Rheotech™

Nova geração de espessantes acrilicos associativos que conferem melhores propriedades em sistemas

para revestimento base aquoso

Criciuma- 22/10/2013

Adicione Gotas de Vitaminas nas suas tintas e coatings

2

Agenda

Introdução da Formulação

Reologia : conceitos basicos

HASE : estrutura e aplicações

Rheotech™ linha : Recursos e performance

● Rheotech™ 2800: Isento solvente - tinta acetinada ● Rheotech™ 3800: Isento de solvente, “robusto” - varios tipos de binders ● Rheotech™ 4800: Isento de solvente - tinta fosca

Posicionamento de cada produto : Ferrametas de seleção

Adicione Gotas de Vitaminas nas suas tintas e coatings

3

agua

dispersante

cargas (carbonato de calcio , talco,…)

pigmento (TiO2, dioxido de zinco…)

resina

agua

(solvente)

(agente coalescente)

espessante

agente neutralizante

Outros aditivos ( antiespumante, biocida,

fungicida, agente nivelante)

20 a 30 min em agitação

Base

Completagem

5 a 10 min tempo agitação

5 min tempo de agitação

10 a 20 min tempo de agitação

10 min agitação

Introdução da Formulação

4

* Dispersão das cargas e pigmentos

Dispersão das particulas solidas

Controle do processo Mixing

Parametros influenciam a aglomeração, sedimentação

Zeta potential - indicador da estabilidade do sistema

Estabilização da suspensão

Introdução da Formulação

5

energia, tempo

Pó = Particulas

aglomeradas

+ ar

Fase liquida continua Suspensão de solidos em agua

Processo de

defloculação

Dispersão das particulas solidas na àgua

Introdução da Formulação

6

Medida do tamanho de particula (granulometria )

Peneiras 50 μm a mm

Escala Hegman 10 a 100 μm

Microscopia otica 1 a 150 μm

Difração de raio laser 0.1 a 200 μm

Velocidade de sedimentação 0.1 a 200 μm

Difusão da luz 1 nm a 5 μm

Medidas de Reologia

A viscosidade do sistema esta relacionado como tamanho das particulas e sua aglomeração.

Altas taxas de cisalhamento o sistema não pode ser Dilatante .

Introdução da Formulação -Controle de processo

7

H2 8,9.10-6

CO2 14,8.10-6

N2 17,5.10-6

Ar 18,5.10-6

Gases

Hexano 0.3. 10-3

Tolueno 0,59.10-3

Benzeno 0,652.10-3

Etanol 1,20.10-3

Mercurio 1,554.10-3

Produtos quimicos/Solventes

Agua

1,005.10-3

Viscosidade dos produtos (Pa.s)

8

milk

olive oil

honey

gel/cream

varnish/paint

resin/asphalt/bitumen ice@0°C

granite

1,49

6

1-100

10-1000

100-100 000 10^13

10^20

84.10-3

2,0.10-3

glycerol

9

shear stress : = F / area

e x deformação γ = x / e

F : força

Camada tinta

Viscosidade = shear stress / shear rate

substrato

τ

velocidade de deformação = shear rate

= d / d t = v / e γ γ

τ

γ

=

Definição da Viscosidade

10

Tinta – aplicação por rolo

Area = 1 m

Tempo t = 1 s

=> v = 1 m.s-1

Espessura e = 100 µm

v = 1 m.s-1

e = 100.10-6 = 10 -4 m shear rate = = v/e = 10000 s-1 γ

Exemplo 1

11

Massa - Aplicação por espatula :

Area x = 10 cm

Tempo t = 1 s

=> v = 0.1 m.s-1

Espessura e = 1 mm

v = 0.1 m.s-1

e = 10-3 m shear rate = = = 100 s-1 γ

Exemplo 2

12

shear rate

dilatante

Newtoniano

Viscosidade baixo cisalhamento Viscosidade alto cisalhamento

pseudoplastico

Comportamento Reologico

13

shear rate

Tintas alquidicas

Tintas aquosas

Estocagem Aplicação

Comportamento Reologico

Viscosidade baixo cisalhamento Viscosidade alto cisalhamento

14

shear rate

Viscosidade baixo cisalhamento

Taxa de cisalhamento

constante e aplicada por algum

periodo

Recuperação

lenta da

viscosidade inicial

Comportamento Tixotropico

Viscosidade alto cisalhamento

15

Viscosidade Brookfield Viscosidade Stormer Viscosidade Cone & Plate

Como avaliar a reologia das tintas base d’ água

16

Marcas da escova

Escorrimento

Viscosidade “in can”

