
5. PROPRIEDADE FUNDAMENTAL DA PELCULA...........................................365.1. Ligaes Qumicas...........................................................................................365.2. Ligaes Polares...............................................................................................385.3. Aderncia Mecnica.........................................................................................405.4. Importncia da Preparao da Superfcie.........................................................41
5.5. Outras Propriedades..........................................................................................475.6. Causas das Falhas.............................................................................................476. PRINCIPAIS VECULOS FIXOS E MECANISMOS DE FORMAO DAPELCULA..................................................................................................................49
6.1. Resinas que Secam por Evaporao de Solventes ou por Deposio...............516.2. Polimerizao Trmica.....................................................................................576.3. Polimerizao a Temperatura Ambiente..........................................................586.4. Hidrlise...........................................................................................................596.5. Resinas que secam por coalescncia................................................................606.6. Solventes e Diluentes........................................................................................626.7. Resumo dos Principais Mecanismos de Formao da Pelcula........................63
7. PIGMENTOS..........................................................................................................647.1. Classificao.....................................................................................................647.2. Principais Pigmentos........................................................................................65
8. Cargas e Extensores.................................................................................................749. Resumo de Pigmentos.............................................................................................7410. PRINCIPAIS TINTAS, FAMILIARIZAO E INTERPRETAO DAS
NORMAS....................................................................................................................7510.1. Objetivos.........................................................................................................7610.2. Normas a Consultar........................................................................................7810.3. Condies Gerais............................................................................................7910.4. Condies Especficas....................................................................................80
10.5. Inspeo..........................................................................................................85ABRACO, Associao Brasileira de Corroso
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10.6. Aceitao e Rejeio......................................................................................85
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LISTADE FIGURAS
Figura 1 Pintura Mural, em vermelho ocre, foi h cerca de 50.000 anos encontrada... .. .7na caverna de Font de Gamme, representando um rinoceronte.........................................7Figura 2 Esquema de Pintura Completo..........................................................................11Figura 3 Composio das tintas.......................................................................................14Figura 4 Composio entre verniz e tinta........................................................................15Figura 5 Tinta sem resina................................................................................................19Figura 6 Pelcula de tinta seca (resina + pigmento).........................................................19Figura 7 Influncia do teor de pigmento.........................................................................27Figura 8 Grfico da influencia do teor de pigmento........................................................28Figura 9 Mecanismo de proteo anticorrosiva por barreira...........................................32Figura 10 Princpio de funcionando do mecanismo de passivao andica....................33Figura 11 Princpio bsico de atuao eletroqumica do zinco no mecanismo de proteocatdica (Tinta rica em zinco com falha no revestimento e clula eletroqumicaequivalente para ilustrar o mecanismo de proteo)........................................................35Figura 12 Ilustrao esquemtica da secagem e formao da pelcula pelo mecanismode coalescncia................................................................................................................35Figura 13 Adeso qumica...............................................................................................37Figura 14 Adeso qumica por reao de condensao...................................................37Figura 15 Valncia polar ou secundria..........................................................................40Figura 16 Falha coesiva...................................................................................................45
Figura 17 Esquema do filme com grupos polares aderidos ao metal..............................47Figura 18 Falha adesiva ..................................................................................................49Figura 19 Principais componentes das tintas e vernizes..................................................50Figura 20 Ilustrao da formao da pelcula pelo mecanismo de evaporao desolventes..........................................................................................................................52Figura 21 Interao entre demos de tintas no mecanismo de evaporao de solventes 52Figura 22 Frmula estrutural do poliacrilato e do polimetacrilato..................................54Figura 23 Ilustrao do mecanismo de formao da pelcula por oxidao....................56Figura 24 Resina de silicone...........................................................................................57Figura 25 Partculas lamelares de alumnio.....................................................................66Figura 26 Aspecto tpico de um revestimento com pigmentos lamelares......................67
Figura 27 Aspecto de um revestimento com pigmento no lamelares............................68Figura 28 Aspecto das partculas do xido de ferro micceo (100x)..............................70Figura 29 Proteo do ferro conferida pelas tintas ricas em zinco em caso de falhas norevestimento.....................................................................................................................72Figura 30 Clula eletroqumica para demonstrar o mecanismo da proteo catdicaconferida pelo zinco ao ferro...........................................................................................72
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LISTADE TABELAS
Tabela 1 Classificao das tintas quanto ordem de aplicao no esquema de pintura.........................................................................................................................................12Tabela 2 Compatibilidade entre tintas..........................................................................13Tabela 3 Componentes de uma tinta.............................................................................15Tabela 4 Pigmentos coloridos utilizados nas tintas......................................................20Tabela 2.5 Relao entre o tipo de veculo fixo da tinta e o seu nome...........................51Tabela 6 Frmula estrutural do acetato e cloreto de vinila..............................................53Tabela 7 Principais mecanismos de formao da pelcula..............................................63Tabela 8 Principais caractersticas dos pigmentos..........................................................75Tabela 9 Requisitos quantitativos de uma tinta...............................................................82Tabela 10 Requisitos referentes s caractersticas de pelcula seca da tinta N-1342(Referncia PETROBRAS).............................................................................................83
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APRESENTAO
Dentre as medidas existentes para a preveno da corroso, sem nenhuma dvida, a
aplicao de revestimento para recobrimento das estruturas, isolando a estrutura do meio
corrosivo, a tcnica de maior aplicao prtica. Dentro dos diferentes tipos de revestimentos,
a pintura industrial dos equipamentos e instalaes se torna a mais importante, principalmente
no que diz respeito aos seus custos, tanto de produto como de aplicao.
Com isso, a pintura industrial e sua manuteno possuem um grande destaque no
investimento necessrio construo das unidades industriais, garantia de sua integridadeestrutural e continuidade operacional. Assim, a atividade de inspeo de pintura se torna
fundamental para o controle do processo e do produto final. Os inspetores ajudam a subsidiar
todo o processo de qualidade das fabricaes, evitando que haja um comprometimento srio
na confiabilidade do processo.
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MDULO II PINTURA INDUSTRIAL
1. ORIGEMDA PINTURA
Encontradas em gravuras que data anteriormente ao perodo Plistoceno, cerca de
100.000 anos atrs, pinturas feitas com pigmentos naturais (argila) tipo vermelho ocre.
As paredes da Caverna de DWELLERS (NE da Frana / Espanha) so decoradas com
pinturas feitas com negro de fumo alm das argilas mencionadas.
Os antigos egpcios descobriram a preparao de pigmentos sintticos no af de imitar
pedras preciosas.
Os alquimistas Paracelso e Agrcola abriram, no sculo XVI, novo captulo da Qumica
com seus mtodos experimentais e sintetizaram o amarelo Npoles (antimoniato de chumbo) e
um vidro azul que denominaram esmalte que modo originou o Azul de Cobalto, ambos
usados na pintura artstica.
Como ligantes eram empregadas diversas substncias naturais como, clara de ovo,
leos vegetais, resinas, naturais tais como breu, betume, etc.
Atualmente, a moderna qumica sintetiza a maioria dos constituintes das tintas-
pigmentos, resinas, solventes, entre outros, porm ainda so empregados materiais orgnicos
e inorgnicos-beneficiados.
Figura 1Pintura Mural, em vermelho ocre, foi h cerca de 50.000 anos encontrada
na caverna de Font de Gamme, representando um rinoceronte.
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2. INTRODUOA PINTURAINDUSTRIAL
2.1. Importnciada PinturaIndustrial
A seguir so citadas algumas justificativas que demonstram e comprovam porque a
Pintura Industrial o meio de controle da corroso mais empregado intensa e extensivamente:
Facilidades de aplicao e manuteno.
Relao custo x benefcio muito atraente.
Caracterstica singular: a Pintura Industrial o nico meio de controle da corroso que
proporciona simultaneamente o controle esttico e de sinalizao.
Eficincia no controle do tipo mais pernicioso extenso e complexo que a corroso
eletroqumica em todo seu espectro, isto : atmosfrica, solo, guas, microbiolgica,
galvnica, etc.
Vale lembrar que, esta eficincia da pintura Industrial polivalente, pois incorpora os
trs mecanismos fundamentais de controle de corroso que so: barreira fsica, inibio ou
apassivao andica e proteo catdica.
De fato, com as modernas tintas da Pintura Industrial consegue-se:
Do ponto de vista comportamental uma apresentao visual agradvel, ambiente
psicodinamicamente motivador.
Auxlio na Segurana Industrial, rpido identificao de fluidos, sinalizao,
demarcao, tintas antiderrapantes;
Impermeabilidade contra infiltrao dgua e outros lquidos;
Reduo do atrito pela diminuio da rugosidade superficial de embarcaes;
Controle bio-sanitrio via vernizes para o interior de latas de conservas, tintas anti-
mofo, tintas antiincrustantes;
Reflexorizao luminosa, com tintas refletivas com micro esferas de vidro;
Reduo das perdas por evaporao dos lquidos muitos volteis como lcool,
gasolina, etc atravs de cores claras refletivas;
Auxiliar na captao de energia solar, via tintas com cor e brilho especiais;
Isolamento eltrico, com vernizes isolantes para fios, etc;
Reduo da acstica via tinta anti-ruido muito empregada na indstria automobilista;ABRACO, Associao Brasileira de Corroso
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Tintas Especiais, como tintas descontaminveis para indstria nuclear, tintas
luminescentes, tintas indicadoras de temperatura, etc.
