pintar

Uma olhada em uma oficina de pintura de carros

A laca é um material de revestimento líquido ou em pó que é aplicado finamente a objetos e é construído em um filme sólido contínuo por meio de processos químicos ou físicos (por exemplo, evaporação do solvente ) . As tintas geralmente consistem em aglutinantes como resinas , dispersões ou emulsões , cargas , pigmentos , solventes e aditivos como biocidas (conservantes de lata).

As três principais tarefas das tintas são:

  • Proteção (efeito protetor, como revestimento protetor com uma combinação de primer e acabamento, verniz protetor ),
  • Decoração (efeito óptico, efeito de determinada cor) e
  • Função (propriedades de superfície especiais, condutividade elétrica alterada).

Estima-se que cerca de 28 bilhões de litros de tinta, avaliados em 92 bilhões de dólares americanos, foram produzidos em todo o mundo em 2007 .

etimologia

A origem da palavra "pintura" (ou latim lacca ), assim como a lacca italiana e a latina medieval laca transmitiram lakkhā indiana , lak persa e lakk árabe alcançaram a Europa, não é certa. Os lingüistas seguem a explicação de Manfred Mayrhofer , que na década de 1950 rastreou a palavra sânscrita lâkṣấ “laca vermelha” de volta à raiz indo-européia * reg- “cor, vermelho”. Além disso, usa-se o antigo ráyjati indiano "fica corado, avermelhado".

O filólogo Karl Lokotsch , por outro lado, tinha lākṣā em 1927 como um todo com “Marke, Fleck; cem mil "traduzidos e acrescidos de laca ", depois dos inúmeros insetos Cocca ilicis , que causam a secreção resinosa por meio de seu ferrão no quercus coccifera ; a partir disso, o numeral Lakh "cem mil" se originou. O Dicionário Etimológico de Kluges da Língua Alemã adotou esta explicação da 11ª edição (1934) à 17ª edição (1957), mas tem seguido a derivação de Mayrhofer desde a 18ª edição (1960). Isso também não impediu que a interpretação de Lokotsch se espalhasse em publicações mais recentes.

história

Começos

Os primeiros exemplos de uso de tintas podem ser encontrados na China . A descoberta da tecnologia da laca é atribuída aos chineses. Há mais de 7500 anos ( cultura Hemudu ) eles usavam a casca da árvore da laca como agente de ligação.

A formulação tradicional mais antiga de um verniz data do século 12 e consistia em óleo de linhaça como agente de ligação e cinábrio como pigmento. A partir do século XVIII surgiram as chamadas caldeiras de laca , que rapidamente conquistaram o mercado para o revestimento dos mais diversos objetos. Como o nome Siederei já sugere, os componentes da tinta geralmente eram misturados uns com os outros em altas temperaturas.

Início da produção de tintas industriais

Até o início da era industrial, a laca era usada para realçar a cor dos objetos. Na era industrial, as tintas passaram a ter cada vez mais uma função protetora para manter o valor dos objetos e edifícios. Foram construídos sistemas para pintura industrial, o que tornava supérfluo o tedioso trabalho manual com o pincel. Os objetos podem ser pintados de maneira muito uniforme, despejando, rolando e mergulhando. Em 1882 já havia 1105 empresas na Alemanha produzindo tintas. No final do século 19, muitos dos maiores fabricantes alemães de tintas foram fundados, por exemplo, Herberts Lacke, Axalta, anteriormente DuPont ou Deutsche Amphibolinwerke . A forte concorrência do exterior finalmente levou à fundação da associação existente da indústria alemã de tintas e tintas de impressão em 1900. A revista mais importante da indústria, Farbe und Lack , foi fundada em 1893. Em 1916, o grupo de interesse das fábricas alemãs de tintas de alcatrão era fundada, que a partir de 1925 se tornou IG Farben foi renomeada.

No início do século 20, novos ligantes foram desenvolvidos, como Laccain (1902) ou Baquelita (1905). Em 1913, foram produzidas as primeiras resinas sintéticas de verniz, ou seja, ligantes totalmente sintetizados. Essas eram resinas fenólicas , seguidas por resinas de ureia em 1918 e resinas alquídicas em 1927. Em 1921, as lacas de nitrocelulose foram utilizadas pela primeira vez na pintura automotiva em série. Em 1934, as primeiras tintas de emulsão foram produzidas a partir de um aglutinante na forma de dispersão .

Com relação ao treinamento específico para laca, a pedra fundamental foi lançada em Krefeld em 1924 com o estabelecimento de um departamento de laca na escola local de tingimento e acabamento, parte da Universidade de Ciências Aplicadas de Niederrhein . As cores RAL ainda usuais no mercado foram publicadas pela primeira vez em 1924.

Desenvolvimento após a Segunda Guerra Mundial

A primeira inovação tecnológica após a Segunda Guerra Mundial foi o desenvolvimento de resinas epóxi em 1948. Já em 1949, as primeiras tintas à base de água foram produzidas. A partir de 1952, as tintas foram feitas na base de dispersão de plástico.