Aplicação : Controle escorrimento / nivelamento

17

Aplicação : Controle da Formação filme

18

Página 18 26.05.2006

Público: MÉXICO - MAYO - 2006

Shear rate

0.01

0.001 0.01 0.1 1 10 100 1000 10 000

Vis

cosi

ty

0.1

1

10

100

1000

Brush drag,Rolling

Brush, LoadingSpreading

Sagging,Levelling

Settling

Teste Gel Brookfield Stormer KU

Cone & Plate ICI

Reologia das tintas

19

D + levelling

- sagging

+ brush load

+ ease of coat

- covering power

C/P viscosity

+ film build

- brushability

Brookfield viscosity

low quality paint

high quality

paint

Stormer

viscosity

yield value

ζ

+ no sagging

- brush marks

.

Reologia das tintas

20

HASE : Estrutura e Aplicações

Adicione Gotas de Vitaminas nas suas tintas e coatings

21

Mecanismo de espessante HASE

O

R' (CH2CH2O)n R

Grupo hidrofobico

HASE : Estrutura e principios de atuação

Espessante HASE interage fortemente coma fase aquosa e as particulas da emulsão boa estabilização da agua e da fase hidrofobica não há separação de fase, não ocorre fenomeno de sinerese

22

hydrophobic group

COO- COO- COO-

COO-

latex

H

H O

+ -

latex

latex

latex

latex

latex

latex

HASE / latex / agua - network

= Espessante do tipo HASE

O

R' (CH2CH2O)n R

Linha RHEOTECH™

23

Rheotech™ Marca registrada para os espessantes acrilicos associativos

(HASE) com as vantagens

Propriedades de aplicação

Melhorar o comportamento com a adição de corantes

Alta eficiencia de espessamento

Comportamento de Poliuretano em alguns casos

Comportamento tipo HEC

APE free , solvent free , Low VOC

2800

3800

4800

Newtoniano

Balanceado

Pseudoplastico

Rheotech™ linha de atuação e performance

24

Range picture

Soluções reologicas adaptadas: Perfil reologico diferenciado de Newtoniano a altamente pseudoplastico com:

• notavel eficiencia , particularmente a media taxa de cisalhamento • Viscosidade Stormer

Rheotech™ faixa de aplicação e performance

25

Rheotech™ 2800 : Newtoniano

2800

26

Isento de Solvente – Tinta acetinada Baseada em 40% emulsão EVA

Rh

eo

tech

™ 2

80

0 :

Ne

wto

nia

no

WEIGHT (g)

Water 150,0

COADIS™ BR 3 (40%) 6,0

Antifoamer 2,0

NaOH (20%) 3,9

Biocide 2,0

Rutile TiO2 188,0

CaCO3 130,0

Water 68,0

EVA binder 400,2

RHEOTECH™ 2800 (30%) 19,9

Water 24,0

NaOH (20%) 5,0

Antifoamer 1,0

Total 1 000,1

Rheotech™ 2800

27

Homopolimero poliacrilato

Copolimero acrilato

Copolimero Hidrofobico

Sodio Amonia Potassio

Coadis BR 3 Coadis 123 K

Potassio

Copolimero Efeito

combinado

Sodio

Coadis BR 85

Alta compatibilidade com cargas e pigmentos (CaC03, caulim, TiO2)

Alta compatibilidade com oxidos, pigmentos

(TiO2, Fe2O3, ZnO)

Alta compatibilidade com cargas

minerais e/ ou Pigmentos organicos Melhoria resistencia

agua

Emulsoes alquidicas

PVC

Sal

Alto a medio medio a baixo Alto a baixo baixo PVC

Ecodis P 50 Ecodis P 90

Linha Dispersantes COADIS™ & ECODIS™

28

Foco balanço reologico Newtoniano :

• 50% menos dosagem • Viscosidades Brookfield < 20000 mPa.s @10 rpm + altas viscosidades ICI - (1.7) • Fluidez & nivelamento, resistencia ao espalhamento e formação de filme

Rheotech™ 2800: Isento Solvente - tinta acetinada baseada em 40% emulsão

Rh

eo

tech

™ 2

80

0 :

Ne

wto

nia

no

29

Alto cisalhamento, viscosidade =1.7 P => Rheotech™ 2800 é 50% mais eficiente que HASE do mercado

Rheotech™ 2800: Isento Solvente - tinta acetinada baseada em 40% emulsão

Rh

eo

tech

™ 2

80

0 :

Ne

wto

nia

no

Dosage afetiva para atingir 1.7 Poise (viscosidade ICI)

30

Rheotech™ 2800 No balanço entre baixo e alto shear a viscosidade (Brookfield e ICI ) é similar a viscosidade de um espessante associativo HEUR de alta performance . Propriedades de revestimento, especialmente fluidez e nivelamento são tambem compativeis.

