As tintas e os revestimentos são um importante setor global no valor de 150 bilhões de dólares em 2019, de acordo com um recente relatório da IHS Markit. 55% dos revestimentos produzidos todos os anos são utilizados para a proteção de estruturas residenciais e comerciais e para a manutenção de estruturas existentes, sendo 35% utilizados para decorar e proteger produtos industriais. Os 10% restantes se destinam principalmente a revestimentos de elevado desempenho utilizados para aplicações aeroespaciais, automotivas, marítimas e militares, entre outras. Sem tinta e revestimentos, muitos produtos e estruturas teriam uma vida útil muito mais curta e o ambiente construído e a paisagem industrial seriam bastante enfadonhos.

A ampla variedade de aplicações de revestimento oferece uma gama diversificada de produtos e formulações de revestimento, incluindo revestimentos em pó, revestimentos à base de água, revestimentos à base de solventes, revestimentos curáveis por radiação e outros produtos especializados. Tintas e revestimentos são produtos formulados complexos que combinam vários componentes funcionais para proporcionar as propriedades e o desempenho desejados. Eles incluem ligantes poliméricos ou formadores de película, pigmentos, extensores, solventes, surfactantes e aditivos.

Por que a caracterização de tintas e revestimentos é importante?

A caracterização é importante em toda a cadeia de fornecimento de tintas e revestimentos, seja para o desenvolvimento, fabricação e qualificação de matérias-primas para utilização em uma formulação de revestimento ou para formular componentes em conjunto para criar um produto robusto com as características de desempenho e atributos de qualidade corretos. Os exemplos incluem o desenvolvimento de novos ligantes poliméricos para melhorar a proteção da superfície, otimizar a distribuição do tamanho das partículas para a aplicação de interesse e garantir que as dispersões de revestimento sejam estáveis nas condições adequadas.

Quais soluções de caracterização de tintas e revestimentos a Malvern Panalytical oferece?

Tamanho da partícula

A análise do tamanho das partículas é essencial para o desempenho de qualquer produto que contenha partículas, seja em dispersão, suspensão, pó ou spray. A principal ferramenta de dimensionamento de partículas é a difração laser, sendo o Mastersizer 3000 considerado o padrão do setor para diversas aplicações, com capacidades de dispersão seca e úmida e uma ampla gama dinâmica. Pode ser utilizado para monitorizar processos de fresagem em pó, verificar a distribuição do tamanho das partículas em um produto final ou como ferramenta de formulação para desenvolver e pesquisar novos produtos. A Malvern Panalytical também oferece o Spraytec especificamente para a análise do tamanho de sprays e um analisador on-line chamado Insitec, que pode ser integrado a um processo para dimensionamento de partículas em tempo real e controle automatizado. Para uma análise precisa das dispersões de nanopartículas (< 1 µm), a linha Zetasizer Advance pode ser mais adequada. Ela utiliza dispersão de luz dinâmica para medir partículas dispersas de menos de 1nm de diâmetro e também pode ser utilizada para observar a agregação de surfactantes e partículas de látex menores.

Estabilidade de dispersão

Além de medir a distribuição do tamanho das partículas de dispersões, a linha Zetasizer Advance pode determinar o potencial Zeta de uma dispersão, o que pode influenciar na estabilidade do produto. O potencial Zeta também pode ser utilizado para testar interações dentro de uma formulação e também pode ser medido em uma superfície.

Forma da partícula

Além do tamanho das partículas, a Malvern Panalytical fornece soluções para a análise da forma das partículas. O sistema automatizado de imagem Morphologi 4 determina o tamanho e a forma das partículas irregulares, analisando dezenas de milhares de partículas na amostra e classificando-as em conformidade. O Morphologi 4-ID também combina imagens automatizadas e espectroscopia Raman para fornecer informações químicas específicas sobre partículas.

Análise elementar

A principal ferramenta da Malvern Panalytical para análise de elementos é a fluorescência de raios X (XRF), que é utilizada na análise química elementar e na fabricação de pigmentos e aditivos para tintas e revestimentos. Também pode ser utilizado para determinar a concentração de um determinado elemento ou composto químico de um revestimento, como dióxido de titânio ou chumbo. As soluções XRF incluem Zetium e Epsilon 4

Análise de polímeros

Muitos revestimentos têm um componente polimérico que funciona como um formador de película ou aglutinante em uma formulação. A estrutura macromolecular do polímero afeta diretamente as propriedades, o desempenho e o comportamento reológico da película. A cromatografia de permeação de gel (GPC) é uma ferramenta comum para determinar o peso molecular das macromoléculas e, quando combinada com a detecção avançada, pode fornecer informações adicionais relacionadas ao tamanho e à estrutura molecular, como a ramificação. O sistema OMNISEC GPC combina GPC e detecção avançada e pode ser utilizado para analisar materiais de baixo peso molecular, como oligômeros, resinas fotocuráveis e resinas epóxi, bem como sistemas de polímeros de alto peso molecular.

Microestrutura a granel e de superfície

Muitos pigmentos utilizados em revestimentos são materiais cristalinos ou semicristalinos multifases e, ao fabricar tais materiais, pode ser importante que esses pós tenham a estrutura e a fase corretas. Por exemplo, o dióxido de titânio (TiO2) pode ter propriedades diferentes dependendo das quantidades relativas de rutilo e de anatase e dos tamanhos do cristalito. Os sistemas de difração de raios X (XRD), como o Aeris e o Empyrean, podem ser utilizados para determinar as principais características microestruturais, como a composição da fase e o tamanho do cristalito dos metais e materiais inorgânicos normalmente utilizados em tintas. O difratômetro multiuso Empyrean também pode ser utilizado para estudar a estrutura e as tensões residuais de filme fino, tornando-o ideal para observar as propriedades do revestimento em si.

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