NOTA
i. O emprego da verba dotada adequadamente pintura resulta, sobretudo, na
valorizao de revenda de bens, sejam equipamentos, instalaes, imveis, entre
outros, significando o retorno vantajoso das despesas de custeio com a manuteno da
pintura.
2.2. ConceitosBsicos/Terminologia
TINTA toda a composio pigmentada, geralmente liquida - pastosa que ao secar,
forma um filme duro, aderente e colorido.
PINTURA a hbil tcnica de se aplicar tintas; chama-se tambm de Pintura tinta j
aplicada.
ESQUEMA DE TINTAS OU DE PINTURA refere-se simplesmente ao conjunto de tintas
especficas para um determinado fim, por exemplo, primer x e acabamento y.
SISTEMA DE PINTURA OU ESPECIFICAODE PINTURAmenciona alm do conjunto de
tintas, maior detalhamento, por exemplo: preparo de superfcie, mtodo de aplicao,
diluio bem como parmetros tipo secagem, intervalos de repintura, rendimento, etc.
2.3. Esquemasde Pintura
As tintas de manuteno so formuladas para permitirem que as estruturas e
equipamentos permaneam por grandes perodos sem corroso, e periodicamente sofram uma
manuteno, que pode ser desde um simples retoque at substituio de toda tinta velha por
outra nova. As pinturas podem ter um desempenho que, em condies favorveis, chega a
uma vida til de 20 anos ou mais. Em condies adversas, a mesma pintura poderia durar
cerca de 1 ou 2 anos. Tudo vai depender do meio ambiente e do esquema de pintura
empregado. Em certas condies, a tinta poder no ser a soluo adequada, devendo-se usar
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alternativas como materiais inorgnicos (esmaltao a fogo) ou orgnicos (ebonite, polister
reforado com fibra de vidro; poli-(cloreto de vinila) ou nylon) e revestimentos metlicos (zincos,
cobre ou alumnio).
Para se resolver o problema de corroso de um determinado equipamento, todas as
alternativas devem ser considerados no estudo.
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As tintas de manuteno industrial podem ser classificadas em:
Tintas de fundo;
Tintas intermedirias e;
Tintas de acabamento;
Na figura 2 apresentado um esquema de pintura completo, com as tintas
mencionadas sem distino do nmero de demo de cada camada.
Figura 2Esquema de Pintura Completo
a) TINTASDE FUNDOOU PRIMERS
So tintas com finalidade de promoverem aderncia do esquema ao substrato ou com
pigmentos que possuem propriedades anticorrosivas. So elas que devem ter contato direto
com a superfcie metlica aplicadas em fartas demos. Por isso, devem apresentar perfeita
aderncia ao substrato. Estas tintas no so idealizadas para resistirem sozinhas ao meio
ambiente, elas devem fazer parte de um esquema de pintura completo contendo tinta de
acabamento.
Geralmente, os primers so formulados com alto PVC e, por isso, so semibrilhantes
ou foscos. No confundir o PVC acima descrito com PVC plstico que poli-(cloreto de vinila).
Uma tinta de fundo brilhante, dependendo da natureza qumica da resina, poder trazer
problemas de aderncia de demo subseqente, dada sua superfcie muito lisa.
b) TINTASINTERMEDIRIAS
So chamadas tambm de undercoating e tie coat. Estas tintas no possuem as
mesmas propriedades das tintas de fundo anticorrosiva, mas auxiliam na barreira, dandoABRACO, Associao Brasileira de Corroso
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espessura ao sistema de pintura. So tintas mais baratas que as de fundo e acabamento e
servem como enchimento, para se aumentar a barreira.
No caso das tintas de fundo de etil silicato de zinco, o tie coat melhora a aderncia do
acabamento sobre o fundo rico em zinco e evita a formao de bolhas.
c) TINTASDE ACABAMENTO
Estas tintas so aplicadas por ltimo, e tm a funo de proteger o sistema contra o
meio ambiente e dar a cor desejada. Elas devem ser resistentes ao intemperismo, a qumicos e
ter cores estveis, pois so de grande importncia na identificao de equipamento e do
contedo de tanques e tubulaes, alm da finalidade esttica.
Geralmente, tintas que ficam expostas ao intemperismo devem ser brilhantes e ter boa
resistncia perda de cor e brilho.
Muitas vezes a tinta de acabamento aplicada diretamente sobre a tinta de fundo sem
necessidade da tinta intermediria.
A aplicao das tintas deve obedecer a um esquema previamente estudado. O
esquema planejado em funo do meio ambiente, da importncia do equipamento e da
disponibilidade de verbas para a proteo.
O esquema completo abrange: preparo da superfcie, tipo de tinta de fundo e de
acabamento, nmero de demos, espessura por demo e mtodo de aplicao.
Na tabela 1 apresentamos a classificao das tintas quanto ordem de aplicao no
esquema de pintura.
Tabela 1 Classificao das tintas quanto ordem de aplicao no esquema de pintura
ORDEM DENOMINAO FUNOESPESSURA
SECAFAIXAEMm
1
TINTASDE FUNDO:
Temporrias (Shopprimer /holdprimer)
Condicionadora de aderncia(wash-primer e primer epxi-isocianato)
Primria (primer, base ouimprimao)
- Proteger temporariamente opreparo de superfcie do ao;Otimizar as operaes depintura.
- Promover aderncia sobre ,metais no ferrosos.
- Promover proteoanticorrosiva. Podem seraplicados sobre shopprimers,
condicionadores e seladoras.
15 - 20
10 - 15
25 - 120
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INTERMEDIRIAS:Intermediria (undercoat)
Uniformizador (surfacer)
Selador (tie-coat)
- Espessar a barreiraanticorrosiva, tipo AE e/ouHB.
- Espessar a barreira com finsde melhor acabamentoesttico na repinturaautomotiva.
- Pode ser aplicado como 1demo sobre superfciesporosas como madeira e/ouconcreto ou sobre primer dezinco.
50 130
30 50
10 - 20
3
APARELHOS:
MassasMastiquesVedantes
- Nivelar irregularidades taiscomo tapar buracos, massas,frestas, fendas, etc.
- Podem ser tambmaplicados sobre o primer,porm no sobre o substratocomo 1 demo.
30 150
20 - 30
4
ACABAMENTOS:
Esmalte (Finish)
Verniz
- Demo esttica colorida eprotetora de todo o Sistema.
- Acabamentos transparentequando se quer o substratoaparente.
30 150
20 - 30
5
COMPLEMENTOS:Pastas ou ceras de Polir (Polish) - Restauradoras do brilho
original do acabamentosendo aplicadas por frico.
Aplicados emcamada finade 0,5mm eremovidos porfrico.
d) COMPATIBILIDADEENTRETINTAS
Tabela 2 Compatibilidade entre tintas
FUNDO/ INTERMEDIRIA
Alqudica Borr. Clorada Epxi "Coal tar epxi"
ACABAM
Alqudica C C C* NR
BorrachaClorada NR C C* NRABRACO, Associao Brasileira de Corroso
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ENTO Acrlica NR C** C* NR
Epxi NR NR C NRPoliuretano NR NR C NRCoal tar epxi NR NR C C
Legenda:
C: Compatvel
NR: No Recomendado
C*: com intervalo entre demos adequado
C**: No prtica normal
3. CONSTITUINTES DE UMA TINTA COMPOSIO DAS TINTAS DAPINTURADE MANUTENO
Neste curso, no temos o objetivo de transformar nossos alunos em qumicos
formuladores de tintas; no entanto, so necessrios explicaes para melhor compreenso do
tema.
Na composio de uma tinta, as diversas matrias-primas devem ser combinadas, de
maneira a formar uma suspenso homognea de minsculas partculas slidas (pigmento),
dispersas em um lquido (veculo), em presena ou no de componentes em menores
propores chamados aditivos.
Aps a aplicao em fina camada sobre uma superfcie, a tinta forma um filme que sesolidifica por mecanismos de secagem ou cura, tornando-se uma pelcula contnua e aderente
a essa superfcie.
O veculo voltil (solvente) deve ter poder de solvncia sobre o veculo no voltil
(resina) e ser perfeitamente compatvel com ele. A figura 3 abaixo apenas esquemtica, pois
solvente e resina formam uma fase nica.
Figura 3Composio das tintasABRACO, Associao Brasileira de Corroso
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O veculo no voltil (resina) o ligante ou aglomerante das partculas do pigmento.
Fazem parte tambm do ligante as resinas contidas nos Agentes de Cura e/ou Endurecedores,
chamados, s vezes, mas erroneamente de Catalisadores, nas tintas de dois componentes.