Em 1960, além da pintura por imersão anódica (ATL), que foi substituída em 1976 pela pintura por imersão catódica (KTL), surgiram as primeiras resinas de silicone e surgiram as primeiras aplicações de coil coating . Em 1966, a primeira planta alemã de pintura a pó foi colocada em operação, seguida de várias start-ups neste campo. Em 1975, os primeiros sistemas de mistura de cores chegaram ao mercado.

No passado recente, o aspecto ambiental tornou-se cada vez mais importante. No passado (1960-1970), a proporção de solventes orgânicos em tintas era de cerca de 50% - 70%, às vezes eram usados solventes prejudiciais, como compostos orgânicos clorados ou até mesmo benzeno . Nas décadas de 1970 e 1980, os solventes nocivos nas formulações de tintas foram substituídos e o conteúdo de solvente foi reduzido. Em 1983, os fabricantes alemães de tintas se comprometeram a reduzir os compostos orgânicos voláteis e os pigmentos contendo metais pesados , como o cromato de chumbo, nas formulações de tintas . Em 1985 , chegaram ao mercado as primeiras tintas de emulsão com baixas emissões e solventes, com até 10% de solventes orgânicos. Em comparação, as tintas de resina natural, resina sintética e resina alquídica têm um teor de solvente de até 60%.

Em 1996, foi o chamado pó-lama de água empastado tinta em pó introduzido. Em 1999, foram desenvolvidas tintas com efeito autolimpante.

Os desenvolvimentos atuais devem-se aos valores-limite ainda mais reduzidos de COV de acordo com a legislação da UE de 2007 e 2010 e os requisitos do REACH e GHS . Para que o cliente possa verificar se o produto que comprou está em conformidade com a diretiva Decopaint , o teor de solvente - expresso como um valor de VOC em gramas por litro - deve ser declarado na embalagem. O valor limite máximo permitido também está listado no recipiente e varia com os materiais de revestimento à base de água e à base de solvente.

Significado econômico

Cerca de 28 bilhões de litros de tinta foram produzidos em todo o mundo em 2007. Em relação a 2002, há um aumento na produção de 4,8%.

As maiores áreas de aplicação são tintas para construção (51% em quantidade, 43% em valor), tintas industriais (10% em quantidade, 11% em valor) e tintas em pó (9% em quantidade, 7% em valor). O importante setor de tintas automotivas , juntamente com tintas para aeronaves e outros meios de transporte, alcança 6% em quantidade e 8% em valor e está assim quase no mesmo nível que tintas anticorrosivas e tintas de madeira. O segmento com maior crescimento nos anos de 2002 a 2007 é a área de pintura a pó com aproximadamente 13% de crescimento.

Regionalmente, cerca de 35% de todas as tintas são vendidas na Europa , 30% na Ásia e 25% na América do Norte . O restante é dividido igualmente entre a América do Sul e a África . A Europa e a América do Norte registraram uma participação crescente, enquanto o consumo de tintas diminuiu em outras partes do mundo. Isso também pode ser verificado no consumo per capita , onde na América do Norte com cerca de 10 litros de tinta por habitante e ano e na Europa com 8 litros cerca de duas a quatro vezes mais tinta do que em outras partes do mundo.

Produção de tintas na Alemanha

Enchimento de tinta em latas

Em 2010, o volume de produção de tintas e vernizes na Alemanha foi de 2,04 milhões de toneladas, o que corresponde a um valor de produção de 4,26 mil milhões de euros. Isto corresponde a um acréscimo de 4% em quantidade ou 7% em valor face a 2009. Para além dos vernizes, esta informação inclui também as tintas de emulsão . Em 2010, as tintas de base solvente na Alemanha representavam 24% em quantidade (45% em valor). As tintas sem solventes, juntamente com as tintas em pó e as tintas de emulsão, têm uma quota de 77% em quantidade e 55% em valor. Existem cerca de 250 fabricantes de tintas de pequeno e médio porte na Alemanha. Alguns deles são altamente especializados e muitos deles atuam regionalmente.

A tabela a seguir mostra a produção de tintas e vernizes na Alemanha em 2010.

Classe de substância Produção anual em toneladas Vendas em milhões de euros Excelente
Tintas de resina alquídica (secagem ao ar) 65,103 220 à base de solvente
Tintas de resina alquídica (secagem a quente) 12.929 47 à base de solvente
Tintas a óleo, vernizes a óleo 7,179 60 à base de solvente
Vernizes de nitrato de celulose 16.720 54 à base de solvente
Tintas betuminosas e à base de alcatrão 7.157 21 à base de solvente
Cores baseadas em goma-laca ou similar 3.320 8º à base de solvente
Vernizes fenólicos, uréia e resina melamínica 20.231 40 à base de solvente
Tintas de poliéster 76.242 313 à base de solvente
Tintas de resina epóxi 66.563 219 à base de solvente
Tintas de resina de poliuretano 59.270 320 à base de solvente
Vernizes de poliestireno e resina polivinilica 21.906 78 à base de solvente
Tintas e vernizes à base de polímero acrílico 41.357 176 à base de solvente
Outras cores baseadas em polímeros sintéticos 45.236 207 à base de solvente
Tintas altamente sólidas 41.407 144 à base de solvente
Revestimentos em pó 63.658 246 solvente e água livre
Tintas de emulsão (dentro) 614,784 572 aquoso
Tintas de emulsão (fora) 133.898 196 aquoso
Primers e revestimentos 75.068 138 aquoso
Emplastros de resina 141.932 145 aquoso
Cola tintas e aquarelas 24.397 88 aquoso
Tintas de silicato 29.782 59 aquoso
Emplastros de silicato 43.112 32 aquoso
Tintas de dispersão 119,193 305 aquoso
Eletroforese e outras tintas à base de água 13.656 31 aquoso
Resinas aquosas fenólicas, ureicas e melamínicas 778 4º aquoso
Tinta e outros enchimentos 176.968 128 aquoso
Tintas de resina de silicone 6.815 Dia 25 aquoso
Emplastros de resina de silicone 28.201 34 aquoso
Outras cores baseadas em polímeros sintéticos 77.841 334 aquoso
Outras cores baseadas em polímeros naturais 2.295 11 aquoso

