Revista Paint & Pintura - Edição 276

ARTIGO TÉCNICO PAINT&PINTURA | 57 Espessante Low Shear Espessante High Shear Concentração espessante Low Shear Concentração espessante High Shear 3 3 2 2 A D 0,5% 1,0% B F 1,0% 2,0% C F Tabela 1 - Fatores e seus respectivos níveis a serem avaliados no planejamento de experimentos. tes de low e high shear e extrair uma ampla gama de possibilidades de concentrações e tipos de espessantes a serem utilizados na formulação para atingir uma viscosidade alvo, além de oferecer uma flexibilidade no custo da formulação. Neste trabalho, realizou-se um planejamento de experimentos com o intuito de validar os ganhos da utilização da metodologia de DOE para ajustar o comportamento reológico de tintas semi-brilho contendo látex acrílico estirenado e o coalescente ULTRAFILM® 260 LV. 2 - MATERIAIS E MÉTODOS Para o ajuste de reologia, aproximadamente 10% da massa da formulação foi destinada para os espessantes e sua diluição em água. O ajuste manual foi realizado segundo ASTM D7394-08 para dois sistemas distintos: • Tinta semi-brilho com látex acrílico estirenado e coalescente ULTRAFILM® 260 LV + Espessante A + Espessante E; • Tinta semi-brilho com látex acrílico estirenado e coalescente ULTRAFILM® 260 LV + Espessante C + Espessante F. O primeiro sistema contendo os Espessante A e Espessante E é a formulação referência enquanto o segundo sistema contendo os Espessante C e Espessante F é uma formulação com uma nova proposta de espessantes do mercado. OEspessante Apromove viscosidade emmédias taxas de cisalhamento, é do tipoHASE (HydrophobicallyModified Alkali-Swellable Emulsion), ou seja, acrílico associativo. O Espessante E promove viscosidade em altas taxas de cisalhamento, e é HASE. O Espes- sante C é um espessante HEUR (Hydrophobically Modified Ethoxylated Urethane), ou seja, uretânico que promove viscosidade emmédias taxas de cisalhamento. O Espessante F também é do tipo HEUR com função de promover viscosidade em altas taxas de cisalhamento. Para o ajuste de reologia seguindo a norma ASTM, foi preparada uma base da tinta de 250 g contendo todos os componentes exceto os espessantes e a água de diluição dos espessantes que foram deixados por último. Primeiramente adicionou-se alíquotas do Espessante A diluído em água na proporção de 1:1 até que o sistema atingisse 90 KU comverificação no viscosímetro Stormer. Em seguida, o Espessante E diluído emágua na proporção de 1:1 também foi adicionado em alíquotas ao sistema com verificação das viscosidades no viscosímetro Stormer e no reômetro na taxa de cisalhamento de 10000 s-1. O intuito desse ajuste foi atingir viscosidade entre 100 e 110 KU em médio cisalhamento e viscosidade entre 70 e 250 cP em alto cisalhamento. Para conhecer na prática os benefícios de utilizar a ferramenta do DOE para ajustar o comportamento reológico de tintas optou- -se por subdividir esse estudo em 2 etapas. A primeira compreendeu um planejamento fatorial completo 3x3x2x2 e a segunda etapa um planejamento fatorial 2x2. Em todas as etapas desse estudo utilizou-se o software MiniTab. Na primeira etapa foram adicionados mais dois espessantes de mercado no estudo, Espessantes B e Espessante D, e a faixa de concentração avaliada foi obtida a partir de estudos preliminares de ajuste do comportamento reológico realizado segundo a norma ASTM D7394-08. O Espessante B é um espessante HEUR utilizado para promover viscosidade em médias taxas de cisalhamento e o Espessante E é do tipo HEUR e oferece viscosidade em altas taxas de cisalhamento. O primeiro planejamento fatorial sugerido constitui-se de 4 fatores subdivididos em 3 e 2 níveis como observado na Tabela 1. Esse tipo de planejamento gerou 36 formulações de tintas que foram realizadas em duplicata totalizando 72 formulações que foram preparadas seguindo a ordem aleatória proposta pelo Minitab e avaliadas através de medições no viscosímetro Stormer e reômetro na taxa de cisalhamento de 10000 s-1 com intuito de determinar as respostas de interesse, a viscosidade em média e alta taxa de cisalhamento. A preparação dos sistemas para avaliação de viscosidade foi subdividida em 3 etapas: primeiramente realizou-se o preparo da base, na sequência a completagem com os espessantes e, após 24 horas de preparo, leu-se as viscosidades KU e ICI com o viscosímetro KU e reômetro na taxa de cisalhamento de 10000 s-1. A formulação utilizada foi a mesma, a diferença se dá pela inclusão dos novos espessantes, B, C, E e F. A base foi preparada para rendimento final de 250 g para medição de viscosidade, a mesma formulação feita no primeiro estudo, exceto a concentração de espessante adicionada que variou de acordo com o planejamento de experimentos proposto. Essa