O pigmento o componente que confere cor, opacidade ou ao anticorrosiva s
tintas.
No se deve confundir pigmento com corante, pois o primeiro insolvel e o segundo
solvel no veiculo. Com o uso de corantes obtm-se vernizes coloridos (Figura 4).
Figura 4Composio entre verniz e tinta
Algumas vezes o corante utilizado em conjunto com pigmentos, para dar certa
tonalidade s tintas, principalmente nas automobilsticas metlicas.
possvel separar pigmentos de uma tinta por centrifugao ou filtrao; j os corantes
no, em virtude destes serem solveis no veiculo.
O pigmento colorido dever ter, tambm, opacidade suficiente para que o fino filme de
tinta tenha poder de cobertura, isto , impossibilite a visualizao da cor da superfcie onde
est sendo aplicado. Os pigmentos anticorrosivos usados em tintas de fundo devem ter
capacidade de inibir a corroso de metais,
Os aditivos no so essenciais, porm o seu uso melhora significativamente
determinadas caractersticas das tintas.
Cada componente das tintas ser abordado a seguir.
Tabela 3 Componentes de uma tinta
Veiculo Voltil (solvente)ABRACO, Associao Brasileira de Corroso
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No voltil (resina)
Pigmento Inerte (carga)
Ativo
ColoridoMetlicoAnticorrosivoOutros
Aditivos SecantePlastificanteAntimofoAntisedimentanteNivelanteDispersanteAntiespumante
Outros
3.1. Veculos
a) VECULOVOLTIL(SOLVENTE)
O solvente importante para a aplicao das tintas. Como exemplo, supe-se uma
tinta produzida apenas com resina e pigmento:
A resina e o pigmento, ambos em p, so misturados. Desta maneira, o produto no
poderia ser aplicado pelos mtodos convencionais por ser uma mistura de ps;
A resina um liquido muito viscoso e misturada ao pigmento formaria uma pasta,
aplicvel a obteno da viscosidade adequada a aplicao das tintas.
Chama-se convencionalmente de solvente, o veiculo voltil utilizado na fabricao da
tinta, e de diluente. O diluente tambm chamado de thinner, palavra inglesa que significa
afinador, e se refere diminuio da viscosidade.Normalmente, a tinta fornecida numa viscosidade adequada para aplicao a pincel e
rolo. Para a aplicao a resolver, geralmente necessria a adio do diluente.
A baixa viscosidade facilita a sedimentao rpida dos pigmentos com formao de
uma camada endurecida e compacta no fundo dos recipientes. Por isso, conveniente que a
tinta seja fornecida mais viscosa e diluda no momento da aplicao. Neste caso, o diluente
dever ser compatvel com o solvente e com a resina utilizada na fabricao da tinta.
Diversas propriedades das tintas so afetadas pela qualidade e quantidade de um
determinado solvente, como brilho, tempo de secagem, etc.ABRACO, Associao Brasileira de Corroso
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Os principais solventes utilizados em tintas so os seguintes:
Inorgnicos: gua usada em tintas de emulso (ltex) e de silicato inorgnico (tinta de
fundo anticorrosiva rica em zinco).
Orgnicos: So hidrocarbonetos. Dentre estes podemos destacar:
a. alifticos nafta: com curva de destilao entre 120 e 140o C;
b. aguarrs mineral: com curva de destilao entre 150 e 200o C;
c. aromticos toluol: com curva de destilao entre 107 e 112o C;
d. xilol: com curva de destilao entre 135 e 140o C.
Terpnicos: So eles:
a. aguarrs vegetal (essncia de terebintina);
b. esteres :acetato de etila, acetato de butila, de isopropila, acetato de etilglicol
(acetato de cellosolve) etc;
c. lcoois: lcool etlico, lcool butilico, lcool isopropilico, etc;
d. cetonas: acetona, metil-etil-cetona, metil-isobutil-cetona, ciclo-hexanona, etc;
e. glicois-eteres: etilglicol (cellosolve), etildiglicol (carbitol), etc.
Geralmente, em uma tinta usada uma composio de vrios solventes. Esses
solventes so utilizados de maneira que os mais volteis (ou mais leves) deixem a pelcula de
tinta rapidamente aps a aplicao, e no permitam que a tinta escorra em superfcies
verticais. Os solventes mais pesados permanecem por um tempo mais longo na pelcula,
possibilitando o nivelamento de marcas de pincel ou desaparecimento de bolhas e crateras
formadas durante a aplicao.
O diluente da laca nitrocelulose geralmente composto por lcool butilizo ou
isoproplico, acetatos de etila e butila, acetuna, xilol e outros.
O benzol (benzeno) tem uso proibido em tintas, por seu elevado grau de toxidez,
provocando leucemia. No deve ser confundido com benzina, uma mistura de naftas leves,
geralmente alifticas. Os solventes clorados, como tricloroetileno, tambm so proibidos em
tintas por serem txicos.
A seleo dos solventes, que compem a mistura, dever ser criteriosa, caso contrrio,
podero ocorrer defeitos na pintura. Por exemplo, uma mistura de dois solventes:
SolventeA: leve (pontode ebuliomais baixo)
SolventeB: pesado(pontode ebuliomais alto)
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A resina a ser utilizada solvel no solvente A e insolvel no solvente B. O solvente A
evaporar mais rapidamente e deixar na pelcula somente o solvente B, que no tem poder de
solvncia sobre a resina e, por isso, precipitar e formar cogulos ocasionando defeitos na
pintura. O formulador dever, portanto, conhecer as faixas de destilao dos solventes que ir
utilizar na tinta e seu poder de solvncia. Solventes muitos leves ocasionam defeitos como
casca de laranja e solventes pesados escorrimentos de tintas e aumentam o tempo de
secagem das mesmas.
b) VECULONO-VOLTIL(RESINA)
Para avaliar a funo e a importncia deste componente, necessrio imaginar uma
tinta sem resina. A aplicao seria feita normalmente porm, com a evaporao do solvente, as
partculas dos pigmentos ficariam soltas sobre a superfcie e seriam removidas facilmente,
como se fossem p de giz (Figura 5).
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Figura 5Tinta sem resina
Pode-se verificar como a resina importante na tinta, pois ela tem a funo de envolver
as partculas de pigmento e mant-las unidas entre si e ao substrato (substrato a base da
pintura que pode ser ao, madeira, vidro, concreto, alumnio, etc.). A resina proporciona
impermeabilidade, continuidade e flexibilidade tinta, alm da aderncia entre esta e o
substrato (Figura 6).
Figura 6Pelcula de tinta seca (resina + pigmento)
3.2. Pigmento
Os pigmentos so pequenas partculas de, em mdia, 5 m de dimetro. Em
suspenso na tinta liquida (veculo), so aglomeradas pela resina aps a secagem, formando
uma camada uniforme sobre o substrato. Os pigmentos podem ser classificados em inertes e
ativos.
a) PIGMENTOSINERTES
Os pigmentos inertes tm baixo poder de cobertura e praticamente no interferem nas
tonalidades das tintas por no possurem cor.
O emprego de pigmentos inertes se faz por duas razes: a primeira tcnica. Nas
composies de alta pigmentao (como as massas, as tintas de alta espessura HB highABRACO, Associao Brasileira de Corroso
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build e as tintas foscas), o pigmento inerte entra melhorando as caractersticas das tintas, sem
interferir de modo significativo na cor. A segunda por questo de economia, ou seja, ele
usado como enchimento, substituindo parcialmente o pigmento ativo. O custo da tinta poder,
assim, ser diminudo sem perda da qualidade.
Podem-se citar como pigmentos inertes os seguintes: carbonetos, silicatos, slicas,
sulfatos, etc.
b) PIGMENTOSATIVOS
Estes pigmentos recebem esta designao por terem uma funo bem definida dentro
da tinta. Assim, tm-se os pigmentos coloridos, anticorrosivos, especiais, etc.
B.1. PIGMENTOSCOLORIDOS
Os pigmentos coloridos devem, alm de conferir cor, ter poder de cobertura, isto ,
opacidade suficiente, para que as tintas, quando aplicadas em finas camadas, no permitem
que se possa ver a cor do fundo sobre o qual foram aplicadas. No devem ser confundidos
com corantes, que so solveis no veculo, apenas do cor a um verniz e no tem poder de
cobertura.
As cores bsicas dos pigmentos sero apresentadas a seguir, com distino, quando
possvel, entre pigmentos orgnicos e inorgnicos. A partir das cores bsicas obtm-se, por
mistura, outras cores e outras tonalidades.
Ex.: amarelo + azul = verde
Branco: O mais empregado e melhor o dixido de titnio. Tambm so usados o
xido de zinco e o litoponio
Tabela 4 Pigmentos coloridos utilizados nas tintas
COR PIGMENTOAmarelo Inorgnicos:
Os mais usados nas diversastonalidades so:- Amarelo de cromo (cromato dechumbo);- Ocre (oxido de ferro hidratado);- Amarelo de cdmio (sulfeto decdmio);- Amarelo de zinco (cromato de zinco);- Cromato bsico de zinco ou
tetroxicromato de zinco
Orgnicos:- Amarelo Hansa- Amarelo Benzidina
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Laranja Inorgnicos:- Cromato bsico de chumbo- Laranja molibdnio (cromato, sulfato e
molibidato de chumbo)
Orgnicos:- Laranja benzidina;- Laranja dinitroanilina.