Em 2010, foram produzidas 484.620 toneladas de tintas e vernizes à base de solventes e 1.488.720 toneladas de água. Estes valores totalizaram 1.909 e 2.101 milhões de euros, respetivamente.

Classificação

Com a variedade de vernizes, diferentes formas de classificação são comuns.

As tintas são classificadas de acordo com a formulação ou processamento de aspectos, tais como o tipo de aglutinante (exemplo: óleo de tinta ), tipo de solvente (exemplo: tintas espirituosas ), método de secagem (secagem ao ar, secagem térmica, ou como stoving tinta ) ou área de aplicação (exemplo: pintura automotiva ).

A subdivisão de acordo com as propriedades da superfície divide as tintas de acordo com a aparência da superfície. O tipo de formulação pode produzir superfícies mate opacas (como superfícies de toque suave em interiores de veículos) a alto brilho (para lacas de piano ). Da mesma forma, dependendo do tipo de formulação, podem ser produzidos vernizes lisos a altamente estruturados, ou seja, vernizes com acabamento em martelo e marcações rachadas ou vernizes que causam encolhimento.

Os vernizes tradicionais são feitos de plantas, de resinas como copal e breu . Goma laca das secreções de uma espécie asiática de piolhos. Em Asian laca é laca chinesa , a laca chinesa ea arte laca japonesa , a partir do suco ferida da árvore de laca com adição de vermelhão ou carbono negro produzido nas cores da pintura clássica vermelho e preto.

Às vezes, as tintas são classificadas de acordo com propriedades especiais (mais ou menos arbitrariamente). Uma laca transparente é uma laca transparente que não contém nenhum pigmento corante . O verniz tensor tensiona o papel e o tecido à medida que os seca, fortalece e impregna. A tinta por imersão é uma tinta que é aplicada mergulhando a peça de trabalho na tinta (consulte a pintura por imersão anódica e catódica ). As tintas de efeito mostram um chamado fracasso , ou seja, uma mudança no brilho ou na cor , dependendo da direção da visão e da iluminação .

Revestimentos mais especiais fornecem, por exemplo, tinta acrílica , tinta de resina alquídica , verniz de violino , laca japonesa , tinta para vinho , tinta condutora , fotorresiste de endurecimento UV para fabricação de placa de circuito impresso, verniz de unha , laca de nitrocelulose , revestimento em pó, cera de vedação , verniz ( piano), verniz de proteção, tinta de resina de silicone , Alulack resistente ao calor para tubos de forno, agentes desmoldantes e representantes em spray .

composição

Uma tinta consiste em solventes voláteis e componentes não voláteis. O solvente (o componente volátil) evapora durante o processo de secagem, enquanto os componentes não voláteis aderem ao objeto pintado como uma película lisa. Os componentes não voláteis são ligantes , pigmentos, óleos, resinas, cargas e aditivos. O ligante garante uma suspensão boa e uniforme de pigmentos e solventes na tinta, é responsável por um processo de secagem ideal (sem bolhas) e pelo brilho após a secagem. A base essencial de uma tinta é o aglutinante e o solvente. Os pigmentos não são um componente necessário de uma tinta. Existem também revestimentos transparentes sem pigmento e revestimentos em pó sem solventes. A tinta deve ser durável e não descascar da superfície. A laca forma uma camada sólida no substrato. Se a superfície estiver contaminada, não há boa aderência entre o substrato e a tinta no caso de cargas mecânicas ou influências ambientais. Em muitos casos, o descascamento de uma tinta é devido à má limpeza, desengorduramento ou remoção de ferrugem dos materiais pintados.

encadernador

O termo aglutinante é frequentemente usado apenas para a parte formadora de filme ( agente formador de filme); estritamente falando, a parte não volátil dos aditivos também deve ser incluída, uma vez que não faz parte da fase integrada (pigmentos e cargas) .

Fundo da lata de uma laca incolor 2K. Antes do uso, o endurecedor é adicionado à laca puxando a caneta e misturado com agitação.