Rheotech™ 2800 versus HEUR

Rh

eo

tech

™ 2

80

0 :

Ne

wto

nia

no

Viscosidade Brookfield e ICI depois de 24 horas Comparação com espessante HEUR de alta eficiencia

31

Rheotech™ 2800

HEUR

Comparação : Rheotech™ 2800 versus um espessante poliuretano HEUR

A uma dosagem equivalente , o Rheotech™ 2800 apresentou: • Melhor formação de filme e nivelamento em comparação ao espessante HEUR • bom comprometimento entre reologia e as propriedades de aplicação

Rheotech™ 2800 versus HEUR

Rh

eo

tech

™ 2

80

0 :

Ne

wto

nia

no

32

Rheotech™ 2800 - Estabilidade estocagem

Rh

eo

tech

™ 2

80

0 :

Ne

wto

nia

no

O uso de Rheotech™ 2800 contribui para melhorar a estabilidade a estocagem: Sem incremento de viscosidade , apos um mes de estocagem

33

Rheotech™ 2800 - Establidade a « coloração »

Rh

eo

tech

™ 2

80

0 :

Ne

wto

nia

no

O uso do Rheotech™ 2800 contribui para limitar mais que os outros espessantes HASE a queda de viscosidade após a adição da pasta pigmentaria , especialmente para as bases tint .

Tintas ajustadas a 1.7 Poises (cone & plate) Queda de viscosidade apos tinting azul

(estabilização apos 24 horas , 5% de pigmento azul )

34

Rheotech™ 3800 :

Balanço e robustez

3800

35

Comparativo de performance em função do tipo e quantidade de resina

Rh

eo

tech

3800 :

bala

nced

Nivel de comparação de performance de 6 espessantes acrilicos associativos em tinta fosca

Rheotech™ 3800 Competidor A Classical HASE 1 Competidor B Classical HASE 2 Competidor C Dois tipos de tintas foscas incorporando 5 % e 15 % de resina Tres diferentes resinas foram utilizadas: Duas do tipo Estireno Acrilica Uma do tipo Etileno Vinil Acetato (EVA) TARGETS

• Viscosidade Brookfield (a 10 rpm): 14000 mPa.s • Viscosidade Stormer : 120 KU • Viscosidade Cone & Plate (C/P ou ICI) : 110 mPa.s

RESULTADOS • Diferença entre os valores reais obtidos e o valor target é calculado em % • Target considerado é atingido toda vez que a diferença é menor que o maximo ou maior que o minimo de 30%

Rheotech™ 3800

Rh

eo

tech

38

00

: b

ala

nc

ea

do

Rheotech™ 3800

36

-60

-30

0

30

60

C/P (mPa.s)

Stormer (KU)

Brookfield 10 rpm (mPa.s)

Rheotech 3800 Classical HASE 1

Comp A Comp B Comp C Classical HASE 2

Tinta fosca, 5% de estireno acrilico X, 0.3% de espessante (seco)

Na tinta fosca incorporando 5% da resina estireno acrilica X, somente o Rheotech™ 3800 e o Competidor C atingem o perfil reologico requerido

Rh

eo

tech

38

00

: b

ala

nce

ad

o

Rheotech™ 3800

37

-60

-30

0

30

60

Rheotech 3800 Classical HASE 1

Comp A Comp B Comp C Classical HASE 2

C/P (mPa.s)

Stormer (KU)

Brookfield 10 rpm (mPa.s)

Tinta fosca, 5% de resina estireno acrilica Y, 0.3% de espessante (seco)

Rh

eo

tech

38

00

: b

ala

nce

ad

o

Rheotech™ 3800

Na tinta fosca incorporando 5% da resina estireno acrilica Y, somente o

Rheotech™ 3800 , HASE 1 e o Competidor B atingem o perfil reologico requerido

38

-60

-30

0

30

60

Rheotech 3800 Classical HASE 1

Comp A Comp B Comp C Classical HASE 2

C/P (mPa.s)

Stormer (KU)

Brookfield 10 rpm (mPa.s)

Tinta fosca, 15% de resina estireno acrilica X, 0.3% de espessante (seco)

Na tinta fosca incorporando 15% da resina estireno acrilica X, somente o Rheotech™ 3800 atinge o perfil reologico requerido