Vermelho Inorgnicos:- xido de ferro;- Vermelho de molibdnio (molibidatode chumbo);- Vermelho de cdmio (seleneto decdmio).
Orgnicos:- Vermelho toluidina;- Vermelho para-red (para nitro-anilina+ B naftol);- Vermelho naftol;- Vermelho pirazolona;- Vermelho quinacridona.
Azul Inorgnicos:- Azul da Prssia (ferrocianeto frrico);- Azul ultramarino (complexo alumnio
silicato);
Orgnicos:- Azul de ftalocianina;- Azul molibidato.
Verde Inorgnicos:- Verde de cromo (azul da Prssia +amarelo de cromo);- xido de cromo verde.
Orgnicos:- Verde de ftalocianina (azul deftalocianina clorado);- Verde molibidato.
Preto Inorgnico:- xido de ferro.
Orgnicos:- Negro de fumo (carbon-black);- Grafite (tonalidade cinza).
O negro de fumo obtido da queima incompleta de hidrocarbonetos (fuligem). opigmento mais leve e de maior poder de cobertura. resistente a cidos, lcalis e luz.
B.2. PIGMENTOSMETLICOS
Alumnio:
O alumnio fornecido em duas formas: leafing e non-leafing. O leafing
apresentado na forma de partculas lamelares semelhantes a microfolhas (leaf) que flutuam
paralelamente superfcie da tinta. Esta disposio das pequenas lminas aparenta, napelcula seca da tinta, uma camada metlica continua.
O pigmento non-leafing se distribui de maneira aleatria na tinta. usado nas tintas
automobilsticas de cores metlicas, juntamente com pigmento e verniz coloridos.
Zinco:
O pigmento de zinco em p utilizado em tintas de fundo anticorrosivas. Sua
tonalidade cinza-claro. Fornece tambm proteo catdica ao ao.
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Bronze:
Os bronzes so ligas de zinco e cobre e apresentam aspecto dourado. Variando os
teores de cobre e zinco na liga obtm-se pigmento com tonalidades diferentes, desde dourado-
esverdeado at dourado-avermelhado.
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B.3. PIGMENTOSANTICORROSIVOS:
Estes pigmentos tm caractersticas inibidoras de corroso, isto , minimizam os
efeitos corrosivos do meio ambiente sobre superfcies metlicas. Os pigmentos mais
importantes so os que vm a seguir.
xidode Chumbo Zarco:
O zarco constitudo de cerca de 90 a 97% de Pb 3O4 (mnio) e o restante de PbO
(litargrio). um pigmento de cor laranja e no deve ser confundido com xido de ferro (Fe 2O3),
marrom-avermelhado, que no tem nenhuma ao anticorrosiva.
Cromatode Zinco Amarelode Zinco:
um cromato, misto de zinco e potssio de colorao amarelo-clara.
CromatoBsicode Zinco- Tetroxicromatode Zinco:
menos solvel que o cromato de zinco e sua colorao tambm amarelo-clara.
Cromatode Estrncio:
um pigmento amarelo-claro, menos solvel que o cromato de zinco. pouco utilizado
no Brasil devido ao seu alto custo. Em algumas aplicaes, como na tinta de fundo para
aeronaves, foi substitudo pelo cromato de zinco.
Cromatode Chumbo:
um pigmento laranja ou amarelo, que muitas vezes confundido com o zarco,
porm tem ao anticorrosiva muito menos efetiva.
SilicatoBsicode Chumbo:
Tambm um pigmento laranja que tem baixo poder de inibio da corroso.
Fosfatode Zinco:
um pigmento branco e atualmente vem sendo utilizado na Europa e nos EUA em
substituio ao zarco, que proibido por ser txico. No Brasil, ele foi introduzido pela ALCOA
(16 % de fosfato de zinco no pigmento). Esta sendo desenvolvidas e testadas tintas base
deste pigmento para futura aplicao como tinta de fundo. Alguns autores so de opinio queABRACO, Associao Brasileira de Corroso
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para a tinta dar bons resultados, o teor de pigmento em volume (PVC) deve ser de 33 a 35 %,
sendo que deste, 55 % deva ser fosfato de zinco.
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Plumbatode Clcio:
um pigmento branco com boa ao anticorrosiva, mais no utilizado no Brasil.
Zincoem p:
utilizado nas chamadas tintas ricas em zinco que so tintas de fundo anticorrosivas.
As pinturas com tintas ricas em zinco so referidas como galvanizao a frio.
B.4. OUTROSPIGMENTOS:
Perolados;
Pigmentos que deixam a tinta ao aspecto acetinado de prolas. Podem ser carbonatos
de chumbo ou de bismuto. O efeito obtido quando a luz incidente parte refletida e parte
refratada pelo arranjo estrutural de diversas camadas do pigmento.
Fluorescentes:
Estes pigmentos emitem radiao luminosa no aspecto visvel, enquanto esto sob a
ao de uma radiao ultravioleta.
.Fosforescente:
Estes pigmentos emitem radiaes luminosas durante um determinado perodo, aps
ter cessada a fonte excitadora (luz incidente). So geralmente constitudos por sulfetos de
zinco, de clcio, estrncio, etc.
Radioativosou luminescentes:
So pigmentos constitudos por sais de radio, trio e outros radioativos, misturados aos
pigmentos fluorescentes ou fosforescentes. No necessitam de fonte excitadora externa, como
luz, pois esta exercida pelos pigmentos radioativos. Desta forma, a luminescncia
permanente.
Antiincrustantes(Anti-Fouling)
So pigmentos utilizados em tintas que por serem venenosas no permitem que
organismos marinhos como cracas, mariscos, corais, ostras e algas venham aderir aos cascos
das embarcaes, causando problemas de aumento de peso e atrito com conseqente
diminuio da velocidade e maior consumo de combustveis. Estes pigmentos so compostosABRACO, Associao Brasileira de Corroso
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de mercrio ou de cobre como, por exemplo, o xido cuproso. Sua ao se baseia na lixiviao
dos compostos venenosos pela gua do mar, formando uma camada junto ao casco, que
impede a aderncia dos organismos vivos. A tinta vai perdendo a eficincia com o tempo e
necessrio a repintura peridica, que executada em um dique seco, onde os cascos so
raspados, limpos e finalmente pintados com um esquema anticorrosivo, utilizando como
acabamento a tinta anti incrustante.
c) INFLUNCIADO TEORDE PIGMENTO
O teor de pigmento pode interferir em diversas propriedades das tintas. Tintas com
baixo teor de pigmento so mais brilhantes, mais impermeveis, mais flexveis e menos
porosas. Por outro lado, as tintas com alto teor de pigmento so mais foscas e mais
permeveis. O teor de pigmento em volume, referido pelos fabricantes de tintas como sendo
o PVC, ou seja: Pigment Volume Content.
Na figura 7, pode-se verificar a influncia do PVC no brilho das tintas. No primeiro caso,
a tinta de baixo PVC reflete praticamente todo o feixe de luz incidente, por isso superfcie
aparenta o brilho da fonte de luz. No segundo caso, a tinta de alto PVC apresenta inmeras
partculas dos pigmentos sobressaindo na superfcie, o que faz com que o feixe de luz
incidente seja refletido em vrias direes, e o brilho da fonte de luz chegue fraco vista do
observador.
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Figura 7 Influncia do teor de pigmento
Quando se trata de tintas de fundo anticorrosivas, o teor de pigmento deve ser alto,
para que os pigmentos inibidores de corroso tenham sua ao mais edificante. o caso das
tintas ricas em zinco.
As tintas de acabamento devem ser formuladas com PVC prximo ao CPVC teor
crtico de pigmento em volume, ou seja, Critical Pigment Volume Content.
Na figura 8, pode-se verificar a influncia do teor de pigmento nas seguintes
propriedades das tintas: brilho, permeabilidade, tendncia formao de bolhas e de ferrugem.
Na figura pode-se observar, por exemplo, que quanto maior o teor de pigmento mais permevel
a tinta e maior a tendncia formao de ferrugem no ao, sobre o qual a tinta foi aplicada.
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Figura 8 Grfico da influencia do teor de pigmento
3.3. Aditivos
Uma tinta pode ser produzida sem aditivos, porm, fazendo uma comparao com aculinria, os aditivos seriam os temperos. Os pratos podem ser preparados sem temperos
porm com eles ficam mais saborosos.
Os aditivos melhoram certas propriedades das tintas, e o seu uso deve ser criterioso,
pois a adio incorreta ou em teores exagerados pode trazer problemas s tintas.
Os principais aditivos para tintas so os que vm a seguir.
