Resinas Epoxidicas

Resinas Epoxidicas

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Diego de Souza UNERJ RESINAS EPOXÍDICAS

Diego de Souza

CENTRO UNIVERSITÁRIO DE JARAGUÁ DO SUL Jaraguá do Sul – 05 de novembro de 2009.

Diego de Souza

Trabalho acadêmico com vistas à aprovação na disciplina de Química Tecnológica, apresentado ao professor Teófilo Valdir Fertig. Segundo semestre do curso de Engenharia Mecânica do Centro Universitário de Jaraguá do Sul 2009/I.

CENTRO UNIVERSITÁRIO DE JARAGUÁ DO SUL Jaraguá do Sul – 05 de novembro de 2009.

INTRODUÇÃO6
1. INTRODUÇÃO AS RESINAS EPOXÍDICAS7
1.1 Alguns agentes de cura:8
1.2 Solventes8
1.3 Usos9
1.4 Tabela de classe térmica10
2. PREPARAÇÃO1
3. FORMAÇÃO DO FILME12
4. SOLVENTES13
4.1 Diluentes reativos13
5. APLICAÇÕES14
6. A TINTA EPÓXI15
6.1 Tintas15
6.2 Composição das tintas15
6.3 Solventes16
6.4 Resinas17
6.4.5 Resinas epoxídicas18
6.4.6 Poliamina18
6.4.7 Poliamida18
6.4.8 Isocianato19
6.5 Aditivos19
6.5.1 Dispersantes ou tensoativos ou umectantes19
6.5.2 Espessantes19
6.5.3 Secantes19
6.5.4 Antibolhas20
6.5.5 Antinata20
6.6 A tinta epoxídica20
6.6.1 Tintas epóxi curadas com poliamidas21
6.6.2 Tintas epóxi curadas com poliaminas21
6.6.3 Tintas epóxi modificadas21
6.6.4 Tintas epóxi curadas com isocianatos2
6.6.6 Massas epóxi2
6.6.7 Tintas epóxi betuminosas23
CONCLUSÃO24

A utilização do aço na fabricação mecânica é suscetível aos interpéries que ocasionam a corrosão, assim sendo, temos a necessidade de criar barreiras para os dispositivos corrosivos. As tintas são fundamentais para garantir a durabilidade dos elementos metálicos, ainda mais quando estes são expostos (no caso de embarcações, estruturas metálicas, plantas industriais, etc.).

Neste trabalho de pesquisa, estudaremos um dos tipos de resina utilizado para fabricação de tintas, a resina epoxídica, da qual obtemos a tina epóxi, a tinta mais utilizada para o tratamento superficial de superfícies com altos índices de exposição à interpéries.

1. INTRODUÇÃO AS RESINAS EPOXÍDICAS

As resinas epoxídicas constituem uma família de materiais poliméricos termoendurecíveis, que não dão origem a produtos de reação durante a sua cura (formação de ligações cruzadas) e que, portanto, têm uma pequena retracção durante a cura. Estas resinas têm também uma boa adesão a outros materiais, boa resistência química e ao meio ambiente, boas propriedades mecânicas e boas propriedades de isolamento elétrico.

As resinas epoxídicas ou simplesmente resinas epóxi, são polímeros caracterizados pela presença de grupos glicidila em sua molécula, além de outros grupos funcionais.

Figura 1 - Grupo Glicidila.

Resultam em estrutura tridimensional através da reação do grupo glicidila (também chamado de grupo epóxi) com um agente reticulante adequado (endurecedor).

Os agentes de epoxidação mais comuns são os ácidos peracético e perfórmico e os óleos vegetais epoxidados. A epicloridrina ( 1-cloro-2, 3 - epóxi - propano ) é o agente universal portador do grupo epóxi que irá reagir com espécies químicas que tem hidrogênios ativos. O bisfenol A [ 2, 2 - bis ( 4'- hidroxifenil ) propano] é a espécie química mais comum que contém esses hidrogênios ativos. A primeira resina epóxi com características similares às das atuais, foi sintetizada na Alemanha em 1933 por Schlack a partir da reação de epicloridrina com bisfenol A .

Figura 2 - Agentes de epoxidação mais comuns.

No final da década de quarenta (40) outras grandes companhias químicas iniciaram pesquisas em resinas epóxi, tais como: Shell; Union Carbide; Dow Chemical e a Reicholds Chemical.

Os agentes de cura ou endurecedores formam um grupo extenso de produtos que reagindo com as resinas epóxi, lhe propiciam determinadas características, tais como: Dureza, resistência a impacto, rapidez na reação, esotermia, brilho, elasticidade, etc.

