Tintas e Revestimentos

Caulim calcinado para substituição do dióxido de titânio aplicado em tintas

Quimica e Derivados
8 de agosto de 2014
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    Resultados e discussões – As variações de tonalidades apresentadas desde o caulim natural até sua calcinação completa, nas temperaturas de 850ºC, 950ºC, 1000ºC e 1100ºC, são demonstradas nas Figuras 3, 4 e 5.

    Química e Derivados, Viscosidade e Densidade das tintas semibrilho

    Viscosidade e Densidade das tintas semibrilho

    Observa-se na calcinação do caulim A e B o aparecimento da coloração rosada em temperaturas de 850 a 950ºC. No caulim C, o aparecimento da tonalidade amarela. Após a completa calcinação, em temperatura de 1100ºC, visualizaram-se as tonalidades de branco mais relevantes no caulim A e B, sendo o C um tom branco, mas com característica amarelada.

    Souto (2009) afirma que o tom rosado presente é resultante da hematita presente no mineral. Essa coloração se apresentou mais intensa durante a calcinação dos caulins A e B. A cor amarela presente no caulim calcinado C se deve ao teor de titânio presente na amostra. A intensidade da cor varia em razão da quantidade de óxido presentes, como também da presença de outros minerais e da atmosfera oxidante da calcinação.

    Química e Derivados, Alvura das tintas semibrilho por colorimetria

    Alvura das tintas semibrilho por colorimetria

    A análise química por ensaio de espectrometria de fluorescência de raios X dos caulins A, B e C está expressa pela Tabela 2. O caulim revelou alto percentual de óxido de silício (SiO2). Para o óxido de alumínio (Al2O3), os valores percentuais também foram parecidos ao caulim A e B.

    As Figuras 6 e 7 representam as amostras de caulim A e B calcinado á 1100ºC, onde existe a presença da estrutura cristalina mulita (3Al2O3.2SiO2) e óxido de silício cristalino (SiO2). A Figura 8 mostra o difratograma da amostra C, percebe-se apenas a formação da fase cristalina mulita.

    Ressalta-se que, de acordo com Murray (2007), em temperatura de calcinação de 1100ºC, é verificada a presença de mulita e cristobalita, como exibido na equação (4). A formação de mulita cristalina ficou evidenciada nas três amostras de caulins calcinados. Junto à mulita, também há evidências de sílica amorfa.

    Química e Derivados, Brilho das tintas semibrilho (UB)

    Brilho das tintas semibrilho (UB)

    Os resultados de absorção de óleo de linhaça, expressos na Tabela 3, demonstram que os caulins calcinados apresentaram maior absorção de óleo após sua calcinação em laboratório. Destaca-se que o caulim calcinado D ficou com seu percentual abaixo dos caulins B e C, próximo aos valores dos caulins naturais.

    Para Magliano; Pandolfelli (2010), isso se justifica, pois quando ocorre a calcinação é formada nova estrutura cristalina com aumento dimensional dos grãos e porosidade por causa da sinterização. A estrutura formada depende do mineral em estudo, cada qual tem sua composição e estrutura.

    Para Alua (2012), quanto maior absorção pela carga, menor o teor de resina livre para preencher completamente os espaços vazios do filme. Isso acarreta um aumento significativo na porosidade do filme, que contribui para alcançar um maior espalhamento de luz e, consequentemente, maior cobertura.

    Química e Derivados, Diagrama de fases do Al2O3-SiO2

    Diagrama de fases do Al2O3-SiO2

    Para os resultados de análise granulométrica têm-se a Tabela 4 dos resultados relativos à granulometria dos caulins calcinados. Esses dados são utilizados para quantificar o efeito da granulometria da carga nas propriedades finais, principalmente no aspecto de cobertura e cor.

    Para o estudo de caracterização de slurry optou-se trabalhar em resíduo de 0,2 mL em peneira #500 (25 μm) e a moagem a partir de 20 min.

    Medidas de viscosidade foram determinadas com o objetivo de avaliar o regime reológico dos slurries de caulins calcinados. Os mesmos foram preparados com 60% de sólidos, mais aditivos e água, sendo o objetivo obter viscosidades próximas de 57-58 KU entre as amostras. Os resultados de densidade ficaram em torno de 1,6 g/cm3.

    O poder de cobertura foi analisado a olho nu pela Leneta. A Figura 9 mostra o resultado de cada slurry com finalidade de cobrir a faixa preta da Leneta em relação à faixa branca.

    De acordo com Alua (2012), as cargas contribuem pouco para o poder de cobertura, visto apresentarem índices de refração baixos. Quando se fala em caulim calcinado que pode agir como pigmento, por apresentar dispersão de luz maior, a granulometria influencia o poder de cobertura. Quanto maior a área superficial, melhor a cobertura.



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    3 Comentários


    1. Leonardo Gomes

      Olá Juliana,
      Sou estudante de Engenharia Química e estou usando seu artigo como referência para meu TCC.
      Estou com uma dúvida em relação a Tabela 4. O que seria “D10”, “D50”, “D90” e “Dmédio” ?
      No artigo você cita que foi feito difração de raios-x e nessa tabela cita como difração de raios laser. Está correto?
      Desde já agradeço.
      Obs.: Ótimo artigo.


    2. Excelente artigo. Bastante importante conseguir reduzir custos e melhorar desempenho numa indústria tao competitiva como a das Tintas e revestimentos.



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