Antinata:
Evitam a formao de uma pele ou nata na superfcie, quando a tinta ainda se encontrana embalagem. Esta formao mais comum em tintas que secam por oxidao, como as
leo e as alqudicas.
Estes aditivos, chamados de antioxidantes, so constitudos principalmente, por
cetoximas e alguns fenis substitudos. Devem ser volteis, abandonando a tinta durante a
secagem, para no interferir na cura da mesma.
Secante:
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Atuam como catalisador de secagem nas pelculas de tintas que secam por oxidao.
So naftenatos ou octoatos de cobalto, mangans, chumbo, clcio, ferro, zinco, etc.
Os secantes, base de chumbo, atuam no interior da pelcula, os de cobalto, na
superfcie e os zincos, mantm a pelcula permevel ao oxignio e com isso facilitam a ao
dos de chumbo.
Plastificante:
So geralmente leos vegetais no secativos, produtos qumicos de alto ponto de
ebulio e polmeros resinosos, que atuam como lubrificantes entre as molculas de polmeros
rgidos, possibilitando que estes passem a ter melhor flexibilidade. Os principais leos vegetais
no secativos so: leo de soja, coco e mamona.
Os produtos qumicos de alto ponto de ebulio so: ftalatos (dibutil, dioctil, difenil, etc),
sebacatos (dibutil, etc) e fosfatos (tricesil, trifenil, etc).
Os polmeros resinosos so produtos no secativos de baixo peso molecular. Ex:
resinas alqudicas formuladas base de cidos polibsicos esterificados com lcoois
polihdricos, como glicerina e etileno glicol.
Com o tempo, alguns plastificantes podem migrar para a superfcie da pelcula, por
ao de calor, absoro de umidade ou outros mecanismos, tornando a mesma dura e
quebradia. Por isso, importante a escolha de plastificantes mais estveis, para se garantir
uma pelcula flexvel, com longa vida til. No devem ser adicionados indiscriminadamente,
pois interferem na dureza, no tempo de secagem e na resistncia umidade de uma tinta.
Antimofo:
Estes aditivos so adicionados, principalmente, em tintas base de gua para evitarem
a putrefao, enquanto se encontram na embalagem, e o bolor quanto j encontram aplicados
em ambientes midos.
O xido de zinco tem ao antimofo, porm limitada. Geralmente, so usados sais
organomercuriais, fenis substitudos e seus alcalinos. O uso destes aditivos deve ser
criterioso, pois so venenosas sade humana.
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Anti-sedimentante:
um composto que atua sobre as partculas dos pigmentos produzindo um gel coloidal
que diminui a tendncia sedimentao, e caso esta ocorra, impedem a formao de um
sedimento duro e compacto. Os anti-sedimentantes agem como lubrificante entre as partculas
dos pigmentos e tornam fcil a redisperso, mesmo que a tinta fique armazenada por muito
tempo.
Os estearatos de alumnio servem para esta finalidade. O uso indiscriminado pode
causar problemas na dureza e secagem das pelculas.
Nivelante:
So produtos tensoativos que interferem na tenso superficial das tintas, melhorando o
espalhamento e provocando o desaparecimento das marcas deixadas pelas cerdas dos pincis
e bolhas de ar, enquanto a tinta ainda est lquida.
Dispersante
Estes aditivos so produtos tensoativos, que facilitam tanto a fabricao da tinta como
a aplicao. Na fabricao, auxilia a disperso dos pigmentos, pois melhora a molhabilidade
(umedecimento) das partculas, facilitando a disperso de aglomerados, distribuindo-as
uniformemente no meio, tornando a suspenso mais homognea. Na aplicao, diminui a
tenso superficial da tinta, melhorando sua aderncia ao substrato.
Antiespumante:
Ao contrrio dos tensoativos, estes aditivos aumentam a tenso superficial, diminuindo
a formao de espuma na fabricao e na aplicao das tintas.
A espuma causada pelas bolhas de ar introduzidas durante a agitao das tintas.
Os produtos mais utilizados so base de silicones. O excesso deste aditivo poder
causar problemas na aplicao. A tinta no ficar uniformemente distribuda e aparecero
manchas na superfcie. Este defeito, poder ser aproveitado como efeito, desde que bem
utilizado, obtendo-se as chamadas tintas marteladas.
Agentetixotrpico:
Este aditivo utilizado em tintas de alta espessura (HB High build). O efeito da
tixotropia (diminuio da viscosidade com a agitao e retorno viscosidade original aps
cessar a agitao) importante para a aplicao das tintas em superfcies verticais, pois, aps
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a aplicao, a tinta readquire a viscosidade original, no permitindo escorrimento ou
descaimento. Os produtos utilizados so: carboxi-metil-celulose, etil-celulose, bentonita, etc.
O uso dos aditivos base de celulose pode tornar a tinta mais susceptvel umidade e
ao ataque de fungos.
4. MECANISMOSDE PROTEOANTICORROSIVADASTINTAS
Entende-se como mecanismo de proteo anticorrosiva das tintas ou sistemas de
pintura, a forma pela qual estes so capazes de proteger o substrato em geral contra
corroso. O mecanismo atuante num determinado sistema de pintura depende essencialmente
do tipo da tinta de fundo ou primrio (primer), ou seja, aquela que est em contato direto com
a superfcie metlica. Em relao a tinta de fundo, trs fatores so importante para definir o
mecanismo de proteo anticorrosiva.
Tipo de veculo fixo;
Tipo de pigmentos;
Interao qumica pigmento-veculo fixo.
Tomando-se como base estes fatores, existem trs mecanismos bsicos pelos quais as
tintas podem proteger os substratos ferrosos contra a corroso: proteo por barreira,
passivao andica e proteo catdica.
4.1. Proteopor Barreira ou Resistncia MigraoInica
Neste tipo de proteo o sistema de pintura possuindo espessura, impermeabilidade e
tintas adequadas isolam o substrato metlico a ser protegido do meio corrosivo, conforme
ilustrado na Figura 9.
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Figura 9 Mecanismo de proteo anticorrosiva por barreira
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No mecanismo de proteo anticorrosiva por barreira as tintas de fundo no contm
pigmentos capazes de funcionar como inibidores de corroso. Portanto, importante saber que
neste tipo de mecanismo a eficcia ou desempenho da proteo anticorrosiva, conferido por
um sistema de pintura, funo da:
Espessura do sistema de pintura;
Compatibilidade e resistncia das tintas ao meio corrosivo;
Impermeabilidade do sistema de pintura aos agentes corrosivos.
Cabe ressaltar ainda que, para este tipo de proteo quanto mais impermevel for o
sistema de pintura penetrao de umidade e dos ons agressivos, tais como cloretos (Cl -) e
sulfatos (SO4-2) melhor ser o seu desempenho anticorrosivo.
4.2. Proteopor PassivaoAndica
Este tipo de proteo envolve a utilizao de tintas contendo pigmentos com
caractersticas bsicas ou com uma determinada solubilidade capaz de, na presena de gua e
oxignio, fornecer substncias com propriedades inibidoras de corroso. Neste caso, ocorre a
formao de uma camada passiva de xidos de ferro, os quais so estveis, aderentes e
pouco permeveis, impedindo assim a passagem do metal para a forma inica. A Figura 10
mostra de forma esquemtica este tipo de proteo anticorrosiva.
Figura 10 Princpio de funcionando do mecanismo de passivao andica
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Os pigmentos mais comuns que atuam pelo mecanismo de passivao andica so: o
zarco (Pb3O4 ou 2PbO2), cromato de zinco (4ZnO.K2O.CrO3.3H2O) e fosfato de zinco
(Zn3(PO4)2.2H2O). Os mecanismos pelos quais estes pigmentos atuam no processo de
passivao andica sero descritos a seguir:
a) CROMATODE ZINCO
Em realidade o cromato de zinco utilizado nas tintas anticorrosivas como inibidor de
corroso um cromato misto de zinco e potssio, que por sua vez possui uma solubilidade em
gua de 1,1g de CrO3/L.
A passivao andica conferida pelo cromato de zinco atribuda a sua relativa
solubilidade, que conduz a liberao do on cromato (CrO 4-2), o qual um excelente inibidor
andico de corroso.
O filme da camada passiva, neste caso, constitudo por uma mistura de Fe 2O3 e
Cr2O3. O mecanismo proposto por alguns pesquisadores para esta reao o seguinte:
2 Fe + 2 CrO4-2 + 2 H2O Fe2O3 + Cr2O3 + 4 OH-
b) FOSFATODE ZINCO[ Zn3(PO4)2 . xH2O ; x = 2 a 4 ]
O fosfato de zinco um pigmento relativamente novo e o seu mecanismo de proteo
anticorrosiva ainda no est perfeitamente estabelecido. Entretanto, alguns conceitos tericos
tem sido divulgados a respeito dos mecanismos de proteo anticorrosiva mais provveis do
fosfato de zinco. Alguns autores citam que o principio bsico de atuao deste pigmento o
mesmo atribudo ao zarco, ou seja, na presena de leo de linhaa ou outros leos vegetais
h formao de sabes metlicos de zinco, os quais na presena de gua e oxignio sofrem
ciso dando origem a uma gama de produtos inibidores de corroso.
