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Universidade Federal de Minas Gerais
Escola de Engenharia
Depto. de Engenharia de Materiais e Construção
Principais Sistemas de Pinturas e suas
Patologias
Autor: Giulliano Polito
Março 2006
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Apostila de pintura - Giulliano Polito, Notas de estudo de Cultura
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Universidade Federal de Minas Gerais
Escola de Engenharia
Depto. de Engenharia de Materiais e Construção
Principais Sistemas de Pinturas e suas
Patologias
Autor: Giulliano Polito
Março 2006
1. Conceito
Pintar significa proteger e embelezar. É necessário assegurar que as qualidades da tinta permanecerão firmes e aderidas ao substrato mantendo por um determinado tempo, as propriedades essenciais. Esta mesma preocupação deverá ser direcionada à preparação das superfícies a serem pintadas. Sem o que tudo estará comprometido. Por fim, dever-se-á exigir profissionais com qualidade, experiência e, porque não, equipamentos modernos.
2. A história da tinta
A história do uso das cores e da pintura se confunde com a própria história da humanidade. O ser humano na pré-história, possuidor de limitados recursos verbais para transmitir suas experiências, viu-se obrigado a desenvolver alternativas que complementassem sua comunicação e que perpetuasse a informação.
2.1. A cor na pré-história
Descobertas atuais demonstram que as gravuras encontradas em cavernas remetem ao último Período Glacial. Os nossos ancestrais perceberam que certos produtos, como o sangue por exemplo, uma vez espalhado nas rochas deixavam marcas que não desapareciam. Logo estes materiais começaram a ser utilizados para transmitir informações. Com a necessidade de aumentar a durabilidade das pinturas e diversificar as cores, as chamadas pinturas rupestres passaram a utilizar óxidos naturais, presumivelmente abundantes junto à superfície do solo naquele tempo, como os ocres e vermelhos. Para que fosse possível "pintar" era necessário um ligante que pudesse fixar os pigmentos à superfície conferindo alguma durabilidade. A solução foi misturá-los ao sebo ou seiva vegetal. Com o aprimoramento da competência artesanal, ainda no período glacial, começaram a surgir as primeiras ferramentas e equipamentos auxiliares para executar as pinturas, bem como para manufaturar as matérias-primas utilizadas na preparação das tintas. Depois disso, durante milhares de anos, pouco se acrescentou às descobertas iniciais. A história começa a registrar novidades quando várias civilizações surgem do longo período de maturação da mente humana.
2.2. Egito
Durante o período de 8000 a 5800 a.C. surgiram, desenvolvidos pelos egípcios, os primeiros pigmentos sintéticos. Estes pigmentos eram derivados de compostos de cálcio, alumínio, silício e cobre, razão pela qual possuíam grande gama de azuis, como o até hoje utilizado Azul do Egito. Além do desenvolvimento de pigmentos baseados em materiais minerais também foram desenvolvidos os de origem orgânica.
Durante o século XX, a indústria de tintas passou por grande evolução tecnológica, o que gerou o aparecimento de novos materiais, cada vez mais adequados ao usuário. Os desenvolvimentos também trouxeram produtos de maior resistência, garantindo longevidade às superfícies tratadas.
2.9. Início desta atividade industrial no Brasil
A história da indústria de tintas brasileira teve início por volta do ano 1900, quando os pioneiros Paulo Hering, fundador das Tintas Hering, e Carlos Kuenerz, fundador da Usina São Cristóvão, ambos imigrantes alemães, iniciaram suas atividades na nova pátria e lar. Sucessivamente outras empresas, atraídas pelo novo mercado potencial, começaram a se instalar em nosso País e desenvolver fortemente o setor.
3. Tipos
Existem duas classificações básicas para tintas:
- À base de óleo ou solventes
- À base de água
As denominações citadas espelham a principal diferença entre as duas categorias de tintas, denominada porção líquida, ou veículo da tinta. A porção líquida de uma tinta à base de óleo contém solventes como o mineral spirits. Nas tintas à base de látex. A porção líquida contém água.
