Tese de mestrado em Química Tecnológica, apresentada à Universidade de Lisboa, através da Faculdade de Ciências, 2016A remoção e aplicação de revestimentos orgânicos em aeronaves militares é uma prática regular na indústria aeronáutica durante os seus períodos de manutenção. Estes revestimentos têm como principal função proteger a superfície metálica contra o aparecimento precoce de corrosão e conferir características especiais aos diversos componentes que constituem uma aeronave militar, tais como, anti-radar, resistência a altas temperaturas, personalização, etc. Na indústria aeronáutica, a remoção integral dos sistemas de pintura é feita por decapagem química, utilizando produtos decapantes devidamente qualificados e autorizados para aeronaves militares.
Neste estudo investigou-se a eficiência de cinco produtos decapantes, à base de álcool benzílico, com o intuito de identificar alternativo(s) viável(eis) ao produto convencional à base de diclorometano, para a remoção de revestimentos orgânicos (esquemas de pintura) de base epóxi e poliuretano, aplicáveis em aeronaves militares.
Os produtos decapantes em análise e o produto convencional foram testados em esquemas de pintura preparados em provetes de liga de alumínio (2024-T3), e em duas condições experimentais distintas.
Realizaram-se testes em condições ambientais e em condições de temperatura e humidade controlada, nomeadamente, na OGMA – Indústria Aeronáutica de Portugal, S.A. e no Laboratório de Eletroquímica Interfacial da Faculdade de Ciências da Universidade de Lisboa, respetivamente. Para os ensaios em ambiente controlado, construiu-se uma câmara de ensaios ligada a um banho termostático/ criostático e um sistema de humificação/desumidificação para regular a temperatura e humidade relativa no interior da câmara.
Os esquemas de pintura preparados foram caracterizados por Goniometria de Ângulo de Contacto, Microscopia Ótica e por Microscopia Eletrónica de Varrimento (SEM). A análise da molhabilidade comprovou a proteção conferida pelos revestimentos orgânicos quando aplicados no substrato de alumínio (2024-T3), pois alteram as características do metal, tornando-o mais hidrofóbico. Através das imagens de Microscopia Ótica e SEM verificou-se que os esquemas de pintura preparados apresentam morfologias, espessuras e composição química distintas. Nos ensaios de eficiência de remoção de sistemas de pintura em condições distintas verificou-se que o produto convencional à base de diclorometano (D0), continua a ser o mais rápido e eficiente no processo de remoção quando comparado com os produtos testados à base de álcool benzílico (D1, D2, D3, D4 e D5). No entanto, entre os cinco produtos testados, apenas três deles (D1, D2 e D4) relevaram ser eficientes na remoção de sistemas de pintura de base epóxi e poliuretano.
Avaliou-se ainda dois parâmetros de qualificação (de acordo com a especificação militar TT-R-2918) de produtos decapantes, o pH e o teste de corrosão, que revelaram que o produto D2 (produto recente no mercado e sem qualificação) não cumpre estes dois critérios, pois apresenta um pH fora do intervalo permitido e ainda corrói materiais de aço (1020) cadmiados, após 24 horas, causando pitting.
Por último, fez-se ainda uma análise processual e financeira, assim como uma estimativa de custos operacionais para a decapagem química das aeronaves militares C-130 e P-3, nas quais se comprovou que o produto D2 é inviável como alternativa, pois não cumpre os requisitos da especificação militar (TT-R-2918) e apresenta um custo mais elevado na decapagem química destas aeronaves.
Contudo, na questão de preços e tempos de entrega verificou-se que os produtos D1 e D4 apresentam vantagens em relação ao produto convencional. A previsão de custos operacionais apontaram o produto D4 como uma alternativa mais económica face ao produto convencional.In the aerospace industry, it is a common practice to remove and apply organic coatings in military aircraft during their maintenance periods. These organic coatings has a main function to protect the surface against the early appearance of corrosion and grant special features to the several components that compose an aircraft, such as, anti-radar, high temperatures resistant, customization, etc. The removal of paint systems, in the aircraft industry, is performed by a chemical removal process (or chemical paint stripping), which uses qualified and authorized paint strippers for military aircraft.
This work investigated the stripping efficiency of five benzyl alcohol based paint strippers with the purpose to identify sustainable alternative(s) for dichloromethane based paint stripper (conventional product), for the removal of epoxy and/or polyurethane organic coatings applicable to military aircraft.
The benzyl alcohol based paint strippers and the dichloromethane based paint stripper were tested in 2024-T3 aluminum alloys substrates prepared with military paint systems, and in distinct conditions. Those paint removal tests were taken on environmental conditions, and on controlled conditions of temperature and humidity, carried out in the aerospace company OGMA – Indústria Aeronáutica de Portugal, S.A. and in the Interfacial Electrochemical Laboratory of Faculty of Sciences, University of Lisbon, respectively. For the paint removal tests in controlled conditions a “chamber tests” was built connected to a thermostatic/ cryostatic bath and a humidification/dehumidification system to set the temperature and the relative humidity inside the chamber.
The prepared paint systems were characterized by Contact Angle Goniometry, Optic Microscopy and Scanning Electronic Microscopy (SEM). The wettability analysis proved the protection given by the organic coatings when applied to the aluminum alloy substrate (2024-T3), because the properties of the metal were changed to a hydrophobic state. By the images of Optic Microscopy and SEM was found that the paint systems have different morphologies, thicknesses and chemical compositions.
The paint systems removal tests on distinct conditions revealed that the dichloromethane based paint stripper still exhibit a greater performance when compared with the tested benzyl alcohol based paint strippers (D1, D2, D3, D4 e D5). However, within these products, only three paint removers (D1, D2 and D4) showed to be efficient in the removal of epoxy and/or polyurethane paint systems.
During this work were evaluated two qualification standards (in accordance with the military specification TT-R-2918) for paint strippers, the pH and a corrosion test, which revealed the D2 product (a recent paint stripper without qualification) doesn’t meet these two standards, because it has a pH out of the allowable range and even corrodes cadmium plated steel alloy (1020) after 24 hours, producing pitting.
At last, it was made a procedural and financial analysis, and also estimated operating costs for the chemical removal process of military aircrafts C-130 e P-3, in which was proved that the D2 product is impracticable as an alternative, because it doesn’t meet with the standards of military specification (TT-R-2918) and anticipates greater expenses in the aircraft paint stripping.
However, in the matter of prices and delivery times, it was found that the two products (D1 and D4) have advantages over the conventional product. The estimated operations costs pointed out D4 product as a more economical alternative compared to the conventional product