Os ligantes modernos ( polímeros ) são oferecidos como uma dispersão em uma solução aquosa ou dissolvidos em um solvente como um sistema de um componente (tintas 1K). Em sistemas de dois componentes (tintas 2K), o agente de ligação consiste em resina sintética e endurecedor. Eles são armazenados separadamente. Os dois componentes são misturados pouco antes do processamento. Eles reagem quimicamente e endurecem (sem secar) se não contiverem solventes. Na maioria dos sistemas 2K, ocorrem os processos de endurecimento e secagem. Os ligantes tradicionais em vernizes a óleo incluem resinas naturais , bem como óleos ( tinta a óleo ) e componentes vegetais ( verniz chinês , verniz japonês). Se o ligante não estiver na forma líquida, um solvente que seja capaz de dissolver o ligante é necessário como um componente adicional. Os solventes em tintas de secagem física devem ser incolores, não devem ter um impacto negativo sobre o agente de ligação e devem evaporar sem deixar qualquer resíduo. Uma vez que a maioria dos solventes para tintas são solventes orgânicos, alguns dos quais são tóxicos ou inflamáveis, há uma tendência crescente para sistemas sem solvente, isto é, tintas em pó ou suspensões de partículas de tinta em água. Outra possibilidade de trabalhar sem solvente (livre de emissão) é usar sistemas de verniz de cura por radiação ( cura por radiação ). Com essa tecnologia, um monômero atua como um “solvente”, que se polimeriza no filme de tinta durante a cura. É um aglutinante de baixo peso molecular com baixa pressão de vapor, que cura quimicamente por meio de processos induzidos por UV (em frações de segundo). Uma lâmpada UV de alto desempenho geralmente é usada como fonte de radiação.

Se a transparência natural do ligante (às vezes com uma tonalidade amarela ) deve ser alterada, pigmentos são adicionados. O aglutinante serve como uma matriz para os pigmentos e os embute em uma ligação sólida.

Depois que a tinta foi aplicada e seca, os formadores de filme formam uma camada coesiva (o filme) com boas propriedades químicas e mecânicas (dureza). Os formadores de filme se transformam em compostos de alto peso molecular durante o processo de cura. Formadores de filme de baixo peso molecular são, por exemplo, nitrocelulose , copolímeros de cloreto de vinila-acetato de vinila, formadores de filme de alto peso molecular são, por exemplo, resinas de poliéster insaturado e resinas epóxi. Formadores de filme de tintas de secagem física (como borracha clorada, polímeros de vinil, copolímeros de estireno-butadieno, silicones) não apresentam nenhuma reação química entre as substâncias macromoleculares durante o processo de secagem ( evaporação do solvente). Esses revestimentos podem ser inchados novamente e parcialmente dissolvidos por um solvente. Formadores de película de reticulação insaturado ( resinas de poliéster , ésteres de ácido acrílico , resinas epóxi , resinas alquídicas ou resinas de poliéster) pode, por exemplo, reticulação com resinas fenólicas ou de melamina e pode não ser dissolvido por um solvente depois da tinta ter secado. Os revestimentos de laca mostram apenas uma capacidade de expansão muito fraca sob a influência de solventes. É feita uma distinção entre resinas naturais ( breu , dammar ) e resinas sintéticas. As resinas são importantes para uma melhor adesão ao substrato e o brilho da pintura.

Óleos de Endurecimento

As tintas a óleo contêm óleos vegetais endurecedores , que são denominados de forma imprecisa como óleos " secantes ".

O endurecimento é baseado na reação química do oxigênio do ar com os ácidos graxos insaturados , o que leva a uma reticulação das moléculas; no caso do óleo de linhaça, é produzida a linoxina . Os chamados sicativos (geralmente naftenato de cobalto) promovem uma rede radical . Ocasionalmente , são adicionados solventes naturais ( terebintina , óleo de casca de laranja ) ou sintéticos (óleos 1,4-polibutadieno). A solidificação da cor só ocorre quando é utilizado solvente, também parcialmente por secagem . Dependendo do óleo vegetal usado, as tintas a óleo tendem a amarelar. O contato frequente com a água leva à hidrólise das ligações éster, o que reduz a durabilidade, principalmente de tintas a óleo com solventes à base de água, e leva a um efeito de lavagem nas superfícies pintadas. O tempo de secagem é geralmente mais longo do que com tintas convencionais. Tinta de óleo de linhaça também é usada para primer do aço estrutural usado.

As tintas a óleo com mistura de resinas são chamadas de verniz . Se pigmentos forem adicionados além de resinas , um verniz de óleo ou verniz de resina natural é obtido . Os vernizes de óleo são conhecidos na China há mais de 2.000 anos e ainda são usados ​​(às vezes com ligantes sintéticos). A proporção de solventes pode ser de até 60%, mas agora também são produzidas tintas emulsionadas com água.