3.1. As vantagens das tintas a base de solvente são:
- Proporciona melhor cobertura na primeira demão
- Adere melhor a superfícies que não estão muito limpas
- Tempo de abertura maior (espaço de tempo em que a tinta pode ser aplicada com pincel antes de começar a secar)
- Depois de seca apresenta maior resistência à aderência e a abrasão
3.2. As vantagens das tintas à base de água são:
- Melhor flexibilidade em longo prazo
- Maior resistência a rachaduras e lascas
- Maior resistência ao amarelecimento, em ares prot4egidas da luz do sol
- Exala menos cheiro
- Pode ser limpa com água
- Não é inflamável
3.3. Tintas à base de óleo
As tintas à base de óleo têm boa cobertura (característica da tinta de cobrir ou mudar a superfície original) e adesão ao substrato aplicado. Por outro lado, em aplicações externas, algumas destas tintas tendem a oxidar, fazendo com que a película, com o passar do tempo torne-se quebradiça, ocorrendo diversas linhas de trincas e fissuras. Em aplicações internas, costuma ocorrer o amarelamento e, às vezes, pequenos desplacamentos da película. Estas tintas são mais difíceis de aplicação que as formuladas com látex, demorando de 8 a 24 horas para proceder a secagem da película aplicada. Não devem ser aplicadas sobre superfícies com características alcalinas e, mais especificamente, sobre aquelas que não se apresentem totalmente curadas. Também não devem ser aplicadas diretamente sobre superfícies metálicas galvanizadas. Em ambos os casos há esta contra indicação devido ao fato de que, desta forma, haverá a saponificação do filme.
ÓLEO LÁTEX
Durabilidade
Adesão excelente. Oferecem elhor adesão que as de látex quando pintadas sobre superfícies padronizadas
Adesão excelente em todo tipo de superfícies, oferecendo melhor elasticidade que as tintas à base de óleo
Retenção de cor
Não são melhores que as látex. A película pode se degradar em contato com o sol
Grande resistência contra a deterioração da película, quando exposta à luz solar.
Facilidade de aplicação
São mais difíceis de aplicar, pois é Mais pesada. No entanto, com apenas uma demão, oferecem maior cobertra
São mais fáceis de aplicar
Resistência ao mofo
Sendo formadas á base de óleos vegetais, fornecem nutrientes para o crescimento ou desenvolvimento do mofo.
Oferecem poucas condições ao crescimento de colônias de mofo. O uso de fungicidas inibe o crescimento do mofo.
Versabilidade
Podem ser aplicadas na maioria das superfícies,menos em superfícies cujo aglomerante seja o cimento portland, como concreto, emboços e rebocos tradicionais. Dever-se-á aplicar um protetor penetrante para isolar a superfície. Não podem ser aplicadas diretamente sobre superfícies galvanizadas
Podem ser aplicadas praticamente sobre todo tipo de superfície. Sugere-se usar primer antes
Limpeza
Só é possível com solventes derivados de petróleo, como xilol, toluol e etc.
Lavam-se apenas com água
Tempo de secagem
de 8 a 24 horas 1 a 6 horas, permitindo repintura
Tabela comparativa da performanceara avaliação de tintas de qualidade
65%
27%
Tinta com brilho
65%
26%
Tinta semi-brilho
65 %
12%
23%
Tinta acetinada
65 %
15 %
20%
Tinta fosca
para interiores
65%
16%
Tinta fosca para
interiores de
baixa qualidade
75%
6 %
Tinta fosca para
interiores de
baixa qualidade
e preço
PIGMENTO
RESINA
ÁGUA, ADITIVOS E CARGAS
COMPOSIÇÃO TÍPICA DE UMA
TINTA LÁTEX
4. Componentes
Todas as tintas são compostas por quatro componentes básicos, que darão efeitos particulares em suas performances, desconsiderando o fato de serem à base de solvente ou água. Os componentes são: O pigmento, a resina, a porção líquida e os aditivos. Os três últimos formam o veículo da tinta.
4.1. Pigmento
São materiais insolúveis, geralmente com grande finura, sendo sintéticos ou naturais, que dão cor e poder de cobertura à tinta. O dióxido de titânio, pigmento branco, é o mais empregado na formulação das tintas, é um dos ingredientes que melhora a qualidade da tinta, garantindo alto poder de cobertura, alvura, durabilidade, brilho e opacidade.. Os “extenders” ou “cargas” também são pigmentos, inertes como o carbonato de cálcio, silicatos de magnésio e de alumínio, sílica, etc., que são adicionados às tintas de modo a dar volume, sem acrescentar praticamente nada em seu custo.
