Mestrado em Engenharia QuímicaA constante preocupação com a poluição atmosférica, levou os Estados
membros da União Europeia a tomarem medidas com vista a diminuir a
emissão de poluentes atmosféricos. Nesse sentido o Decreto-Lei 181/2006
prevê a redução do teor de Compostos Orgânicos Voláteis (COVs) em tintas,
vernizes e em produtos de retoque de veículos. Neste novo regime legal foram
estabelecidas duas fases distintas, a primeira, menos limitativa, até 2007 e a
segunda até 2010. Esta segunda fase de redução do teor de COVs obriga a
alterações mais profundas nas formulações de alguns revestimentos
decorativos.
O âmbito deste trabalho é estudar alternativas ao esmalte decorativo
alquídico convencional de base solvente, que cumpram os valores limite de
2010 da subcategoria d) – Anexo II, mantendo ou melhorando o desempenho
do revestimento.
As alternativas propostas neste trabalho seguem dois caminhos diferentes:
(i) manter o sistema de base solvente e (ii) alterar para um sistema de base
aquosa. Dentro da base solvente propõe-se a redução do teor de COVs
através da incorporação de um solvente não COV e através do aumento do
resíduo sólido do esmalte, usando uma resina alquídica de altos sólidos.
No sistema aquoso também se propõem duas alternativas: (a) esmaltes
decorativos alquídicos e (b) esmaltes decorativos acrílicos.
Os esmaltes foram caracterizados recorrendo às técnicas usadas na
indústria. Foram analisadas as principais propriedades: viscosidade, massa
volúmica, resíduo sólido, estabilidade à armazenagem, aplicabilidade,
nivelamento, cor, brilho, opacidade, tempo de secagem, dureza pendular,
sensibilidade à água, resistência ao empilhamento, envelhecimento no escuro
à temperatura ambiente e envelhecimento artificial acelerado em QUV.
Os resultados obtidos foram comparados com os do esmalte alquídico
convencional usado como padrão, podendo concluir-se que nenhuma das
alternativas é exactamente igual. Dentro das soluções propostas, existem três
alternativas viáveis. No caso de se pretender manter o sistema de base
solvente, o esmalte formulado com um solvente não COV apresenta resultados
semelhantes ao padrão. Se se pretender mudar para sistema de base aquosa,
pode optar-se pelo esmalte alquídico, que apresenta propriedades ópticas
semelhantes ao padrão ou pelo esmalte acrílico (formulado com a dispersão
heterogénea), que apesar de apresentar propriedades ópticas diferentes do
padrão, apresenta vantagens ao nível de secagem, evolução de dureza,
resistência ao empilhamento e resistência ao envelhecimento no escuro.
ABSTRACT: The constant concern about atmospheric pollution has led the member
States of the European Union to take measures to reduce the emission of
atmospheric pollutants. In this context Decreto-Lei 181/2006 established
regulations for the reduction of the Volatile Organic Compounds content
(VOCs) for decorative paints, varnishes and vehicle refinishing products. In this
new legal regimen two distinct phases have been established. The first phase
was up to 2007 and was less strict, and the second one is up to 2010. The
targets of the second phase are forcing deep alterations in the formulations of
some decorative coatings.
The scope of this work is to study alternatives to conventional decorative
alkyd solvent-based enamel which fulfil the boundary-values of 2010 of
subcategory d) - Annex II, whilst keeping or improving the performance of the
coatings.
The alternatives proposed in this work follow two different routes: (i)
keeping the solvent based system and (ii) use of water based systems. Within
the solvent based system the reduction of the VOCs content is attempted via
the incorporation of a non-VOC solvent or the increase of the solid residue of
the enamel using a high solid alkyd resin. As regards the water based system
two alternatives are also considered: (a) alkyd decorative enamels and (b)
acrylic decorative enamels.
The enamels have been characterized by standard techniques used in
industry. The main properties analyzed were: viscosity, density, solid residue,
storage stability, applicability, levelling, colour, brightness, opacity, drying time,
pendular hardness, sensitivity to the water, blocking resistance, aging in dark at
ambient temperature and QUV accelerated weathering test.
The results obtained were compared with those of a conventional alkyd
enamel used as standard. Although none of the alternatives studied yielded
products that completely match the standard, three viable alternatives have
been found. Should solvent based systems be preferred then, the enamel
formulated with a non VOC solvent should be chosen as the results are similar
to those of the standard. If one intends to move towards water based systems,
then the alkyd enamel formulation is a good option as it shows optical
properties similar to those of the standard. Alternatively, the acrylic enamel
(using the heterogeneous dispersion), can also be considered. Despite of the
differences in the optical properties when compared to the standard, this
system offers advantages regarding the drying time, evolution of hardness,
blocking resistance and aging in the dark
