2025 Várias questões técnicas relacionadas a pigmentos

Olá a todos! Sou uma funcionária estrela da CHROMÉCLAIR, uma marca de esmalte em gel sem hemaDesta vez, organizarei várias perguntas e respostas técnicas sobre pigmentos para revestimentos, esperando que isso possa ser útil para você.

01 Como podemos evitar o uso de pigmentos tóxicos de cromato de chumbo e molibdato de chumbo sem comprometer a cor da tinta?

Devido à toxicidade dos pigmentos que contêm chumbo, os países estão restringindo cada vez mais seu uso em revestimentos. Normalmente, os formuladores substituem os pigmentos de chumbo por pigmentos orgânicos combinados com dióxido de titânio. Entretanto, em determinadas aplicações, os pigmentos orgânicos misturados com pigmentos híbridos de óxido de metal (corantes compostos inorgânicos) demonstram desempenho superior em comparação com o dióxido de titânio. As tonalidades vivas inerentes, a alta saturação e o excelente poder de cobertura dos pigmentos híbridos de óxido metálico oferecem aos formuladores maior flexibilidade para reduzir os caros pigmentos orgânicos nas formulações, minimizar ou até mesmo eliminar o dióxido de titânio.

Para pigmentos orgânicos, várias opções também demonstram excelente poder de cobertura e resistência a intempéries, tornando-os alternativas viáveis aos pigmentos que contêm chumbo. Os pigmentos vermelhos incluem o Pigment Red 48:4, Red 112, Red 170, Red 254, Red 255, Violet 19, etc. Os pigmentos laranja incluem o Pigmento Laranja 36 e o Laranja 73, entre outros. Os pigmentos amarelos incluem o Pigmento Amarelo 74, Amarelo 109, Amarelo 110, Amarelo 139, Amarelo 151 e Amarelo 154. Particularmente para pigmentos amarelos, recomendamos o uso do Amarelo de Vanadato de Bismuto (Pigmento Amarelo 184). O Bismuth Vanadate Yellow é significativamente mais brilhante do que o pigmento de mistura de óxido metálico Titanium Nickel (Pigment Yellow 53), oferecendo maior poder de tingimento, melhor poder de cobertura (eliminando até mesmo a necessidade de adição de dióxido de titânio) e excelente resistência ao calor e às intempéries. Por fim, vale a pena observar que, em comparação com os pigmentos que contêm chumbo, todos os pigmentos mencionados acima são considerados seguros e não tóxicos, desde que seja usado equipamento adequado de extração de poeira durante a produção (a inalação de poeira de pigmento é prejudicial aos pulmões humanos).

02 Quais fatores influenciam a floculação de pigmentos em sistemas de revestimento?

Os seguintes parâmetros afetam a floculação:

Viscosidade: Em condições de baixa viscosidade, as partículas de pigmento se movem com mais facilidade. Portanto, a redução da viscosidade do sistema de revestimento diminuirá o tamanho do grupo de floculação e reduzirá a taxa de floculação. Temperatura: O efeito da temperatura sobre a viscosidade é evidente. O aumento da temperatura faz com que a viscosidade diminua, reduzindo indiretamente a floculação.

Tempo de desligamento do flash (tempo de secagem, intervalo entre aplicações de pulverização de duas camadas úmidas sobre úmidas ou tempo necessário para evaporação significativa do solvente antes de entrar no forno): Tempos de flash-off excessivamente longos também podem causar floculação significativa do pigmento.

Dióxido de titânio: O dióxido de titânio não revestido apresenta uma forte tendência à floculação. Tamanho da partícula do pigmento e distribuição do tamanho: As partículas menores de pigmento apresentam maior mobilidade dentro do sistema de revestimento, aumentando a probabilidade de colisões e subsequente floculação. Entretanto, isso não é absoluto. Tamanhos de partículas extremamente finos podem elevar a viscosidade geral do sistema, reduzindo o movimento das partículas e diminuindo o risco de floculação.

 

Concentração de pigmentos (Dióxido de titânio e pigmentos de coloração): O aumento da concentração de pigmento aumenta a viscosidade do sistema, reduzindo a tendência de floculação.

Fichário: As moléculas menores de aglutinante são mais facilmente adsorvidas nas superfícies dos pigmentos. No entanto, devido ao seu volume reduzido, elas criam menos obstáculos estéricos entre as partículas de pigmento, tornando a floculação mais provável. Ao mesmo tempo, a estrutura química do aglutinante também influencia a floculação do pigmento.

Solvente: A seleção de um solvente bom e adequado permite que as moléculas do polímero aglutinante se estendam totalmente, aumentando a repulsão mútua entre as partículas de pigmento e evitando a floculação. Os solventes ruins fazem com que as moléculas de polímero aglutinante se contraiam em grupos, reduzindo a repulsão estérica entre as partículas de pigmento e promovendo a floculação.

03 Que tipos de azul de ftalocianina podem ser usados no setor de revestimentos?

O azul de ftalocianina consiste principalmente de ftalocianina de cobre, apresentando uma estrutura química complexa e aparecendo como um pó azul profundo. Ele apresenta várias formas cristalinas, com três tipos disponíveis comercialmente: azul de ftalocianina do tipo α (Pigment Blue 15), que carrega uma luz vermelha e possui o maior poder de tingimento relativo (Pigment Blue 15); azul de ftalocianina do tipo β (Pigment Blue 15:3), que apresenta uma tonalidade esverdeada e a melhor estabilidade termodinâmica; e azul de ftalocianina do tipo ε (Pigment Blue 15:6), que possui a tonalidade avermelhada mais vívida. Em solventes aromáticos (por exemplo, xileno), o azul de α-ftalocianina se converte no azul de β-ftalocianina, mais estável. Para evitar essa transformação, uma porção de ftalocianina de monoclorocopro é normalmente misturada durante o processo de pigmentação do azul de ftalocianina bruto para formar azul de α-ftalocianina estável a solventes ou Pigment Blue 15:1.