Os pigmentos podem ser divididos em Orgânicos e inorgânicos.Os inorgânicos são todos os pigmentos brancos e cargas e uma grande faixa de pigmentos coloridos, sintéticos ou naturais. Os orgânicos são substâncias corantes insolúveis e normalmente não tem características ou funções anticorrosivas. Uma dos aspectos mais importantes a se observar, é sua durabilidade ou propriedade de permanência sem alteração de cor.
4.1.1.Pigmentos inorgânicos
4.1.2.Pigmentos Orgânicos
Cargas
Pigmentos verdadeiros (^) Dióxido de titânio
Óxido de ferro Cromatos de chumbo Cromatos de zinco Verdes de cromo Azul de Prússia Óxido de zinco Oxido de cromo Negro fumo Pigmentos metálicos Fosfato de zinco
Monoazóicos Vermelho toluidina Vermelho paraclorado Laranja de dinitroanilina
As tintas compostas de solventes podem ser formuladas com resinas sintéticas ou naturais. É interessante ressaltar que mais de 90% das tintas a base de solvente usam resinas alquídicas (reação de álcools polihidricos, como os glicols e a glicerina, adicionando-se ácidos orgânicos como o maleic e o sebaic) como aglomerante. Este aglomerante, explicando de outra maneira, é composto por resinas modificadas com óleos vegetais, como o de linhaça e de tungue que secam rapidamente e formam uma película dura, diferentemente dos óleos vegetais e resinas sintéticas. Estas tintas não devem ser aplicadas diretamente sobre paredes ou superfícies alcalinas, a não ser que se aplique um isolante resistente aos álcalis. De outra forma, ocorrerá a saponificação do veículo. Nas tintas à base d´água, a resina é essencialmente sintética, sendo que a acrílica ( ou 100% acrílica) e a vinil acrílica( também chamada acetato de polivinil ou PVA) são mais comuns. Já é de conhecimento geral que as tintas formadas com 100% de resina acrílica promovem melhor adesão à superfície e dão maior durabilidade que as tintas vinil acrílicas, particularmente em superfícies alcalinas ( existem tiras de papel e lápis que medem o PH da superfície)
4.3. Porção líquida ou volátil ( solvente)
Com diferentes funções, dependendo do tipo da tinta, mantém os pigmentos e as resinas dispersas ou dissolvidas em um estado fluido ou com baixa viscosidade, tornando a tinta fácil de aplicar. Após a aplicação da tinta, a porção líquida evapora totalmente e deixa atrás uma película de pigmentos estruturada com a resina. Normalmente não reagem com os constituintes da tinta. A porção volátil mais freqüente nas tintas à base de óleo são: a trupentina (solvente destilado do pinheiro) e os derivados do petróleo como xilol, toluol, etc., que dissolvem a resina. São os produtos que tem a capacidade de dissolver outros materiais sem alterar suas propriedades químicas. O resultado dessa interação é denominado solubilização. Os solventes são, via de regra, voláteis e na sua maioria inflamáveis. Eles estão presentes nas tintas com duas finalidades.
- Solubilizar a resina
- Conferir viscosidade adequada à aplicação
A solubilização da resina é necessária para que haja um melhor contato da tinta com o substrato, favorecendo a aderência. A utilização de solventes inadequados, que não tenham poder de solvência sobre a resina, pode causar problemas nas tintas, como a coagulação ou precipitação da resina, perda de brilho, diminuição da resistência à água.
Normalmente, são utilizados composições de solventes com diferentes pontos de ebulição, de maneira que os solventes “ mais leves” formam a película logo após a aplicação, evitando o escorrimento, e os “ mais pesados” possibilitam a correção de imperfeições como marcas de pincel e crateras.
Características gerais:
- Incolores
- Voláteis, sem formação de resíduos
- Quimicamente estáveis, não se alterando no armazenamento
- Neutros (não devem reagir com os demais componentes da tinta)
- Inodoros ou de odor fraco ou agradável
- Estáveis, com propriedades físicas constantes.
Os solventes mais amplamente utilizados são :
- Hidrocarbonetos alifáticos (poder de solvência e volatilidade baixo devido seu alto peso molecular) e aromáticos (forte poder de solvência e odor. São eles: benzeno, tolueno, etc.). São muito utilizados devido ao seu custo relativamente baixo e indicação para a maioria das resinas.