Derivados de celulose

Os ésteres de celulose devem ser mencionados em primeiro lugar . Os nitratos de celulose ( nitrocelulose ) são conhecidos para fins de pintura desde 1855 (Parkes). Foi só por volta de 1880 que se reconheceu que solventes como o acetato de etila eram bem adequados que grandes quantidades foram produzidas. Então, por volta de 1920, ocorreu o avanço técnico dos nitratos de celulose na pintura da produção automotiva. Ao contrário dos vernizes de óleo, que exigiam um longo tempo de secagem devido ao oxigênio do ar, os vernizes de nitrocelulose curam rapidamente. A partir de 1930, as lacas de nitrocelulose foram misturadas com resinas alquídicas. Com esta pasta de laca, metal, madeira e tecido agora podem ser envernizados. As áreas de aplicação atuais das lacas de nitrocelulose são: lacas para móveis, lacas de metal, lacas de folha, lacas têxteis e de couro, lacas para unhas. Em 2007, 27.000 toneladas de lacas de nitrocelulose foram produzidas na Alemanha. O acetato de celulose , utilizado em soluções, por exemplo, como verniz isolante elétrico, também vem ganhando importância.

Derivados de açúcar

Açúcares como mono- ou dissacarídeos são adequados como compostos poli-hidroxilados como materiais de partida para a produção de tintas. Ao reagir sacarídeos com óxido de etileno ou óxido de propileno , são obtidos polióis que podem ser condensados com outros componentes, como ureia ou formaldeído . Ao oxidar sacarídeos, ácidos orgânicos podem ser obtidos, que por sua vez podem ser convertidos em poliésteres . De particular importância são compostos formados pela junção de vinilo - acrilato ou - grupos de acrilato de metilo são formados para os sacáridos. Isso é usado para produzir dispersões como ligantes para tintas, como tintas para madeira, a proporção de matérias-primas renováveis ​​nessas tintas sendo superior a 60%. As resinas alquídicas à base de água com base em sacarose e ésteres metílicos de ácidos graxos agora também podem ser sintetizadas com sucesso. A isossorbida pode ser sintetizada a partir da glicose por meio do sorbitol , que é usado como bloco de construção para revestimentos em pó.

Resinas alquídicas

Tinta de resina alquídica para revestimento de madeira / metal

O tempo de secagem das tintas a óleo tornou-se um critério importante na produção industrial em massa de eletrodomésticos e pequenas peças. Tintas de secagem rápida também eram necessárias na construção residencial. Com o desenvolvimento de tintas de resina alquídica por volta de 1930, um formador de filme muito bom foi encontrado.

Naquela época, as resinas alquídicas consistiam principalmente em um ácido dicarboxílico (ácido ftálico ), um poliálcool (principalmente glicerina ), bem como óleo de linhaça e óleo de soja. A partir de 1945 também foram produzidas resinas alquídicas mistas com estireno. Esses copolímeros apresentaram secagem mais rápida, maior resistência às intempéries, maior dureza superficial e menor amarelecimento. As resinas alquídicas podem ser combinadas com muitos outros formadores de filme - como resinas fenólicas, nitrocelulose ou resinas epóxi. Outra modificação são as resinas alquídicas acriladas, isto é, copolímeros com ésteres de ácido acrílico e resinas alquídicas modificadas com uretano , que são caracterizadas por maior dureza e maior resistência a produtos químicos.

As lacas de resina alquídica contêm resinas sintéticas sintéticas como aglutinantes, razão pela qual também são chamadas de lacas de resina sintética. Devido ao seu conteúdo de solvente relativamente alto, eles também têm um impacto negativo no meio ambiente e na saúde. As tintas de resina alquídica são adequadas para madeira e metal, tanto em ambientes internos quanto externos.

Poliacrilatos

Os vernizes de dispersão (vernizes acrílicos ou à base de água) consistem em dispersões plásticas diluíveis em água à base de ésteres de ácido acrílico polimerizados . A proporção de solventes orgânicos de até dez por cento é muito baixa. As tintas de dispersão são adequadas para o revestimento de uma ampla variedade de superfícies, tanto internas quanto externas.

Resinas epóxi

As tintas de resina epóxi geralmente consistem em sistemas de 2 componentes (2K) que são misturados antes da pintura. A tinta deve ser aplicada rapidamente após a mistura dos componentes, pois o período de aplicação ("pot life") é curto. As resinas epóxi são poliaductos de epicloridrina com bisfenol A . Estes são reticulados com um endurecedor. À temperatura ambiente os tempos de cura rondam as 12 horas, a 120 ° C cerca de 30 minutos. Em combinação com resinas amino, resinas epóxi também podem ser usadas como esmaltes de estufa . Nesse processo, o fichário consiste em apenas um componente. As temperaturas em torno de 160 a 200 ° C são usadas aqui.

Poliuretanos

As tintas monocomponentes ou multicomponentes (tintas de reação) consistem em um ou mais componentes que reagem com o ar após a aplicação ou entre si após terem sido misturados. Isso inclui tintas de poliuretano (PUR). Por apresentarem alto teor de solventes e isocianatos , são prejudiciais ao meio ambiente e à saúde. Devido à sua alta resistência, são utilizados no setor comercial para a vedação de pisos de parquete e móveis.

Pigmentos

Os pigmentos recobrem o material revestido e são decisivos para a impressão da cor. Os pigmentos também garantem que a tinta seja mais resistente à corrosão da radiação UV. O tamanho médio do grão das partículas é decisivo para a impressão e intensidade da cor. Quanto menor for o tamanho do grão, maior será a força da cor. O diâmetro da partícula deve ser preferencialmente entre 0,1 e 2,0 μm.

