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8 de agosto de 2014

Tintas e Revestimentos: Propriedades da carga caulim calcinado para substituição do pigmento dióxido de titânio aplicado em tintas (*)

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Publicado por: Quimica e Derivados
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    Juliana Pavei Pizzolo e Agenor De Noni Junior – Universidade do Extremo Sul Catarinense – UNESC

    Química e Derivados, Ensaio de calcinação

    Ensaio de calcinação

    Componentes que entram na composição base de uma tinta aquosa são: cargas e/ou pigmentos, ligante, também designado veículo fixo (cuja função é assegurar a coesão da tinta), solvente (no caso, água) e aditivo. Para auxiliar a tornar os produtos mais acessíveis, é sempre uma boa ideia reduzir custos, sobretudo quando acompanhada de melhoria no seu desempenho final. As cargas minerais conseguem essa proeza (MEDEIROS, 2010). De acordo com Castro (2009), elas influenciam nas formulações das tintas e as sua propriedades das cargas podem ser avaliadas antes da preparação das tintas, aproveitando a vantagem do slurry.

    Química e Derivados, Analise química por ensaio de Espectrometria de fluorescencia de raios-x dos caulins A, B e C

    Analise química por ensaio de Espectrometria de fluorescencia de raios-x dos caulins A, B e C

    Para Murray (2007), o slurry é a junção da carga mineral, água e dispersante químico que, para isso, conta com processos de moagem e dispersão especiais, que permitem a micronização seletiva e o controle do tamanho de partícula. Isso confere maior poder de cobertura, cor e lavabilidade às tintas, além de outras soluções customizadas. Aliado a esses fatores, encontra-se também o controle microbiológico dos slurries.

    Assim como o slurry que facilita o processo de fabricação das tintas, há também tecnologias de processamento minerais eficientes que aprimoram o desempenho das cargas minerais. Entre eles, a calcinação é crucial para a satisfação das demandas específicas dos consumidores e, com ela, é possível obter cargas com melhores propriedades na aplicação de tintas (BIZZI et al., 2003).

    A fim de reduzir custos, utiliza-se o caulim calcinado para proporcionar melhor opacidade e a maior integridade de película das tintas. Estas apresentam maior resistência às lavagens e alta absorção de óleo. Assim, os pigmentos estruturados podem ser incorporados em quantidades menores quando comparados aos caulins comuns ou, até mesmo, substituindo o TiO2. Nesse caso, mantendo-se o mesmo nível de propriedades (MONTE, 2012).

    As cargas minerais afetam a aparência de um filme, estejam elas presentes no slurry ou em formulações de tinta. Esta deve apresentar um conjunto de propriedades relevantes como reologia, poder de cobertura, cor, brilho, e resistência à abrasão.

    Química e Derivados, Absorção de óleo de linhaça para amostras de caulins estudadas

    Absorção de óleo de linhaça para amostras de caulins estudadas

    A carga mineral utilizada nos experimentos desse trabalho é o caulim, nome derivado da palavra chinesa Kauling (colina alta), que se refere a uma colina de Jauchau Fu, ao norte da China. Ele é um dos mais importantes e, provavelmente, um dos seis minerais mais abundantes da superfície terrestre. Sua maior extração ocorreu entre os séculos XVII e XVIII, no período da “era dourada” da porcelana. As reservas dessa região se esgotaram em 200 anos (LIMA, 2010).

    Segundo Silva (2007), esse mineral, ao ser aquecido a aproximadamente 500ºC a -700ºC, perde a camada adicional de moléculas de água, formando o metacaulim. Torna-se vantajoso para aplicações em cimentos, mas não para cobertura de papel, em decorrência de sua morfologia contribuir para aumentar a viscosidade da suspensão água/caulim. A segunda etapa ocorre em temperaturas mais elevadas, na faixa entre 1000°C e 1300ºC, na qual ocorre a formação da mulita e dióxido de silício (SiO2) amorfo, para os quais há um mercado novo em aplicações nas tintas.

    De acordo Murray (2007), a calcinação completa da caulinita é descrita pelas equações (1), (2), (3) e (4), e um diagrama de fase do Al2O3 – SiO2 é mostrado na Figura 1.

    Os principais usos industriais do caulim são: papel, tintas, cerâmica, refratários, catalisadores, louças de mesa, peças sanitárias, cimento branco, borracha, plástico, adesivos, vidros, cosméticos e pesticidas. Na indústria de papel e de tintas, o caulim é usado como um extensor, diminuindo o uso de materiais mais caros, do tipo TiO2 (LUZ; CHAVEZ, 2000).


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      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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