- Oxigenados: Caracterizado genericamente por ser hidrosolúveis. São eles: Álcoois, ésteres, cetonas e os glicóis.
Limites de tolerância.
A água é o único solvente absolutamente sem perigo como, porém, muitas substâncias não se dissolvem na água, houve na segunda guerra um extraordinário desenvolvimento do uso de solventes orgânicos. Entre eles alguns são poucos nocivos, como o etanol e a acetona. Outros como o benzeno, o dissulfeto de carbono e o sulfato de dimetila, são extremamente perigosos. Em função do perigo potencial que eles representam os higienistas fixaram limites de tolerância diária, os quais não devem ser ultrapassados em locais de trabalho. Estes limites estão definidos nas NRs.
Nas tintas à base de látex, a porção líquida principal é a água, que não dissolve a resina, mantendo-a apenas dispersada, funcionando como um diluente. Além da água, nas tintas à base de látex, são usados outros solventes coalescentes que aderem à resina, amolecendo-a, fazendo com que a tinta sofra uma secagem mais rápida.
4.4. Aditivo
Combinam-se aos componentes primários, de modo a incrementar a performance da tinta. Os aditivos variam, de preservativos (que impedem que a tinta estrague ao ser estocada na prateleira) aos fungicidas (que evitam o crescimento de colônias de mofo na superfície da película aplicada). As sílicas garantem a homogeneidade do revestimento, evitando o surgimento de fissuras e outros tipos de deformação, seus principais benefícios são: alto poder de fosqueamento, alta porosidade, consistência, fácil dispersão e qualidade de filme, proporcionando excelente resistência a riscos e manchas. O glicol também entra na composição das tintas com a função de impedir que, após a aplicação o filme seque rapidamente.
Líquidos
E
Aditivos
Resina e Pigmentos
Líquidos
E
Aditivos
Resina e Pigmentos
Espessura do filme antes da secagem
Espessura do filme após da secagem
Alta Qualidade
TINTA LATEX
Baixa Qualidade
6. Características que uma boa tinta deve ter
Variáveis da formação Mudança Benefícios
Teor de sólidos Espessura do filmeseco Cobertura edurabilidade
Pigmento: proporção com a resina Porosidade eintegridade do filme
Retenção da tinta, resistência à desintegração ( perda de pigmento, etc) e à formação de trincas Fungicida Modificação Reológica Viscosidade, fluidezestruturação do filme Cobertura, aparência edurabilidade
Tipo de resina
Adesão, resist6encia à chuva, flexibilidade, resistência aos álcalis e à radiação UV. Nível de TIO 2 Opacidade Cobertura
Seleção de Carga Durabilidade
Tinta com alta resistência à desintegração ( perda de pigmento, etc.)
Variáveis para formulação de tintas de qualidade
TINTA À ÓLEO TINTA LÁTEX
Pigmentos para dar cobertura e cor
TiO2, cores orgânicas, cores inorgânicas, cargas.
TiO2, cores orgânicas, cores inorgânicas, cargas. Líquidos para uma consistência adequada solvente água Resinas para promoveradesão e estruturação do filme
Óleo de linhaça, óleo de tungue ou alquídico
100% acrílico ou vinil/acrílico ou terpolímero vinílico
Diferença de componentes
6.3. Características de resistência e durabilidade
As características de resistência estão intimamente relacionadas com a qualidade da tinta.
Tintas para Interiores
Tintas para Exteriores
6.4. Teor de pigmentos
A proporção de pigmentos, volumetricamente falando, referida ao volume total de sólidos de resina e pigmentos de uma tinta é chamada de teor de pigmentos, e é expressa em porcentagem. Teores de pigmentos entre 10 e 2% representam uma proporção baixa na relação pigmento/resina, significando, certamente, uma tinta com brilho. De forma inversa, as tintas
Característica Benefício Alto grau de adesão Menor possibilidade de formação de bolhas, descascamento, maior resistência a umidade e a lavagem Resistência a abrasão Maior resistência a limpeza Resistência a polimento Não fica brilhante quando polida ou limpa
Resistência a manchas
Não absorve sujeira e maior facilidade de limpeza
Resistência a aderência
Superfícies que não grudam quando se tocam
Característica Benefício Alta adesão Menor possibilidade de formar bolhas ou de descascar
Resistência a calcinação
Menor desbotamento, menor escurecimento da superfície e baixa taxa de erosão Resistência a mofo (bolor) e algas Impede o crescimento de fungos ou algas Retenção de cores Manutenção da cor e a aparência Resistência alcalina Resiste à deterioração em alvenaria fresca
Resistência a sujeira
Não aderência de partículas de sujeira em suspensão no ar
com altos teores de pigmentos entre 45 e 75%, apresentam-se com uma proporção superior à resina, o que resulta em uma pintura ou acabamento fosco, sem brilho. As pinturas com acabamento acetinado ou com maio brilho apresentam-se, de um modo geral, com teores de pigmento entre 28 e 385% Uma outra forma de entender o teor de pigmento é analisando-se a quetão de quanta resina será necessária para envolver o pigmento. As tintas, com baixos teores de pigmento, são consideradas, portanto, com alto teor de resina, isto é, mais resina do que pigmento. Logo, como já afirmamos acima obteremos uma pintura polida, com brilho.