Um outro principio de atuao atribudo a este pigmento por outros autores que na
presena de umidade ocorre a hidrlise do fosfato de zinco liberando cido fosfrico, o qual
forma uma camada de fosfato de ferro nas reas andicas capaz de melhorar
substancialmente a proteo anticorrosiva.
4.3. ProteoCatdica
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Neste tipo de proteo anticorrosiva utilizam-se tintas contendo pigmentos metlicos,
andicos em relao ao ferro, em suas composies e em concentraes elevadas no filme
seco, de modo a permitir um perfeito contato eltrico com a superfcie ferrosa. Atualmente o
nico pigmento utilizado neste tipo de proteo o zinco metlico em p. As tintas fabricadas
com elevado teor deste pigmento so conhecidas como tintas ricas em zinco.
O mecanismo de atuao do zinco baseia-se no fato deste metal ser, na maioria dos
eletrlitos, andico em relao ao ferro. Portanto, quando ambos estiverem ligados
eletricamente, na presena de um eletrlito, o zinco se corroer enquanto que o ferro ficar
protegido. Uma das grandes vantagens da utilizao de tintas ricas em zinco que, no caso de
haver uma falha no revestimento de zinco, o ferro estar protegido se tivermos a presena de
um eletrlito. A figura 11 mostra esquematicamente a atuao eletroqumica do zinco no
mecanismo de proteo catdica conferido pelas tintas ricas em zinco.
Figura 11 Princpio bsico de atuao eletroqumica do zinco no mecanismo de proteo catdica (Tinta rica em zinco
com falha no revestimento e clula eletroqumica equivalente para ilustrar o mecanismo de proteo)
Figura 12 Ilustrao esquemtica da secagem e formao da pelcula pelo mecanismo de coalescncia
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5. PROPRIEDADEFUNDAMENTALDA PELCULA
Neste captulo trataremos dos fundamentos da adeso e coeso. Como conseqncia,
teremos que falar sobre tratamento de superfcies, falhas, etc.
Adeso a chave determinante da performance dos revestimentos protetivos sobre
superfcies metlicas. No havendo adeso, o revestimento meramente um filme sobre uma
superfcie, como um lenol de plstico sobre uma placa. J com uma adeso adequada, um
revestimento pode tomar muito das caractersticas fsicas do substrato o que, quando
adicionado s suas prprias boas propriedades, faz uma superfcie produtiva permanente. As
removveis so de uma famlia completamente diferente. Neste caso, adeso no desejada
porque o revestimento designado para uma proteo temporria, usualmente para prevenir
danos mecnicos em trnsito desde o ponto de aplicao at o ponto de utilizao. Sem
adeso, uma pintura temporria ela temporariamente apenas evitar que a gua contate
superfcie, ou resistir aos agentes qumicos danosos ou a uma atmosfera martima ou evitar
mudanas mecnicas.
Uma das duas chaves para obter uma boa adeso a preparao da superfcie. A
outra chave a atrao entre o revestimento e o substrato. Sem estas duas propriedades, a
tinta como uma lona sobre um barco sem cordas para fix-las ela voar ao sabor da brisa.
Existem trs tipos fundamentais de ligaes adesivas:
Ligaes Qumicas;
Ligaes Polares;
Ligaes Mecnicas.
Normalmente, dois tipos destas ligaes adesivas dependem tanto do substrato como
da pintura. O substrato pode fornecer tanto adeso mecnica como pontos onde a pintura pode
se ligar quimicamente ou por atrao polar. A constituio da tinta fornece as condies
qumicas que atraem a superfcie sob a mesma.
5.1. LigaesQumicas
Indubitavelmente esta a mais efetiva. Ocorre quando a tinta e a superfcie reagem
entre si formando uma verdadeira ligao qumica. Sob tais condies, a adeso da pintura ABRACO, Associao Brasileira de Corroso
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excelente. Uma das ligaes qumicas mais comuns aquela do revestimento inorgnico de
zinco de ao. Neste caso existe uma ligao do oxignio da matriz do silicato do revestimento
inorgnica a um tono de ferro na superfcie metlica. A figura 13 mostra esta reao como
sendo uma ligao qumica primria.
Figura 13 Adeso qumica
Esta ligao qumica tambm chamada ligao de valncia primria, e possvel
que as molculas epxi de um revestimento epoxdico possam estar ligadas superfcie
metlica atravs de grupos hidrxidos do metal, por reao de condensao. Tal possvel
reao mostrada na figura 14.
Figura 14 Adeso qumica por reao de condensao
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Outro exemplo desse tipo de ligao o caso de Wash-Primer. Segundo sunderland
este tipo de tinta em cuja posio encontramos polivinil butriral, cromato bsico de zinco, cido
fosfrico e lcool etlico, formam um quelato com o substrato quando aplicado em espessuras
adequadas
Lamentavelmente adeso qumica no o tipo mais comum de ligao usualmente
encontrado em pinturas. Se todas as tintas apresentassem adeso qumica no teramos o
infortnio e os quebra-cabeas de perda de aderncia de esquemas. Por outro lado, os
mistrios que envolvem a fenomenologia de tinta e esquema no teriam o prazer to grande
que apresenta a pesquisa do conhecer mais.
A adeso de muitos revestimentos por ligao polar ou valncia secundria. Esse
tipo de ligao muito mais comum que as reaes qumicas descritas.
5.2. LigaesPolares
Ligao polar uma atrao de grupos polares nas molculas da resina e grupos
polares nos substratos. Um bom exemplo disso foi mostrado durante o desenvolvimento das
resinas vinlicas.
As resinas, cloreto de vinila-acetato de vinila possuam adeso s superfcies
metlicas, mas quando aplicadas como um filme elas eram essencialmente pinturas
removveis. Porm, quando uma pequena quantidade de cido maleico saturado foi
polimerizado dentro da molcula, os grupamentos cidos fortemente polares formados criaram
uma excelente adeso das superfcies polmero / metais (e outras).
A excelncia da aderncia do epxi pode ter sua origem nos grupos hidroxila e outros
que esto incorporados na sua molcula. Aminas, amidas e uretanos possuem grupos polares.
Desaforadamente, ligaes polares somente so possveis quando o revestimento orgnico e a
superfcie metlica esto suficientemente perto um do outro para as ligaes serem
estabelecidas. Encontramos isto muito bem relatado no Corrosion and Preparation of Mettallic
Surfaces for Painting. (Veremos o quo importante a limpeza do substrato para que a
adeso venha a existir).
A adeso apenas possvel quando os dois grupos de atrao se aproximam a uma
mnima distncia para que o fenmeno acontea. Por exemplo, a fora de uma atrao de
valncia secundria aumenta a uma relao proporcional sexta potncia da distncia
intermolecular, mas no se tornar efetiva at que esta distncia seja menor do que 5A.
Observamos, portanto, a importncia de superfcies limpas, bem preparadas, na obteno deABRACO, Associao Brasileira de Corroso
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uma boa aderncia. Gros de sujeira, poeiras, ou at mesmo pelculas no monomoculares de
leo so consideravelmente de uma espessura bem maior do que 5A e efetivamente vo
anular toda aderncia (vemos a importncia da no contaminao do substrato). Todo um
trabalho pode ser posto fora por um simples engorduramento de manuseio. Sendo algumas
vezes difcil diagnosticar o porqu, depois que o esquema ou tinta apresentou falta de
aderncia.
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Figura 15 Valncia polar ou secundria
A figura 15 um diagrama de ligao de valncia secundria de um revestimento
hidroxilado aos grupos hidroxila de uma superfcie metlica por meio de ponte de hidrognio. O
conceito de ligao polar est tambm, relatado de uma maneira um pouco diferente noHANDBOOK of surface Preparation.
As foras adesivas e coesivas so uma combinao de foras mecnicas e qumicas
(ou moleculares); Foras mecnicas resultam do intertravamento das molculas ou polmeros
com as asperezas da superfcie do substrato, partculas de pigmento ou carga, e com as
prprias cadeias de polmero: as foras qumicas ou moleculares incluem foras eletrostticas,
foras de Van Der Wall e foras inicas. Estas esto relacionadas com os locais positivos e
negativos que existem sobre todas as superfcies e em todas as molculas. Suficientes
alinhamentos de locais carregados contrariamente resultam em fortes foras coesivas eadesivas de atrao. Tais foras operam na formao de filme de revestimento superficiais e
afetam o balano adeso-coeso.
5.3. AdernciaMecnica
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modo que a tinta primria tenha estreito contato com estes locais e, desta forma,
desenvolver a mxima adeso polar.
A preparao da superfcie aumenta a rea superficial por incremento da rugosidade
superficial. O propsito disto aumentar a quantidade da rea superficial exposta por
unidade de rea real incrementando desta forma a aderncia superficial efetiva.
