Tinta Sílica – Aditivo ajuda a aplicar melhor as tintas e gera novos efeitos
Aditivo conhecido por modificar a reologia das formulações de tintas, a sílica pirogênica quer ir além. Dispondo de amplas possibilidades de incorporar radicais, mediante os chamados pós-tratamentos, essa família de aditivos pode melhorar a adesão da tinta base sobre o primer ou conferir efeitos sensoriais diferenciados, como toque suave na superfície. Nas tintas em pó, atuam como melhoradores de fluxo e estabilizantes, prolongando a vida de prateleira dessas tintas.
A sílica pirogênica está intimamente ligada à cadeia produtiva dos silicones tanto a montante quanto a jusante. Ela é obtida pela hidrólise de clorosilanos voláteis, insumos básicos para a produção dos silicones e das sílicas hiperpuras, usadas na indústria eletrônica. Sua maior aplicação reside exatamente na cadeia dos silicones, atuando como agente de tixotropia e de reforço dos elastômeros confeccionados com esse material. Diferencia-se da sílica precipitada pelo fato de esta conter uma pequena quantidade de água residual, característica geradora de muitas diferenças nos efeitos produzidos.
Os tipos básicos das sílicas pirogênicas, constituídos de dióxido de silício amorfo puro (SiO2), têm comportamento hidrofílico, sendo facilmente dispersos em água. Com base nesses tipos básicos, cada fabricante aplica sua tecnologia para obter tipos pós-tratados, hidrofóbicos. Esses tratamentos mexem com a área superficial de cada partícula da sílica e também com a área e a estrutura dos aglomerados formados pela reunião delas.
Há poucos produtores mundiais de sílica pirogênica, três deles atuando com destaque no Brasil, porém sem fabricação local. São eles: Cabot, Evonik e Wacker. Em geral, a contratipagem dos itens hidrofílicos é bastante precisa, sem criar maiores preocupações aos formuladores de tintas. O mesmo não acontece nos tipos hidrofóbicos, cuja simples substituição nas formulações é desaconselhada. “Os hidrofóbicos são produtos engenheirados, desenvolvidos para aplicações muito específicas que dificultam a identificação de contratipos exatos”, explicou André Rosa, gerente regional de negócios da divisão de silicones da Wacker para a América do Sul. “Na maioria dos casos, os clientes até conhecem os contratipos, mas, como são aditivos, não fazem mudanças a toda a hora”, disse Sidney Nascimento, gerente de serviços técnicos e de marketing para sílica da Cabot para a América do Sul.
Tendo por principal produto hidrofílico o Cab-O-Sil M-5, a empresa aloca seus esforços nas vendas dos tipos pós-tratados, como o TS-720 e o TS-610, indicados para sistemas epóxi e poliuretano, respectivamente. O TS-720 pertence à plataforma de modificações feitas sobre a sílica amorfa com a adição de polidimetilsiloxano. O TS-610 recebe dimetilsiloxano. Outras plataformas incorporam hexametilsiloxano (TS-530) e octimetilsiloxano (TS-382). “Quanto maior a área superficial do aglomerado, mais a sílica melhora a tixotropia e o espessamento da tinta”, explicou Nascimento. Dentro do portfólio da Cabot, as áreas superficiais variam de 90 a 380 m²/grama, entre os tipos extremos L-90 e o EH-5.
O efeito tixotrópico se refere à energia aplicada à tinta para produzir uma deformação, porém com a paralisação imediata do movimento imediatamente após a retirada do impulso externo. Nas tintas, isso se reflete na facilidade de transferir a tinta para as superfícies e fixá-la sobre elas, formando um filme homogêneo, com espessura adequada, sem escorrimentos.
Contando com produção totalmente integrada na linha de sílica e silicones, que lhe garante forte cooperação tecnológica em todos os elos da cadeia, a Wacker aponta vários mercados importantes para a sílica pirogênica, a começar pelo uso como isolante térmico em residências, produção de compósitos (plásticos reforçados), adesivos e tintas. Os dois últimos usos são mais relevantes no caso brasileiro, segundo André Rosa, por características locais de mercado.
Nas tintas, o tipo hidrofílico HDK N20 é o mais vendido pela Wacker, que também desenvolve aplicações para a linha dos hidrofóbicos. “É preciso analisar qual a resina a ser aditivada e qual o objetivo pretendido pelo cliente para indicar o melhor tipo de sílica”, explicou. Os tratamentos superficiais da companhia incluem silanos, silicones ou silicones modificados. Ele citou o caso de produtores de tonner para copiadoras que exigiram o desenvolvimento de uma sílica pirogênica especialmente adaptada para esse fim.
Ele também comentou o bom desempenho do tipo HDK H18, aplicável a sistemas altamente polares, como os epóxis. Segundo informou, esse tipo está sendo usado nas formulações das tintas epóxi usadas como base coats em pás de geradores eólicos de eletricidade. O portfólio inclui tipos recomendados também para tintas poliéster, acrílicas, alquídicas, formulações ricas em zinco e tintas em pó.
“A dispersão da sílica é uma etapa fundamental para se obter o desempenho desejado”, comentou André Rosa. Os aglomerados de sílica pirogênica precisam ser “abertos” adequadamente para permitir a maior formação das ligações do tipo ponte de hidrogênio. Essa etapa é normalmente realizada nos dispersores Cowles tradicionais. A Wacker produz dispersões aquosas dos tipos hidrofílicos para aplicações na indústria têxtil.
