Desenvolvimento de tintas decorativas em pó: vantagens e limitações

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Main Author: Gomes, Mariana Correia
Publication Date: 2022
Format: Master thesis
Language: por
Source: Repositórios Científicos de Acesso Aberto de Portugal (RCAAP)
Download full: http://hdl.handle.net/10773/39419
Summary: As tintas decorativas são normalmente produtos de base aquosa, que implicam elevados gastos energéticos na fase da dispersão das partículas sólidas, assim como a utilização de substâncias químicas que têm cada vez mais restrições, como por exemplo, solventes, biocidas e dióxido de titânio. No presente projeto, pretendeu-se desenvolver tintas decorativas em pó, às quais se deve apenas adicionar água no momento da aplicação, através da utilização de polímeros em pó redispersíveis, avaliando as suas vantagens e limitações. Numa primeira fase, foi necessário desenvolver um método de preparação das tintas em pó, através do estudo das diferentes variáveis no processo, como método e tempo de mistura dos pós e método de mistura da formulação em pó com a água. Após otimização destas etapas, realizou-se o fabrico e controlo das diferentes formulações no centro de I&D da CIN, para cada um dos quatro polímeros redispersíveis em estudo: (A) baseado num copolímero de acetato de vinilo e versatato de vinilo; (B) baseado num copolímero de acrilato; (C) baseado num copolímero de etileno e acetato de vinilo; (D) baseado em acetato de vinilo – etileno / éster de vinilo. Os revestimentos foram avaliados através de ensaios de caracterização base, como viscosidade, pH e massa volúmica, e também caracterização exaustiva, como rendimento e resistências em interior e exterior. De forma a melhor compreender a morfologia e propriedades das formulações testadas, foram também realizados ensaios de caracterização específica, nos laboratórios do CICECO da Universidade de Aveiro, recorrendo às técnicas de microscopia eletrónica de varrimento, espectroscopia de infravermelhos por transformada de Fourier (FTIR) e determinação de ângulos de contacto. Os resultados demonstram que o desenvolvimento deste tipo de tintas pode ser uma alternativa mais sustentável e trazer vantagens económicas, no entanto, apresentam algumas desvantagens nas propriedades de resistência mecânica e química para aplicações em interior e exterior, sendo estas propriedades afetadas principalmente pela forte afinidade dos polímeros redispersíveis com a água. Apesar dos produtos desenvolvidos apresentarem propriedades semelhantes às de um produto de gama baixa, foi possível fabricar uma tinta em pó, obtendo um produto homogéneo com os polímeros C e D. Tendo em consideração os resultados obtidos, seria importante procurar otimizar as formulações desenvolvidas com os polímeros C e D, de forma a melhorar a resistência destas tintas, através do estudo de matérias-primas alternativas, ou da alteração nas suas quantidades na formulação.
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Após otimização destas etapas, realizou-se o fabrico e controlo das diferentes formulações no centro de I&D da CIN, para cada um dos quatro polímeros redispersíveis em estudo: (A) baseado num copolímero de acetato de vinilo e versatato de vinilo; (B) baseado num copolímero de acrilato; (C) baseado num copolímero de etileno e acetato de vinilo; (D) baseado em acetato de vinilo – etileno / éster de vinilo. Os revestimentos foram avaliados através de ensaios de caracterização base, como viscosidade, pH e massa volúmica, e também caracterização exaustiva, como rendimento e resistências em interior e exterior. De forma a melhor compreender a morfologia e propriedades das formulações testadas, foram também realizados ensaios de caracterização específica, nos laboratórios do CICECO da Universidade de Aveiro, recorrendo às técnicas de microscopia eletrónica de varrimento, espectroscopia de infravermelhos por transformada de Fourier (FTIR) e determinação de ângulos de contacto. Os resultados demonstram que o desenvolvimento deste tipo de tintas pode ser uma alternativa mais sustentável e trazer vantagens económicas, no entanto, apresentam algumas desvantagens nas propriedades de resistência mecânica e química para aplicações em interior e exterior, sendo estas propriedades afetadas principalmente pela forte afinidade dos polímeros redispersíveis com a água. Apesar dos produtos desenvolvidos apresentarem propriedades semelhantes às de um produto de gama baixa, foi possível fabricar uma tinta em pó, obtendo um produto homogéneo com os polímeros C e D. Tendo em consideração os resultados obtidos, seria importante procurar otimizar as formulações desenvolvidas com os polímeros C e D, de forma a melhorar a resistência destas tintas, através do estudo de matérias-primas alternativas, ou da alteração nas suas quantidades na formulação.Decorative coatings are usually liquid products, which imply high energy expenditure in the phase of dispersion of the solid particles, as well as the use of chemical substances that are increasingly restricted, such as solvents, biocides, and titanium dioxide. In this project, it’s intended to develop decorative powder coatings, to which water should only be added at the time of application, through the use of redispersible powder polymers, evaluating their advantages and limitations. Firstly, it was necessary to develop a method of preparing powder paints, through the study of different variables of the process, such as the time and method to mix the powders, and the method to mix the powder formulation with water. After optimizing these steps, the manufacture and control of the different formulations was carried out at CIN's R&D center, for each of the four redispersible polymers under study: (A) based on a copolymer of vinyl acetate and vinyl versatate; (B) based on an acrylate copolymer; (C) based on a copolymer of ethylene and vinyl acetate; (D) based on vinyl acetate – ethylene / vinyl ester. The coatings were evaluated through basic characterization tests, such as viscosity, pH and density, as well as exhaustive characterization, such as hiding power and internal and external resistance. In order to better understand the morphology and properties of the formulations tested, specific characterization tests were also carried out in the laboratories of CICECO at the University of Aveiro, using the scanning electron microscopy technique, Fourier transform infrared spectroscopy (FTIR) and contact angle determination. The results demonstrate that the development of this type of paint can be a more sustainable alternative and bring economic advantages. However, they have some disadvantages in terms of mechanical and chemical resistance properties for both indoor and outdoor applications, being mainly affected by the strong affinity of the redispersible polymers with water. Despite the developed products having properties similar to those of a low-end product, it was possible to develop a powder coating, obtaining a homogeneous product with polymers C and D. Taking into account the results obtained, it would be important to seek to optimize the formulations developed with the polymers C and D, in order to improve the resistance of these paints, through the study of alternative raw materials or by altering their quantities in the formulation.2024-12-05T00:00:00Z2022-11-28T00:00:00Z2022-11-28info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisapplication/pdfhttp://hdl.handle.net/10773/39419porGomes, Mariana Correiainfo:eu-repo/semantics/embargoedAccessreponame:Repositórios Científicos de Acesso Aberto de Portugal (RCAAP)instname:FCCN, serviços digitais da FCT – Fundação para a Ciência e a Tecnologiainstacron:RCAAP2024-05-06T04:49:39Zoai:ria.ua.pt:10773/39419Portal AgregadorONGhttps://www.rcaap.pt/oai/openaireinfo@rcaap.ptopendoar:https://opendoar.ac.uk/repository/71602025-05-28T14:21:34.801641Repositórios Científicos de Acesso Aberto de Portugal (RCAAP) - FCCN, serviços digitais da FCT – Fundação para a Ciência e a Tecnologiafalse
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