Removendo a contaminao e incrementando desta forma a aderncia superficial
efetiva. Removendo a contaminao e aumentando a rea superficial, muitos locais
reativos adicionais na superfcie metlica so expostos. Fornecendo uma oportunidade
aumentada para ligaes qumicas ou de valncia secundria ocorrerem. Neste caso, a
adeso mecnica da pintura tambm melhorada, assim como o so as adeses
qumicas ou polares mesma superfcie.
Como vimos, a quantidade de contaminao no substrato faz uma diferena
substancial nas caractersticas adesivas da pintura de alta performance. Os primeiros sistemas
de pintura a leo, que eram aplicados trincha e que eram veculos altamente penetrantes, de
baixo peso molecular, eram capazes de acomodar muito mais contaminao na superfcie do
que os atuais de alta performance, pintura de alto peso molecular. Por causa de seu maior
tamanho de molcula, existe muito menos oportunidade para materiais de alto peso molecular
serem trabalhados dentro de alguma contaminao, mesmo por meios mecnicos, tais como
trincha. Isto tambm enfatiza a necessidade de uma preparao de superfcie adequada.
NACE e SSPC estabeleceram especificaes para limpeza de superfcie metlica e a
efetividade deste sistema decresce com a quantidade de contaminao deixada na superfcie.
Em outras palavras, uma superfcie jateada ao metal branco teria a melhor oportunidade para
adeso, uma vez que, teria nmero de locais de ligao disponveis para a pintura. Jateamento
ao metal quase branco fornece quase a mesma superfcie, uma vez que, a quantidade de
contaminao deixada em tal superfcie extremamente pequena. Jateamento comercial deixa
alguma contaminao na superfcie, e como tal, existe alguma porcentagem a menos de rea
para ligaes ocorrerem. Jateamento ligeiro, o chamado bruhs, deixa uma quantidade
substancial de contaminao na superfcie, por esta razo, novamente reduziria
substancialmente a possibilidade de adeso tanto qumica como polar.
Por outro lado, a decapagem cida fornece uma superfcie metlica limpa que permite
aos locais no ao liso estarem abertos para adeso qumica e polar. Porm, uma superfcie
decapada no rugosa, por isso a rea superficial ser reduzida em se comparando a uma
rea jateada
O tratamento mecnico da superfcie deixa uma quantidade ainda maior de
contaminao na superfcie e por causa disso, menos oportunidades para ligaes adequadasABRACO, Associao Brasileira de Corroso
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de materiais de alta performance. Como evidncia da efetividade dos vrios mtodos de
preparao de superfcie citados, segundo C.G. Munger, trabalho realizado pela NACE T-6H-
15 de grande importncia. Segundo Munger, esta a nica srie de teste conhecida por ele,
a qual fornece dados experimentais que do algumas evidncias conclusivas da correlao da
contaminao sobre uma superfcie e seu efeito na vida de um sistema de pintura.
Uma classificao geral de aderncia de oito tipos de superfcies pintadas indicou que
aquelas que foram jateadas ao metal branco eram os melhores, quase branco em segundo e
jateamento comercial em terceiro. Decapagem cida no foi includa nesta srie, de modo que
sua colocao no foi avaliada. Todos os outros mtodos de tratamento de superfcie foram
substancialmente menos efetivos que os trs primeiros.
Vrios trabalhos foram executados para demonstrar que a performance de uma mesma
tinta est intimamente ligada ao preparo de superfcies. Um dos trabalhos mostra a aplicao
de um sistema vinlico sobre painis jateados, enferrujados e com carepa de laminao. Eles
foram expostos 9 (nove) anos em atmosfera martima. Como previsto, o painel com adequado
preparo apresentou pequena corroso aps 9 anos. O painel enferrujado e com a carepa
mostraram substancial corroso e desprendimento sob o filme.
A importncia da preparao de superfcie vital para uma proteo de alta
performance duradoura. Que preparo de superfcie imprescindvel para adeso no uma
idia particularmente recente. J. C. Hudson do British Iron and Steel Pesearch Association
fizeram uma srie de estudos de preparao de superfcie, os quais foram realizados
anteriormente ao desenvolvimento das tintas de alta performance mais altamente resistente.
Os resultados que Hudson indicaram os benefcios contidos por uma superfcie limpa. Em um
destes estudos usando duas demos de zarco e duas demos de tinta xido de ferro, a
superfcie jateada e pintada apresentou um resultado ao intemperismo cinco vezes maior do
que ao mesmo esquema pintado em painis escovados aps sofrer intemperismo. Isto
demonstra o velho preceito da indstria de tintas, que uma superfcie adequadamente tratada
incrementar a vida do esquema, seja baseado em tintas de famlia das alqudicas ou as das
famlias nobres tais como vinlica, epoxdica, etc.
a) COMENTRIOI
Existem no mercado brasileiro e estrangeiro tintas para serem aplicadas em substratos
que apresentam corroso. Este anunciado milagre da tecnologia moderna, no resiste a um
criterioso exame de performance, e todos os trabalhos que at o presente momento temos, a
propaganda maior do que a verdade cientfica.
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Existem tintas desenvolvidas para serem aplicadas sobre substratos no muito bem
tratados. Estas tintas de uma tecnologia moderna que apresentam, em alguns casos, uma
performance razovel mesmo no havendo tratamento adequado. Mas, estas mesmas tintas
apresentaro uma performance muito melhor se aplicadas sobre superfcies que tiveram
adequado tratamento.
Se alguma falha da pintura pode ser considerada boa a do tipo coesivo prefervel.
Isto pode tambm ser levado a um ponto sem retorno, ou outras palavras, ao ponto onde a
pintura teria pouca ou nenhuma fora coesiva e seria por isso apenas um aglomerado macio na
superfcie. O ideal ter-se uma pintura formulada de tal forma que seja firme e durvel. Porm,
quando ocorrer falha, prefervel que ocorra dentro do revestimento deixando parte do mesmo
na superfcie, do que haver falhado na interface entre o substrato e a pintura. Este tipo de falha
demonstrado na figura 16.
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Figura 16 Falha coesiva
Existe um terceiro tipo de falha onde o substrato flexvel e no possui fora coesiva,
de modo que o substrato quebra quando a pintura removida. Isto no raro. Dois fenmenos
so logo reconhecidos:
Revestimento epxi sobre concreto tem causado, freqentemente, falhas deste tipo.
Revestimentos sobre fosfatizao que, por qualquer razo, no tenham aderncia ao
ao.
Claro, que nos casos citados acima, no h falha da adeso do revestimento. Por
sorte, sobre superfcies de ao, defeitos deste tipo nunca ocorrem.
Um teste que demonstra estes trs tipos de falhas o Microtest Adhesion Tester,
onde um cilindro de metal preso superfcie do revestimento e ento uma trao aplicada
ao dollie metlico at que a pintura seja puxada do substrato. Este teste uma medida da
adeso da pintura ao substrato. Porm, normalmente reconhecido que a fora da ligao
indica por este teste:
A fora de coeso interna, quando o revestimento quebra no seu interior, deixando
alguma tinta em ambas as superfcies,
A resistncia do substrato onde ele pode quebrar sem romper a fora adesiva
A fora de desfolhamento da pintura quando ela vem completamente livre do substrato.
Existem diversos tipos de adeso relacionados com falhas de pintura, porm, os trs
principais tipos so: undersutting, empolamento e delaminao entre demos. gua oABRACO, Associao Brasileira de Corroso
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principal material que causa este tipo de falhas. Tem-se como verdade por muitos anos que a
umidade passar atravs de um revestimento orgnico a uma velocidade que est relacionada
a sua taxa de transferncia de vapor dgua especfica. Todas as pinturas possuem uma e
aquelas com a menor taxa sero as ltimas a terem dificuldades de adeso. Qual o efeito da
gua na ligao adesiva? ( nosso ponto de vista que o real entendimento deste fenmeno,
sabendo fazer a correlao com os outros fenmenos, leva ao profissional a um maior
entendimento ao mundo da tecnologia dos revestimentos orgnicos). Com uma ligao qumica
onde a pintura est realmente reagida com a superfcie, existe pouco ou nenhum problema da
gua desprender a tinta. Por outro lado, onde a fora de valncia secundria a principal
adeso, gua tende a penetrar pintura. Se a ligao de valncia fraca, a gua tender a
quebrar a ligao mudando a relao polar tinta e empolar. O mesmo tipo de reao ocorre
quando h delaminao entre demos. Neste caso, onde uma demo est ligada outra, por
razo de contaminao da superfcie ou por insolubilidade superficial , a gua penetra na
interface entre as duas demos e desprende qualquer ligao de valncia secundria que
pudesse haver. Isto leva a que as duas superfcies se separem.
b) COMENTRIOII
Imaginemos um esquema de quatro demos de um sistema epoxdico. A aderncia da
primeira demo se concretiza pela fenomenologia antes descrita. A segunda demo em funo
de seu intervalo haver uma total interao, ou seja, se a segunda demo penetrando nesta, e
fazendo como se fosse uma nica demo. Da mesma forma, a terceira demo sobre a
segunda, e a quarta demo sobre a terceira. Desta forma, teremos uma total internao do
sistema como se fosse uma s demo. (Lanamos mo da palavra INTERNAO por achar,
que a que melhor transmite o fenmeno).
c) RESUMO
Aderncia a chave para a performance de revestimento sobre superfcie metlica.