Rh

eo

tech

38

00

: b

ala

nce

ad

o

Rheotech™ 3800

39

Na tinta fosca incorporando 15% da resina estireno acrilica Y, somente o Rheotech™ 3800 , HASE 2 e o Competidor C atingem o perfil reologico requerido

-60

-30

0

30

60

Rheotech 3800 Classical HASE 1

Comp A Comp B Comp C Classical HASE 2

C/P (mPa.s)

Stormer (KU)

Brookfield 10 rpm (mPa.s)

Tinta fosca, 15% de resina estireno acrilica Y, 0.3% de espessante (seco)

Rh

eo

tech

38

00

: b

ala

nce

ad

o

Rheotech™ 3800

40

Na tinta fosca incorporando 15% de EVA, somente o Rheotech™ 3800, HASE 1 e o Competidor A atingem o perfil reologico requerido

-60

-30

0

30

60

Rheotech 3800 Classical HASE 1

Comp A Comp B Comp C Classical HASE 2

C/P (mPa.s)

Stormer (KU)

Brookfield 10 rpm (mPa.s)

Tinta fosca , 15% de resina EVA , 0.3% de espessante (seco)

Rh

eo

tech

38

00

: b

ala

nce

ad

o

Rheotech™ 3800

41

Rheology compliance

0

1

2

3

4

5

Rheotech 3800 Classical HASE 1

Comp A Comp B Comp C Classical HASE 2

Tinta fosca, robustez para as alterações de formulação

Rheotech™ 3800 é o unico espessante associtivo acrilico capaz de atingir com o seu balanço reologico as necessidades das 5 tintas foscas avaliadas

Rheotech™ 3800 5/5 !

Rh

eo

tech

38

00

: b

ala

nce

ad

o

Rheotech™ 3800

42

Rheotech™ 3800 permite a redução de dosagem do espessante de 25 a 30% em comparação aos espessantes similares existentes

Comparação de dosagem necessaria para atingir a reologia

0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6

NG HASE

Comp A

Comp B

Comp C

Dosage to reach 120 KU (Stormer) Dosage to reach 1,1 P (C/P)

Rheotech 3800

Tinta fosca , 15% de resina estireno acrilico X, 0.3% de espessante (seco )

Rh

eo

tech

38

00

: b

ala

nce

ad

o

Rheotech™ 3800

0,31 0,37

43

Rheotech 4800 :

pseudoplastico

4800

44

Rh

eo

tech

48

00

: p

se

ud

op

lasti

co

Isento de Solvente - Tinta fosca, baseada em 15% de resina EVA

WEIGHT (g)

Water 276,0

ECODIS™ P 50 (40%) 4,0

Antifoamer 1,0

NaOH (20%) 1,5

Biocide 2,0

TiO2 80,0

CaCO3 medium 300,0

CaCO3 fine 133,0

EVA binder 150,0

RHEOTECH™ 4800 (30%) 5,6

Water 43,8

NaOH (20%) 2,6

Antifoamer 0,5

Total 1 000,0

Rheotech™ 4800

45

Homopolimero poliacrilato

Copolimero acrilato

Copolimero Hidrofobico

Sodio Amonia Potassio

Coadis BR 3 Coadis 123 K

Potassio

Copolimero Efeito

combinado

Sodio

Coadis BR 85

Alta compatibilidade com oxidos,pigmentos (TiO2, Fe2O3, ZnO)

Emulsoes alquidicas

PVC

Sal

Alto a medio medio a baixo Alto a baixo baixo PVC

Ecodis P 50 Ecodis P 90

Linha Dispersantes COADIS™ & ECODIS™

Alta compatibilidade com cargas e pigmentos (CaC03, caulim, TiO2)

Alta compatibilidade com cargas minerais

e/ou Pigmentos organicos Melhoria resistencia

agua

46

Rheotech™ 4800 é 40% mais eficiente que HEC de alto MW e o espessante HASE do mercado. A substituição pode ser total ou parcial baseado num espessante eter celulosico.

0

5000

10000

15000

20000

25000

30000

Rheotech 4800 (0.17%) Rheotech 4800 (0.12%) HEC (high Mw-0.17%) Competitor (0.17%)

Bro

okfi

eld

Vis

co

sit

y (

mP

a.s

)

0

20

40

60

80

100

120

Sto

rmer

Vis

co

sit

y (

KU

)

10 rpm 100 rpm Stormer

Rheotech™ 4800 Rheotech™ 4800 HEC High Mw Competitor HASE

0.17% 0.17% 0.12%

Avaliação da eficiencia do Rheotech™ 4800

0.17%

Rh

eo

tech

4800 :

pseu

do

pla

sti

co

Rheotech™ 4800: Isento de solvente, tinta fosca baseada em 15% de

resina EVA

47

excellent worse

Wet Scrub resistance

Devido a sua notavel eficiencia , Rheotech™ 4800 confere uma resistencia a abrasão umida comparavel as obtidas utilizando-se espessantes celulosicos.