O pigmento mais importante para tintas é o pigmento branco dióxido de titânio . Cerca de 2,4 milhões de toneladas desse pigmento foram utilizadas para revestimentos em todo o mundo em 2008. A indústria de tintas (incluindo tintas de emulsão ) é a principal área de aplicação do dióxido de titânio. Pigmentos inorgânicos coloridos muito importantes são os óxidos de ferro (185.000 toneladas para a indústria de tintas, 1989): Fe 2 O 3 (vermelho), Fe 3 O 4 (preto), FeOOH (amarelo).

Outra classe importante de pigmentos inorgânicos para a indústria de tintas são os pigmentos de molibdato de chumbo, com uma composição variável de Pb (Cr, S, Mo) O 4 . O cromato de chumbo amarelo PbCrO 4 (nocivo à saúde, venenoso, possivelmente carcinogênico sem ligação com laca) com alta opacidade e força de cor, boa estabilidade térmica pertencia a esta categoria e ainda era utilizado na indústria de laca nos anos noventa. Os pigmentos de molibdato de chumbo são venenosos, mas não há perigo na tinta seca. O consumo anual dessa classe de substâncias em 1988 foi de 130.000 toneladas.

Outros pigmentos inorgânicos importantes são Cr 2 O 3 (cor verde, 20.000 toneladas para a indústria de tintas em 1988), pigmentos ultramarinos (cor azul, vermelho e verde, 30.000 toneladas por ano para a indústria de tintas em 1988), pigmentos azul ferro (composição : M (I) Fe (III) (CN) 6 , 50.000 toneladas para a indústria de tintas em 1988), pigmentos perolizados (finas camadas de interferência, por exemplo feitas de TiO 2 em mica ou outros substratos em forma de plaquetas, com outros óxidos, cores: preto, ouro, cinza azulado, prata).

Muitos pigmentos orgânicos também são usados ​​na indústria de tintas. Os pigmentos orgânicos geralmente têm maior absorção de luz, maior força de cor e menor poder de cobertura do que os pigmentos inorgânicos. Misturas de pigmentos inorgânicos e orgânicos são usadas para equilibrar os efeitos. Os grupos de pigmentos orgânicos mais importantes são os pigmentos azo e os pigmentos ftalocianina de cobre . Representantes importantes dos tons de amarelo são, por exemplo, CI Pigment Yellow 1 (Hansa-Gelb G, um pigmento orgânico muito antigo usado em tintas, 1910) e CI Pigment Yellow 74. Pigmentos azuis e verdes importantes são as variantes de ftalocianina de cobre (azul : CI Pigmento Azul 15: 1 a 15: 6, verde: CI Pigmento Verde 7 e 36).

Enchimentos

Os enchimentos usados ​​com frequência são carbonato de cálcio (giz), sulfato de bário (longarina) e caulim . Você reduz os custos da formulação substituindo parcialmente os pigmentos. Além disso, servem para definir o grau de brilho, uma estrutura de superfície definida e a melhoria das propriedades mecânicas.

Materiais auxiliares

Aditivos ou auxiliares alteram as propriedades do filme de tinta, como sua vida útil (biocidas, aditivos antimicrobianos que controlam o crescimento de microrganismos em líquidos aquosos ou a destruição de filmes secos) ou a processabilidade (auxiliares de umectação e dispersão, secantes , antioxidantes) . Os aceleradores de endurecimento levam a um endurecimento mais rápido da película de tinta. Os plastificantes reduzem a faixa de amolecimento do ligante e garantem melhor elasticidade dos filmes de tinta. Um exemplo de um plastificante importante é o dioctil ftalato . As substâncias biocidas (liberadores de formaldeído ou isotiazolinonas) evitam que as tintas se tornem inutilizáveis ​​pelos microrganismos.

Os aditivos aumentam a vida útil e tornam o processamento mais fácil. Eles preservam, garantem a formação de filme ou uma certa elasticidade ou maciez, evitam a “formação de película” no recipiente (lata, pote) e proporcionam certa viscosidade que torna a tinta livre de respingos, ou aceleram a secagem (secantes). Os conservantes (conservantes em lata), necessários para tintas e esmaltes diluíveis em água, são substâncias biocidas destinadas a evitar que a tinta no recipiente se torne inutilizável devido a microorganismos. Normalmente, são usados liberadores de formaldeído ou isotiazolinonas . Existem requisitos de rotulagem para conservantes tanto no regulamento CLP (dependente da concentração) quanto no regulamento sobre produtos biocidas ( independente da concentração). Existem também diretrizes dentro da indústria.