Preparao de superfcie a chave para aderncia: Preparao da superfcie fornece o
mtodo pelo qual uma superfcie / metlica pode ser tratada para uma pintura. Quando tal
superfcie fornece acesso aos pontos reativos necessrios para uma boa adeso, as pinturas
de alta performance de hoje so efetivas, mesmo sob as condies mais corrosivas.
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5.5. OutrasPropriedades
As abordagens conjuntas da impermeabilidade e da reduo do movimento inico
ficam justificadas, pois so coadjuvantes, isto , a impermeabilidade do filme impedir tanto a
movimentao inica na prpria tinta, intrnseca ao filme, bem como a tendncia de ionizao
do metal pela penetrao do eletrlito e outros agentes corrosivos, enfim mantendo a
integridade do estado metlico, sem oxidantes formados pelo processo de jateamento, pode
ser visto que o nmero de locais polares aumentado substancialmente (figura 17).
Se fizermos testes com diferentes tintas usando um painel jateado e outro no, em
testes de gua seja do mar ou da bica, os resultados obtidos com ao jateado tero uma
adeso sumamente superior aps o teste que aquelas que no o foram.
Figura 17 Esquema do filme com grupos polares aderidos ao metal
5.6. Causasdas Falhas
Como uma generalizao pode-se dizer que as tintas falham na relao direta na sua
adeso superfcie. As propriedades fsicas de um revestimento tambm influenciam sua
tendncia a aderir. Existem duas relaes de forcas que possuem influncia sobre isso: as
foras adesivas e coesivas de uma pintura. A fora adesiva Foi razoavelmente bem estudada.
A fora coesiva e a ligao dentro da pintura e em si que mantm a tinta, juntam como umaABRACO, Associao Brasileira de Corroso
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entidade. Para a melhor adeso, a fora adesiva do revestimento deve ser maior que a fora
suficiente no interior do filme, forte, pode ter fora suficiente no interior do filme de modo de
quebrar a ligao adesiva ao substrato e desfolhar da superfcie. Por outro lado, se a fora
coesiva menor que a fora adesiva, ento a pintura quebrar dentro dela mesmo, deixando
parte da tinta na superfcie e parte removida.
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Figura 18 Falha adesiva
6. PRINCIPAIS VECULOS FIXOS E MECANISMOS DE FORMAO DAPELCULA
Como j foi descrito anteriormente, uma tinta lquida formada pelos seguintes
componentes: veculo fixo (aglutinante), pigmento, solvente (veculo voltil) e aditivo. As tintas
em p so totalmente isentas de solventes, enquanto que os vernizes so produtos isentos depigmentos. Tanto os vernizes como as tintas em p contm os demais componentes das tintas
lquidas, conforme mostrado esquematicamente na figura 19.
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Figura 19 Principais componentes das tintas e vernizes
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Do ponto de vista funcional, todos estes componentes so importantes na composio
das tintas, pois cada um deles possui funes especficas dentro das mesmas. A escolha
adequada, bem como o balano estequiomtrico dos componentes, so fatores de grande
importncia para se obter tintas de boa qualidade.
O veiculo fixo o ligante ou aglomerante das partculas do pigmento, responsvel pela
formao da pelcula e conseqentemente pelas propriedades fsico-qumicas da mesma. Em
realidade, o veculo fixo uma resina de natureza orgnica ou inorgnica, de uma forma geral
quem define o tipo de mecanismo de secagem ou formao das pelculas e o nome da tinta.
Em outras palavras, o nome da tinta corresponde ao tipo de resina presente na composio da
mesma, o que exemplificado na tabela 5.
Tabela 2.5 Relao entre o tipo de veculo fixo da tinta e o seu nome
NOMEDA TINTA TIPODE VECULOFIXOTinta alqudica Resina alqudicaTinta acrlica Resina acrlica
Abordaremos, a seguir, as propriedades tcnicas das principais resinas de interesse
geral para a fabricao de tintas, bem como os mecanismos de formao das pelculas.
Entende-se como mecanismo de secagem ou formao das pelculas ao processo pelo
qual uma tinta lquida, aps a sua aplicao, se converte num filme slido s propriedades
desejadas.
importante ressaltar mais uma vez que o mecanismo de formao da pelcula
definido pelo tipo de resina presente na tinta. Por esta razo, ser apresentada a seguir a
descrio das principais resinas, agrupadas em funo do mecanismo de secagem.
6.1. Resinasque Secampor Evaporaode Solventesou por Deposio
As resinas pertencentes a este grupo constituem as tintas denominadas lacas. Neste
mecanismo, a formao da pelcula ocorre pela simples evaporao dos solventes presentes
na tinta lquida. Portanto, a pelcula s se forma porque o solvente se evapora. A figura 20
ilustra de forma esquemtica este mecanismo.
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Figura 20 Ilustrao da formao da pelcula pelo mecanismo de evaporao de solventes
O inconveniente das tintas que secam por este mecanismo a fraca resistncia
solventes, pois as pelculas podem ser re-dissolvidas mesmo aps a secagem completa das
mesmas. Entretanto, possuem vantagens importantes, por exemplo: no necessitam ser
removidas totalmente ou lixadas superficialmente para a aplicao de uma nova demo de
tinta, desde que a superfcie esteja isenta de gorduras, pois o solvente da demo posterior
agir sobre a anterior, o que concorrer para se obter uma interpenetrao das demos. Isto
propiciar uma aderncia perfeita entre as demos de tintas, conforme ilustrado na figura 21.
Figura 21 Interao entre demos de tintas no mecanismo de evaporao de solventes
a) NITROCELULOSE
um produto obtido pela reao do cido ntrico, na presena de cido sulfrico, com o
linter de algodo (celulose). A reao de nitrao pode ser conduzida em diversos graus,
resultando em produtos com diferentes caractersticas de solubilidade, peso molecular,
viscosidade e flexibilidade.
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Estas resinas no so utilizadas sozinhas na fabricao de tintas, pois necessitam ser
plastificadas. Por isso, so utilizadas em conjunto com plastificantes ou resinas alqudicas
secativas ou no secativas, etc.
As tintas base de nitrocelulose possuem uma secagem muito rpida e por isso so
utilizadas na repintura de automveis, pintura de objetos industriais, brinquedos e outros.
b) RESINASVINLICAS
As resinas vinlicas de interesse geral para a fabricao de tintas anticorrosivas, so
copolmeros de cloreto e acetato de vinila. A frmula estrutural destes monmeros
apresentada na tabela 6.
Tabela 6 Frmula estrutural do acetato e cloreto de vinila
Nomedo monmero Frmulaestruturaldo monmeroAcetato de vinila CH2 = CH COOCH3Cloreto de vinila CH2 = CH Cl
O polmero do acetato de vinila o poli (acetato de vinila) conhecido como PVA e o
polmero do cloreto de vinila o poli (cloreto de vinila) conhecido como PVC.
A relao entre o cloreto de vinila e o acetato de vinila determina as propriedades
gerais da resina. O aumento na concentrao de acetato incrementa a sua solubilidade
permitindo trabalhar com teores de slidos mais altos. Entretanto, dureza e resistncia qumica
ficam prejudicadas.
As tintas vinlicas formadas por cloreto e acetato de vinila destacam-se por sua elevada
resistncia qumica, principalmente em meios cidos. Entretanto, a exemplo da borracha
clorada, possuem baixa resistncia trmica e tm tendncia ao amarelecimento e ao gizamento
(chalking) quando expostas ao intemperismo natural.
O Polivinil Butiral (PVB) um outro tipo de resina vinlica, a qual obtida da reao
entre um lcool vinlico e um aldedo. Esta resina utilizada nas chamadas tintas wash-
primers s quais tm a funo de promover a aderncia de sistemas de pintura sobre
superfcies de ao galvanizado e alumnio. Os wash-primers so produtos fornecidos em dois
componentes A e B. Normalmente o componente A contm a resina vinlica (PVB),
tetroxicromato de zinco e lcoois e o componente B uma soluo alcolica de cido fosfrico.
Estes dois componentes so misturados por ocasio da aplicao em propores adequadas
indicados pelo fabricante. A adeso sobre as superfcies de ao galvanizado obtida atravs
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de uma reao envolvendo: o cido fosfrico, o tetroxicromato de zinco e o zinco da superfcie
metlica.
Aps esta reao obtm-se ento um filme firmemente aderido superfcie metlica.
Estes produtos (wash-primers) so aplicados com espessura seca compreendida entre 8 e
15m. Valores elevados da espessura prejudicam sensivelmente a aderncia da pelcula ao
substrato metlico.
c) RESINASACRLICAS
As resinas acrlicas so polmeros obtidos a partir de monmeros de steres dos
cidos acrlico e metacrlico. Os polmeros acrlicos mais utilizados na indstria de tintas so os
poliacrilatos e polim
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