Devido à superfície não polar dos pigmentos azuis de ftalocianina, sua interação com os aglutinantes em muitos sistemas de revestimento é fraca, o que resulta em baixa estabilidade da dispersão do pigmento. Os revestimentos que contêm pigmentos azuis de ftalocianina são propensos à floculação ou à separação durante o armazenamento. Essa desvantagem é significativamente melhorada pelo tratamento de superfície e pela modificação química das moléculas estáveis a solventes do Pigment Blue 15:1. O pigmento azul de ftalocianina modificado é designado como Pigment Blue 15:2 no índice de corantes.

No setor de revestimentos, o azul de ftalocianina do tipo α com tonalidade vermelha é preferido ao azul de ftalocianina do tipo β com tonalidade verde devido à sua cor viva, forte poder de tingimento, facilidade de dispersão e excelentes propriedades de fluxo. Como a floculação ocorre não apenas devido ao pigmento em si, mas também está significativamente relacionada ao aglutinante e ao solvente no sistema de revestimento, é impossível identificar uma variedade de azul de ftalocianina que apresente um desempenho ideal contra a floculação em todos os sistemas de revestimento. Isso exige que os profissionais de revestimento determinem as combinações ideais de formulação por meio de experimentos extensivos adaptados a diferentes sistemas de revestimento.

04 Que métodos podem ser usados para avaliar rapidamente a dispersibilidade de um pigmento?

Temos vários métodos diretos e indiretos para avaliar a dispersão de pigmentos. Os métodos diretos incluem o teste de placa de finura, microscopia óptica e microscopia eletrônica.

Teste de placa de finura:

O teste de finura Hegman é um método simples e rápido para medir a finura de materiais moídos em sistemas líquidos. A placa de finura Hegman é uma placa retangular de aço inoxidável que apresenta duas ranhuras rasas usinadas com precisão. Essas ranhuras diminuem gradualmente em profundidade de 100 mícrons para 0 mícrons. Uma pequena quantidade de material moído é colocada no ponto mais profundo da ranhura. Em seguida, um raspador de lâmina dupla de aço inoxidável é usado para raspar toda a superfície em uma velocidade uniforme em direção à extremidade com profundidade zero do sulco. As graduações são marcadas uniformemente ao longo da ranhura, diminuindo uniformemente de zero no ponto mais profundo até a graduação 8 ou 10 na superfície horizontal da placa de finura. A graduação em que as partículas de pigmento aparecem pela primeira vez como pontos densos, claramente salientes acima da superfície do material moído, é considerada o indicador do grau de dispersão. Normalmente, é necessária uma graduação mínima de 7 para indicar uma dispersão efetiva.

Método de teste de finura:

O uso de um microscópio óptico oferece um método rápido para avaliar visualmente o tamanho e a finura das partículas do pigmento. Ele também permite a observação do poder de tingimento do pigmento.

Além disso, permite examinar a morfologia, o tamanho, a distribuição e a floculação das partículas de pigmento. O procedimento experimental específico envolve colocar uma pequena gota de material moído em uma lâmina de microscópio e cobri-la com uma lamínula. Tome cuidado para não aplicar pressão excessiva ao cobrir a lâmina para evitar que o material se espalhe excessivamente, o que poderia comprometer os resultados do teste. A principal limitação da microscopia óptica é sua baixa resolução, com um tamanho mínimo discernível de aproximadamente 2 micrômetros.

Microscopia eletrônica Método de teste de finura:

A alta resolução do microscópio eletrônico é uma grande vantagem, pois permite a observação direta do tamanho das partículas de pigmento. O tamanho da partícula do pigmento influencia de forma crítica as principais propriedades do revestimento, como transparência, fluidez e tonalidade.

As principais desvantagens do método de teste de finura por microscópio eletrônico são o alto custo do equipamento, o longo tempo de teste, a necessidade de técnicos experientes para analisar e interpretar os dados do teste e a necessidade de as amostras estarem completamente secas antes da medição.

05 O que significa resistência a solventes de pigmentos?

Na produção de tintas, devemos dispersar os pigmentos de maneira uniforme e estável na maioria dos aglutinantes orgânicos (compostos de resinas e solventes), o que significa que os pigmentos devem ser cercados por solventes orgânicos. Além disso, a maioria das tintas coloridas com pigmentos inevitavelmente entra em contato frequente com solventes orgânicos (agentes de limpeza, gasolina, lubrificantes etc.) durante sua vida útil efetiva. Portanto, os pigmentos devem ser tão insolúveis quanto possível em solventes orgânicos. Se não for possível obter a insolubilidade completa, devemos reconhecer que a adição de pigmentos é limitada em vários solventes orgânicos. Exceder esse nível de tolerância causará sangramento devido à dissolução do pigmento no solvente. Essencialmente, a resistência do pigmento ao solvente é a capacidade do pigmento de resistir à dissolução por solventes e evitar o sangramento. Os pigmentos inorgânicos (devido à sua estrutura química inerente) e certos pigmentos sintéticos orgânicos complexos geralmente apresentam excelente resistência a solventes. Entretanto, os pigmentos orgânicos de qualidade inferior e os pigmentos com tratamento de superfície geralmente apresentam uma resistência mais fraca a solventes. Os solventes usados para avaliar a resistência do pigmento a solventes incluem água, terebintina, tolueno, xileno, metiletilcetona, etanol, acetato de etila, dietilenoglicol e tricloroetileno.

Isso é tudo por hoje! Espero que este artigo ajude você a entender os pigmentos com mais facilidade!

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