0 5 10 15 20 25 30 35 40 45A verage thickness (µm)

0.17% Competitor HASE

0.17% High Mw HEC

0.12% Rheotech 4800

Teste de resistência a abrasão umida (ISO 11998)

Rh

eo

tech

48

00

: p

se

ud

op

lasti

co

Rheotech™ 4800: Isento de solvente, tinta fosca baseada em 15% de

resina EVA

48

0

1

2

3

4

5

6 relative effectiveness

Brookfield

Stormer

ICI flow

elasticity

color acceptance

Rheotech 4800 Rheotech 3800 Rheotech 2800

Rheotech™ Line

49

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

0,01 0,1 1 10 100 1000 10000

shear rates (s-1)

vis

co

sit

y (

arb

itra

ry u

nit

s)

Rheotech 2800

Rheotech 3800

Rheotech 4800

Rheotech™ Line

50

SC% Characteristics Applications

RHEOTECH™ 2000

30

High shear viscosity builder for superior

film build and spatter resistance

Good sag/leveling balance, improved gloss

and gloss retention, excellent color acceptance

Cost effectiveness and ease of use

Gloss & silk paints Flat paints (in combination with another thickener)

RHEOTECH™ 2800

30

viscosity builder for creamy in can appearance

Excellent compatibility with tinted systems

Improved sag/leveling balance, easy touch up

Low Mw HEC replacement. Good water resistance

Semi-gloss paints Premium matt paints One coat matt paints

RHEOTECH™ 3800

30

High effective medium shear viscosity builder

Improved sag/leveling compromise, easy touch

up, good water resistance, medium Mw HEC

Matt paints Eggshell paints

RHEOTECH™ 4800

30

High effective low and medium shear builder

Cost effective thickening, application comfort

Improved sag/leveling balance, easy touch

up, good water resistance. High Mw HEC

Economical matt paints Thick or textured coatings High PVC systems Woodstains

Newtonian

Newtonian to balanced

Balanced to pseudo-plastic

Pseudo-plastic

High effective high and medium shear

even in presence of very low binder amounts

replacement. Excellent color acceptance

replacement, excellent color acceptance

Rheotech™ Line

51

Algumas ferramentas de seleção

2800

3800

4800

Newtoniano

Balanceado

Pseudoplastico

52

TARGET : 10 rpm Viscosidade Brookfield

15000 mPa.s x

x

x Rheotech™ 2800

Rheotech™ 3800

Rheotech™ 4800

Tinta fosca de uma demão

Tinta fosca Standard

1 P

Tinta fosca Economica

% dosagem seca / total formulação

2 P

0.25 0.5

Viscosidade ICI (P)

A nova linha de produtos Rheotech™ tambem conferem uma solução global de espessamento para as formulações de tintas foscas. Cada tipo de Rheotech™ fornecerá um perfeito balanço de reologia e viscoelasticidade das tintas economicas a premium ou para tintas foscas de unica demão.

Escolha de grau correto para seu objetivo

Isento de solvente, tinta fosca baseada em 15% de resina EVA

53

Newtoniano

Rheotech™ 2800

Balanço & robustez

Rheotech™ 3800

Pseudoplastico

Rheotech™ 4800

Tinta fosca uma demão

Tinta semi brilho Tinta fosca economica Tinta fosca standard

excelente aceitavel

pobre bom nivelamento

Formaçao filme

Escolha de grau correto para seu objetivo

Conclusão

Formulação de alta qualidade

• Melhoria das propriedades de aplicação e aparencia na embalagem ( in can )

Alta Eficiencia de espessamento

• Incremento da viscosidade a media taxa de cisalhamento (viscosidade Stormer )

• Alta eficiencia de espessamento mesmo em formulações de alto PVC (5% de resina)

• Redução na dosagem de 25 a 50% dependendo da formulação

• Controle da diminuição de viscosidade após a adição do pigmento - tining

Outras vantagens

• Boa performance em comparação aos espessantes poliuretanicos existentes

• Alternativa aos espessantes derivados de HEC

• Melhor consistencia da reologica para o cada tipo de formulação

• Melhoria na estabilidade na estocagem

Muito Obrigada pela sua atenção

e duvidas ....

Neide Jiuliani Gerencia Pesquisa & Desenvolviemnto Neide.jiuliani@ coatex.com Tel.: 11 4136-4713/ 9 7407-6053