1.1 Alguns agentes de cura:

• Aminas: primárias, secundárias, terciárias, alifáticas, cicloalifáticas, aromáticas.

• Poliamidas

• Poliaminas

• Anidridos

1.2 Solventes

As resinas epóxi são solúveis em solventes oxigenados como:

Acetatos, cetonas, éteres, glicólicos, etc.

OBS: Existem os diluentes reativos, que além de atuarem como solventes propriamente ditos reagem com o agente reticulante passando então a fazerem parte integrante do revestimento. Os diluentes reativos, reduzem a densidade de ligações entre as cadeias poliméricas; diminuem a resistência ao calor, a solventes e a agentes químicos dos revestimentos em que participa.

Os sistemas epóxi bi componente são usados na formulação de tintas protetivas de alto desempenho para manutenção industrial, revestimento de alta resistência química, alta aderência, excelente resistência a abrasão, tintas marítimas, isolamento elétrico (Baixa; Média; Alta tensão), adesivos diversos, brindes, laminados, pisos, ferramentaria, movimentação de cargas químicas, modelação, construção civil, bijuterias, etc.

OBS - 1: Como nas formulações o teor de resina epóxi varia muito em função da finalidade a que se destina, quando for adicionar o agente de cura, deve-se sempre observar na literatura do produto a relação de mistura entre os dois componentes !

OBS - 2: Após a cura total, a resina com o catalisador forma um produto termofixo, ou seja, um produto irrecuperável ( não reciclável ) !

O tipo de resina mais procurada é uma resina fundível, livre de solventes, formada à base de resinas epóxi, destinada ao emprego e endurecimento sem pressão em temperatura ambiente ou levemente aquecida (20 a 60ºC).

O sistema de resinas fundíveis, já comprovou a sua grande utilidade na indústria elétrica e eletrônica e especialmente no campo das instalações de baixa tensão.

O seu excelente poder adesivo, já comprovado nos mais diversos tipos de materiais, pode ser aproveitado integralmente ou suprimido com medidas adequadas.

Quando adicionamos o endurecedor na resina, observa-se uma reação exotérmica, que oscila de acordo com o tamanho da peça. Para reduzir a reação exotérmica da massa de resina, podemos adicionar materiais de enchimento de origem mineral ( cargas ), possibilitando assim a produção de peças maiores.

Quando houver um retardamento do processo de endurecimento, recomendase aquece-la com raios infra-vermelhos ou pelo endurecimento em fornos ou estufas. Este tipo de resina moldável distingue-se pelas altas resistências mecânicas, dielétricas e pelo alto grau de resistência química ou atmosférica.

As resinas moldáveis com enchimento dos tipos acima indicados apresentam uma menor absorção de água, maiores resistência a deformação no calor e ainda uma maior resistência à pressão. A resina fundível praticamente mantém o grau da resistência à flexão bem como de choque até mesmo sob a influência de temperaturas muito baixas.

1.4 Tabela de classe térmica

aditivos, pigmentos, etc, na reação com determinados catalisadores, podemos

Conforme for formulada a resina com as variáveis de cargas minerais, obter após cura total (7 dias), resistência à temperaturas diferenciadas gerando assim uma classificação de resistência térmica como segue:

OBS: Classes C e H são mais recomendadas as resinas á base de silicone apesar de o custo ser mais alto. Os epóxis levam vantagem quando se fala em melhor performance térmica a longo prazo e menor resistência térmica instantânea.

2. PREPARAÇÃO

Na sua grande maioria, as resinas epoxídicas são obtidas através da reação do bisfenol A [2,2 bis(4- hidroxil-fenil) propano] com epicloridrina (1- cloro – 2, 3- epóxi-propano) na presença de hidróxido de sódio.

O Bisfenol A é um composto orgânico que serve como base para a produção de plásticos é obtido da Acetona e do Fenol, é uma matéria-prima muito utilizada apesar da polêmica em inúmeras de suas utilizações.

Embora possa ser substituído por compostos similares, o Bisfenol é o composto mais utilizado para formação da resina epóxi, em função de seu baixo custo de obtenção.

A epicloridrina é um composto orgânico extremamente tóxico que é obtido sinteticamente por meio da conversão de propileno com gás de cloro a 600 graus e hidrólise com hidróxido de cálcio. O produto desta reação é um líquido incolor com odor característico de alho, é um composto altamente reativo e inflamável.

São produzidas mais de 700.0 de toneladas deste composto anualmente no mundo.

Da união dos dois compostos, é gerada a seguinte reação:

Bisfenol - A Acetona

Fenol Carvão

Cumeno Propeno

Benzeno

Nafta Petróleo Nafta Petróleo

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