Baixa dosagem – A participação das sílicas pirogênicas nas formulações de tintas se limita à faixa de 0,5% a 2% em peso. Os segmentos industrial e automotivo são os clientes preferenciais do aditivo, embora ele também tenha boa participação nas tintas do tipo esmalte, usadas para pintar metais e madeiras em aplicações decorativas imobiliárias. “Algumas tintas premium para paredes adicionam a sílica pirogênica para obter efeitos especiais, melhorar a aplicação e manter a estabilidade da tinta embalada”, explicou Camila Pecerini, chefe de produto da divisão de materiais inorgânicos da Evonik Degussa Brasil, dona da marca Aerosil de modificadores reológicos e dos fosqueantes Acematt.
Com demanda muito ativa em 2010, aproximando-se do ritmo de 2008, a Evonik se animou e lançou três novos tipos de sílicas pirogênicas para tintas no Brasil. O Acematt 3300 é um tipo pós-tratado de sílica pirogênica que pode ser usado em sistemas base água ou base solvente proporcionando um toque suave ao acabamento, porém sem prejudicar a transparência e sem alterar a viscosidade do produto. “O 3300 deve ser adicionado na etapa final da produção da tinta para não sofrer cisalhamento”, explicou Camila. Em geral, os Acematt são colocados no início do processo, exatamente para que o cisalhamento ajude a formar mais pontes de hidrogênio.
O Acematt 3600, pós-tratado com polisiloxano, atua como fosqueante em sistemas para cura por ultravioleta, reduzindo o brilho do acabamento, mas sem tirar a transparência, característica muito procurada pela indústria de madeira e moveleira. “Esse produto está em fase de aprovação em vários clientes”, comentou.
Por sua vez, o Aerosil VP Disp WR 8520 é uma dispersão aquosa das sílicas pirogênicas da linha Aerosil (20% dele tem por base o tipo R972, o mais vendido entre os pós-tratados da empresa), com indicações para controle reológico antiescorrimento. “Em geral, a sílica pirogênica em água apresenta os aglomerados um pouco distantes entre si”, afirmou Camila. “A dispersão WR 8520 incorpora aditivos para aproximar mais esses aglomerados e, com isso, aumentar a formação de pontes de hidrogênio, sendo mais eficiente.”
Segundo Camila, o mercado ainda prefere comprar a sílica em pó, em sacos de 10 kg, mas começa a crescer a demanda por dispersões prontas. “A eliminação de etapas intermediárias no processo é importante para encurtar o tempo de produção, reduzindo custos”, comentou. Como essas sílicas são de baixa densidade, um contêiner de 20 pés só consegue carregar uma tonelada, implicando elevado custo de transporte. Isso motiva a empresa a manter estoque local. Os diferentes tipos de Aerosil são mais usados pelas tintas navais, automotivas e industriais, para as quais oferece a possibilidade de formar camadas maiores por aplicação, sem escorrimento, economizando demãos.
A Evonik conta com o Aerosil R9200, sílica pirogênica indicada para proteção contra riscos, obtida mediante modificações estruturais. Esse efeito protetivo é alcançado com doses por volta de 5% em peso. “Oferecemos a dispersão Aerodisp 1030, com 30% do R9200, em base solvente para alguns mercados”, informou.
Tinta em pó – Nas tintas em pó, as sílicas pirogênicas são aplicadas para melhorar o fluxo das tintas desde o processo produtivo até o uso final. Além disso, contribuem para manter a qualidade das tintas embaladas por mais tempo, mesmo que sujeitas a temperaturas altas durante o transporte, impedindo a formação de grumos.
“Ainda se usa muita sílica precipitada em tintas em pó, mas a pirogênica é mais eficiente, permitindo reduzir a dosagem, com menor custo e qualidade superior”, afirmou André Rosa, da Wacker. Esse segmento de mercado é interessante para novos desenvolvimentos.
A Cabot lançou o Cab-O-Sil CT 1111G, uma sílica pós-tratada especial de alto desempenho, indicada para tintas em pó que são aplicadas mediante efeito corona. “Mesmo em baixa concentração, essa sílica confere alta fluidez e evita grumos”, explicou Sidney Nascimento. A empresa também conta com linha de aluminas pirogênicas para tintas em pó. Segundo informou, há lançamentos todos os anos, contando com a expertise dos centros de desenvolvimento e assistência técnica instalados nos Estados Unidos, Europa e Ásia. Mesmo assim, o número de itens voltados para aplicações em tintas gira em torno de uma dezena.
Nas tintas em pó, a Evonik atua com agentes de fluxo como o Acematt TS100 e o Aeroxide AluC (combinação de sílica e alumina). “Lançamos o Aeroxide C805, mais resistente à umidade, situação típica de regiões tropicais, aumentando a vida armazenável da tinta”, informou Camila Pecerini. Ela explicou que a companhia mantém linha completa de produtos para a fabricação de tintas, incluindo resinas, solventes, aditivos e pigmentos, e isso lhe permite oferecer elevada sinergia entre os ingredientes para alcançar melhor resultado final.
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