solvente

Em contraste com outros componentes da tinta, os solventes não fazem parte da camada de tinta produzida. Eles são usados ​​principalmente para ajustar as propriedades da tinta durante o processo de revestimento e a formação do filme. Os solventes orgânicos estão cada vez mais sendo substituídos pela água como solvente. Os sistemas de pintura formulados convencionalmente contêm de 45 a 65% de solventes. As tintas mais modernas com alto teor de sólidos contêm de 3 a 25% de solventes orgânicos, dependendo da aplicação. Mesmo as tintas à base de água contêm cerca de 10% de solventes orgânicos, que são usados ​​ali como os chamados co-solventes. Desde 2010, os valores máximos permitidos para solventes em tintas foram regulamentados no regulamento ChemVOCFarb e devem ser declarados. Está sujeito às tintas e vernizes que se destinam ao sector da construção, com excepção de pontes e piscinas, ou ao sector automóvel, com excepção de veículos ferroviários e aeronaves. Os sistemas sem solvente são, por exemplo, revestimentos em pó ou sistemas que contêm apenas diluentes reativos . Isso significa substâncias que agem como solventes, mas se reticulam com os ligantes. Portanto, eles não são liberados no meio ambiente quando a tinta é endurecida.

Os solventes melhoram o comportamento de umedecimento, diminuindo a tensão superficial da tinta. Ao diminuir a viscosidade , o material de pintura pode ser ajustado às propriedades de fluxo necessárias para o processamento, como pulverização ou pincelada . Como as misturas de solventes são mais utilizadas, é possível controlar o comportamento durante a formação do filme, selecionando os solventes individuais de acordo com seu comportamento de evaporação .

Os solventes de tintas são divididos em solventes ativos (dissolvem o formador de filme sem agentes auxiliares), solventes latentes (dissolvem o formador de filme apenas em combinação com solventes ativos ou não solventes) e não solventes. Essa subdivisão é feita separadamente para cada agente de ligação. Também é feita uma distinção de acordo com o comportamento de evaporação, em que a classificação clássica em baixa, média e alta ebulição é geralmente substituída pelo número de evaporação VZ. Isso indica o tempo de evaporação com base em éter dietílico (VZ = 1). É feita uma distinção entre solventes voláteis (<10), médios voláteis (10 a 35), baixa volatilidade (35 a 50) e muito pouco voláteis (> 50).

Na formulação de tintas, são utilizadas combinações de solventes de baixa, média e baixa volatilidade. Os solventes altamente voláteis são usados ​​para secagem rápida, os solventes médio-voláteis para melhor desgaseificação, os solventes de baixa volatilidade melhoram o nivelamento e o brilho do revestimento. O solvente menos volátil deve ser um solvente real para o aglutinante usado, caso contrário, há o risco de formação de crateras e manchas .

Os maioria dos solventes de tinta importantes pertencem aos grupos de substâncias alifáticos , cicloalifáticos e aromáticos de hidrocarbonetos , álcoois , glicóis , éteres de glicol , cetonas e ésteres . Fora da Europa, os hidrocarbonetos terpênicos e os hidrocarbonetos clorados ainda são usados. O uso de solventes naturais, terpenos cítricos, óleo de terebintina e bálsamo de larício é principalmente limitado a resinas naturais e vernizes oleosos.

Como substâncias individuais são o n-hexano , o álcool branco e o ciclohexano no alifático e o xileno , e o solvente nafta podem ser mencionados os hidrocarbonetos aromáticos. Os álcoois mais importantes são propanol , n-butanol e isobutanol . Éteres de glicol são importantes butilglicol , butildiglicol , etileno glicol e dietilglicol ésteres importantes são acetato de butilo , acetato de etilo e acetato de 2-butoxietanol . Butanona e acetona são cetonas freqüentemente usadas.

Produção de tintas

As grandes empresas de tintas freqüentemente produzem as próprias matérias-primas, como resinas alquídicas e acrílicas. As fábricas de tintas também precisam de pigmentos com tamanho de grão apropriado, estabilidade de cor e outros produtos da indústria química. A produção de verniz inclui a introdução uniforme e umedecimento dos pigmentos no sistema aglutinante. Uma simples dispersão por agitação não é suficiente para muitas aplicações. Muitos pigmentos só podem ser usados ​​em determinados sistemas de aglutinante. Muitos dispositivos são usados ​​por fabricantes de tintas para garantir que os pigmentos e os aglutinantes de tinta sejam devidamente misturados. Os seguintes são importantes: agitadores de alta velocidade, dissolventes, amassadores, moinhos de tremonha, máquinas de laminação, moinhos de bolas, moinhos agitadores.

Às vezes, as tintas ainda contêm partículas grossas indesejadas que precisam ser separadas. Peneiras vibratórias , cartuchos de filtros , placa filtros e centrífugas são usados em este processo .

Processo de revestimento

De acordo com a DIN EN 971-1: 1996-09, uma aplicação que consiste em várias camadas de tinta deve cumprir várias tarefas:

  • A primeira camada a ser aplicada (primer coat) deve ser um promotor de adesão que possibilite propriedades como proteção contra corrosão em metais e / ou cobertura de superfície antiestética.
  • A camada do meio é chamada de preenchimento, ela contém um número maior de pigmentos e pode, portanto, ser aplicada em uma camada mais espessa para uniformizar pequenos desníveis.
  • A camada de coloração (tinta à base de água, tinta de cor sólida ou tinta metálica (tinta solvente))
  • A camada superior, a camada superior, deve ser uma camada transparente que forneça brilho, dureza, resistência às intempéries, resistência à luz e solidez da cor da camada de coloração.