7. Aplicação
7.1. Condições climáticas
Não muito frio
5° C é a temperatura mínima de aplicação para a maior parte das tintas à base de água ou de solvente, seja em relação à superfície a ser pintada ou ao ambiente. Temperaturas muito baixas Dificultam as pinceladas e passadas de rolo Prolongam o tempo de secagem, o que faz com que a tinta fique mais sujeita a adesão de partículas de poeira do ar
Não muito quente
Temperaturas muito elevadas podem fazer com que a tinta seque rápido demais, comprometendo a durabilidade da pintura. Evite pintar sob as seguintes condições, especialmente se mais de uma estiver presente. Temperatura do ar ou da superfície superior a 30° C Luz do sol direta, principalmente ao usar cores escuras Baixa umidade
Ventilação adequada
Ao usar tintas à base de solventes, cuide para que o local seja muito bem ventilado. Isso evitará que forte odor do solvente, prejudicial à saúde das pessoas, permaneça no local por muito tempo.
9. Especificação de sistemas de pintura
9.1. Classificação do ambiente segundo as diretrizes da Norma BS
9.2. Classificação do ambiente quanto à agressividade da atmosfera local
Regime anual de
chuvas
baixo Mais de 6 meses secos
elevado até 3 meses secos
Belém. Manaus, Rio de janeiro, São Paulo Porto alegre, Curitiba, Florianópolis, Salvador
Classificação
Exemplo de
cidades brasileiras
médio de 4 a 5 meses secos
Belo Horizonte, Cuiabá Goiania
Teresina, Fortaleza
Área industrial e marítima
Atmosfera
Área não industrial (rural e urbana)
Área semi-industrial
Baixa
Média
Elevada
Classificação
9.3. Sistemas de acabamento para substratos à base de cimento ou cal
Ambiente
externo
área afastada da orla marítima ( mais de 10km), não industrial e com regime de chuva médio área próxima à orla marítima,urbana ou semi-industrial, com regime de chuva médio Moderado área afastada da orla marítima,urbana ou semi- industrial, com poluição artmosférica média, mas afastada de fontes de poluição área dentro da orla marítima( até 3km), não industrial, com regime de chuva intenso
área dentro da orla marítima ( até 3km) e com elevada poluição atmosféria
edifícios residenciais e comerciais
Intenso^2
Muito intenso
Ambiente com possibilidade de condensação de umidade, como cozinhas e banheiros, ou com pouca necessidade de limpeza de superfície
Grau de
agressividade
1
2
ou com necessidade de limpeza freqüente das superfícies Ambiente industrial e/ou com umidade e condensação elevadas
1
área industrial, com poluição atmosférica elevada
Ambiente
Interno
Ambiente frequentemente submetido à umidade e condensação elevada
Ambientes secos, bem ventilados, de Fraco
Tipo de ambiente T B F B F B F A A S
Moderado
X
X
X
X X X
X X
X
X
X
R R
R R R R
R
R R R R
X
R
R
R
- R
R R R R - -
R R R R - - -
R R
R R
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R R R R
R R
R R
R R
R R
X
R
R
R R
Tipos de pinturas Acrílica Vinílico Esmalte Silicone Cal Cimento
Externo
Interno
Fraco Moderado
intenso
Intenso^2 Muito intenso
Grau de
1 2
agressividade
1
R
Fraco
R – Recomendável X – Recomendável até dois pavimentos T - Texturizado A - acetinado B – Brilhante F -Fosco