Otimização dos métodos de dispersão de tintas aquosas

Detalhes bibliográficos
Autor(a) principal: Carvalho, Daniela Patrícia Gonçalves
Data de Publicação: 2024
Tipo de documento: Dissertação
Idioma: por
Título da fonte: Repositório Científico de Acesso Aberto de Portugal (Repositórios Cientìficos)
Texto Completo: http://hdl.handle.net/10400.21/17036
Resumo: Trabalho final de Mestrado para obtenção do grau de Mestre em Engenharia Química e Biológica – Perfil de Processos Químicos
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spelling Otimização dos métodos de dispersão de tintas aquosasDióxido de titânioTintas aquosasProcesso de DispersãoDispersanteTitanium dioxideAqueous paintsDispersion processTrabalho final de Mestrado para obtenção do grau de Mestre em Engenharia Química e Biológica – Perfil de Processos QuímicosO processo de fabrico de uma tinta divide-se essencialmente em três etapas sendo elas a pré-mistura, a dispersão e o acabamento. Nesta dissertação, o foco do trabalho é a etapa de dispersão. A dispersão da tinta é um processo altamente complexo e refere-se à distribuição dos pigmentos e cargas ao longo de um meio líquido e que consiste na redução do tamanho de partícula dos pigmentos através de mecanismos químicos, físicos e forças mecânicas. Pretende-se que a diminuição dos aglomerados de partículas seja o maior possível, pois isso aumentará a qualidade da dispersão e o desempenho dos pigmentos e cargas. Assim a análise das matérias-primas chave para ajudar na dispersão (aditivos dispersantes), que consistem em diferentes substâncias químicas, foram estudadas em diferentes dosagens, tendo sido delineado um plano experimental com as diferentes substâncias químicas em diferentes proporções e identificou-se os ensaios que contribuem para a verificação de uma correta dispersão para além da caracterização normal das tintas. Uma das matérias-primas responsável por propriedades como poder de cobertura, brancura, resistência e durabilidade das tintas é o dióxido de titânio. Esta matéria-prima trata-se de um pigmento muito utilizado nas tintas, é um sólido que tem de ser disperso num meio aquoso de forma a alcançar um tamanho de partícula para que as características acima referidas obtenham a sua maior eficácia. Assim, a dispersão do dióxido de titânio, entre outros componentes, é uma etapa fundamental no fabrico de tintas. Fabricaram-se três tintas diferentes, sendo uma delas uma tinta de interior para tetos, uma tinta de acabamento para interior/exterior e uma tinta plástica aquosa para paredes interiores. O estudo foi feito de forma idêntica para todas, estudando as mesmas substâncias químicas. Relativamente às quantidades de substâncias químicas estudadas estas sofreram alterações, para as duas primeiras tintas foram estudadas exatamente as mesmas quantidades, a segunda tinta foi ainda preparada com uma combinação dos melhores dispersantes e dos melhores molhantes/dispersantes tendo sido ajustadas as quantidades ao teor em sólidos. Finalmente uma última tinta foi estudada através de uma combinação de dispersantes em quantidades adaptadas ao teor em sólidos. Todas as tintas fabricadas foram caracterizadas e comparadas com o seu respetivo padrão de fábrica. Verifica-se que de uma forma geral foi obtida uma boa dispersão em todas as tintas, de acordo com os resultados obtidos. As características essenciais que nos permitem identificar se a dispersão foi completa são a opacidade em seco (propriedade em que o dióxido de titânio contribui mais) e os testes de distribuição de tamanho de partículas, sendo que a análise por difração a laser não foi conclusiva. 4 De uma maneira genérica, pode-se concluir que os melhores dispersantes são diferentes de acordo com as tintas a preparar, uma vez que as mesmas apresentam componentes diferentes, distintas formulações e consequentemente, díspares interações químicas.The paint manufacturing process is essentially divided into three stages: pre-mixing, dispersing and finishing. In this dissertation, the focus is on the dispersion stage. Paint dispersion is a highly complex process and refers to the distribution of pigments and fillers throughout a liquid medium. It consists of reducing the particle size of the pigments through chemical and physical mechanisms and mechanical forces. The aim is to reduce particle agglomerates as much as possible, as this will increase the quality of the dispersion and the performance of the pigments and fillers. Therefore, the analysis of critical raw materials to help with dispersion (dispersant additives), which consist of different chemical substances, was studied in different dosages. An experimental plan was drawn up with the different chemical substances in different portions and the tests that contribute to correct dispersion were identified, in addition to the routine characterization of the paints. One of the raw materials responsible for properties such as covering power, whiteness, resistance and durability of paints is titanium dioxide. This raw material is pigment widely used in paints. A solid must be dispersed in an aqueous medium to reach a particle size so that the above-mentioned characteristics are most effective. Thus, the dispersion of titanium dioxide, among other components, is a fundamental stage in manufacturing paints. Three different paints were manufactured: an interior paint for ceilings, a finishing paint for interior/exterior and an aqueous plastic paint for interior walls. The study was carried out the same way for all of them, studying the same chemical substances. About the quantities of chemical substances studied, were adjusted. For the first two paints, the same quantities were studied, while the second paint was prepared with a combination of the best dispersants and the best wetting/dispersing agents, and the quantities were adjusted to the solids content. Finally, the last paint was studied using a combination of dispersants in quantities adapted to the solids content. All the paints manufactured were characterized and compared with their respective factory standard. Based on the obtained results, it can be concluded that good dispersion was achieved in all of the paints. Dry opacity, which is mostly contributed by titanium dioxide, and particle size distribution tests are the main characteristics that allow us to identify whether the dispersion was complete, while laser diffraction analysis was inconclusive and could not provide any conclusive evidence. It is evident that the best dispersants for paint preparation differ depending on the specific components, formulations and chemical interactions involved.Pereira, anaCoelho, JoséRCIPLCarvalho, Daniela Patrícia Gonçalves2024-02-01T11:16:07Z20242024-01-01T00:00:00Zinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisapplication/pdfhttp://hdl.handle.net/10400.21/17036TID:203471733porCarvalho, Daniela Patrícia Gonçalves - Otimização dos métodos de dispersão de tintas aquosas. Lisboa: Instituto Superior de Engenharia de Lisboa, 2024. 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