Deslize e role

No uso doméstico, o verniz é aplicado com pincel, a dispersão de resina acrílica para pintura de parede com rolo.

Splash and spray

Os tipos de aplicação mais comuns na indústria de tintas são pulverização e pulverização. São utilizados atomizadores de pressão para pulverização, que aplicam a tinta por meio de compressor no processo de baixa pressão (0,5–0,7 bar), alta pressão (1–8 bar) ou airless (60–250 bar).

Pintura por imersão

Uma peça de trabalho é imersa na tinta. Na pintura por eletrodeposição, um campo elétrico de 50–300 V é aplicado em uma solução de tinta com formadores de filme adequados e a peça de trabalho é conectada como aterramento . O revestimento de eletrodeposição foi desenvolvido pela Ford como um revestimento anódico por imersão para a produção de um revestimento protetor para carros e é usado como um revestimento catódico por imersão em toda a indústria automotiva.

Processos de pulverização eletrostática

Este processo usa um campo eletrostático de alta tensão de 80 a 150 kV. Os atomizadores rotativos de tinta (atomizadores rotativos de alta velocidade) são freqüentemente usados.

Os pós aglutinantes pigmentados são usados ​​para revestimentos em pó sem solventes. O processo foi introduzido na indústria de tintas em 1965. Em revestimentos em pó e outras tintas, substâncias iônicas ( dodecilsulfato de sódio ) são introduzidas no formador de filme (geralmente resina epóxi) com uma carga elétrica.

Os revestimentos em pó podem ser carregados eletricamente usando um eletrodo de alta tensão. A aplicação de um primer eletrostático em materiais como plástico ou metais reduz significativamente a quantidade de tinta usada ao pintar em spray. Esse processo ocorre de forma totalmente automática com robôs.

Revestimento de bobina

No revestimento de bobinas, uma tira de metal é continuamente revestida com tinta entre os rolos. A tira de metal pintada então corre sobre uma zona de forno, onde a tinta endurece. Ele é usado nos Estados Unidos desde 1957 e na Alemanha desde 1960. O processo de coil coating consolidou-se em muito pouco tempo para o revestimento de todos os eletrodomésticos brancos (máquinas de lavar, geladeiras, secadoras). O consumo de tinta foi reduzido consideravelmente por meio de processos modernos.

adicional

Testes de pintura

Numerosos testes são realizados em tintas úmidas e camadas de tinta acabadas. A seguir está uma lista de procedimentos de teste / testes relevantes para tintas.

Testes em tinta úmida (formulário de entrega)

Testes em camadas de tinta acabadas

Áreas de aplicação

As tintas são utilizadas sempre que as superfícies estão permanentemente expostas a influências externas, como intempéries, uso mecânico e outros e devem ser protegidas contra elas. Em muitos casos, a laca também era usada em artes e ofícios para o design colorido de superfícies, ou seja, na pintura , escultura em laca e pintura em laca . A China foi o ponto de partida para esse desenvolvimento . O único museu do mundo para arte em laca fica em Münster .

Os comprimidos podem ser revestidos com lacas não tóxicas para os seres humanos, a fim de controlar a libertação das substâncias ativas ou protegê-las ( comprimidos revestidos por película ).

Se a madeira for revestida com verniz, a umidade que penetrou na madeira devido a possíveis ferimentos ou rachaduras por estresse não pode mais evaporar através da película estanque à água (vapor). A madeira incha e leva a mais fissuras de tensão e à decomposição da madeira. Portanto, é mais provável que a madeira para uso externo seja oleada, o que também cria uma superfície repelente de água que não é à prova de vapor d'água. Além disso, a proteção construtiva da madeira (evita salpicos, superfícies inclinadas das quais a água pode escoar) tenta desviar a água da madeira.

No campo do revestimento metálico, a principal área de aplicação dos sistemas de pintura é a proteção contra corrosão. Sem um revestimento suficiente (por exemplo, com primer anti-ferrugem e acabamento), os metais mais comuns (aço carbono) seriam atacados (oxidados) em climas úmidos e, portanto, restritos em suas propriedades de uso devido aos fenômenos de corrosão.

O revestimento de plástico é geralmente um sistema de pintura de 1 ou 2 camadas com um primer (primer) e acabamento ou apenas um acabamento (colorido ou transparente). Uma estrutura de 3 camadas é necessária assim que a camada intermediária (camada de base colorida) por si só não pode garantir a adesão ao substrato ou a cor ou o efeito requer uma camada de primer colorida.

Também nas roupas de pintura ocorrem esses processos de revestimento.

Fabricante de tintas

A indústria de fabricação de tintas emprega muitas pessoas e as empresas estão espalhadas por toda a Alemanha. No entanto, as empresas que atuam na área de produção de tintas dificilmente são notadas pelo público. A seguir está uma lista de fabricantes de tintas da Alemanha e do exterior.

Fabricante de tintas da Alemanha

Fabricantes de tintas do exterior

literatura

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Links da web

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