Sábado, fevereiro 26 2011 17: 49

Fabricação de tintas e revestimentos

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Adaptado de NIOSH 1984.

Tintas e revestimentos incluem tintas, vernizes, lacas, manchas, tintas de impressão e muito mais. As tintas tradicionais consistem em uma dispersão de partículas de pigmento em um veículo que consiste em um formador de filme ou aglutinante (geralmente um óleo ou resina) e um diluente (geralmente um solvente volátil). Além disso, pode haver uma grande variedade de cargas e outros aditivos. Um verniz é uma solução de óleo e resina natural em um solvente orgânico. Resinas sintéticas também podem ser usadas. As lacas são revestimentos nos quais a película seca ou endurece totalmente por evaporação do solvente.

As tintas tradicionais tinham menos de 70% de sólidos, sendo o restante principalmente solventes. Os regulamentos de poluição do ar que limitam a quantidade de solventes que podem ser emitidos para a atmosfera resultaram no desenvolvimento de uma ampla variedade de tintas substitutas com baixo ou nenhum solvente orgânico. Estes incluem: tintas látex à base de água; tintas catalisadas em duas partes (por exemplo, sistemas epóxi e uretano); tintas com alto teor de sólidos (mais de 70% de sólidos), incluindo tintas plastisol compostas principalmente por pigmentos e plastificantes; tintas curadas por radiação; e revestimentos em pó.

De acordo com o Instituto Nacional de Segurança e Saúde Ocupacional dos EUA (NIOSH 1984), cerca de 60% dos fabricantes de tintas empregavam menos de 20 trabalhadores e apenas cerca de 3% tinham mais de 250 trabalhadores. Espera-se que essas estatísticas sejam representativas dos fabricantes de tintas em todo o mundo. Isso indica uma predominância de pequenas lojas, a maioria das quais não teria experiência interna em saúde e segurança.

Processos de fabricação

Em geral, a fabricação de tintas e outros revestimentos é uma série de operações unitárias usando processos em lote. Há poucas ou nenhuma reação química; as operações são principalmente mecânicas. A fabricação envolve a montagem de matérias-primas, mistura, dispersão, desbaste e ajuste, enchimento de contêineres e armazenamento.

Tintas

As matérias-primas utilizadas para fabricar tintas vêm como líquidos, sólidos, pós, pastas e pastas. Estes são pesados ​​manualmente e pré-misturados. As partículas de pigmento aglomerado devem ser reduzidas ao tamanho original do pigmento e as partículas devem ser molhadas com o aglutinante para garantir a dispersão na matriz líquida. Este processo de dispersão, chamado de moagem, é feito com uma variedade de equipamentos, incluindo dispersores de eixo-impulsor de alta velocidade, misturadores de massa, moinhos de bolas, moinhos de areia, moinhos de rolo triplo, moinhos pug e assim por diante. Após uma corrida inicial, que pode levar até 48 horas, a resina é adicionada à pasta e o processo de moagem é repetido por um período menor. O material disperso é então transferido por gravidade para um tanque de descarga onde pode ser adicionado material adicional, como compostos de tingimento. Para tintas à base de água, o aglutinante geralmente é adicionado neste estágio. A pasta é então diluída com resina ou solvente, filtrada e transferida novamente por gravidade para a área de enchimento das latas. O enchimento pode ser feito manualmente ou mecanicamente.

Após o processo de dispersão, pode ser necessário limpar os tanques e moinhos antes de introduzir um novo lote. Isso pode envolver ferramentas manuais e elétricas, bem como produtos de limpeza alcalinos e solventes.

Lacas

A produção de laca geralmente é realizada em equipamentos fechados, como tanques ou misturadores, a fim de minimizar a evaporação do solvente, o que resultaria em depósitos de uma película de laca seca no equipamento de processamento. Caso contrário, a produção de verniz ocorre da mesma maneira que a produção de tinta.

Vernizes

A fabricação de vernizes oleorresinosos envolve o cozimento do óleo e da resina para torná-los mais compatíveis, desenvolver moléculas ou polímeros de alto peso molecular e aumentar a solubilidade no solvente. Plantas mais velhas podem usar chaleiras portáteis e abertas para o aquecimento. A resina e o óleo ou apenas a resina são adicionados à caldeira e depois aquecidos a cerca de 316ºC. As resinas naturais devem ser aquecidas antes da adição dos óleos. Os materiais são despejados por cima da chaleira. Durante o cozimento, as caldeiras são cobertas com exaustores refratários. Após o cozimento, as chaleiras são movidas para salas onde são resfriadas rapidamente, geralmente por spray de água, e então diluentes e secadores são adicionados.

As usinas modernas usam grandes reatores fechados com capacidades de 500 a 8,000 galões. Esses reatores são semelhantes aos usados ​​na indústria de processos químicos. Eles são equipados com agitadores, visores, linhas para encher e esvaziar os reatores, condensadores, medidores de temperatura, fontes de calor e assim por diante.

Tanto nas fábricas mais antigas quanto nas modernas, a resina diluída é filtrada como etapa final antes da embalagem. Isso normalmente é feito enquanto a resina ainda está quente, geralmente usando um filtro prensa.

Revestimentos em pó

Os revestimentos em pó são sistemas sem solventes baseados na fusão e fusão de resina e outras partículas aditivas em superfícies de objetos aquecidos. Os revestimentos em pó podem ser termoendurecíveis ou termoplásticos e incluem resinas como epóxis, polietileno, poliésteres, cloreto de polivinila e acrílicos.

O método mais comum de fabricação envolve a mistura a seco dos ingredientes em pó e a mistura por fusão por extrusão (veja a figura 1). A resina seca ou aglutinante, pigmento, carga e aditivos são pesados ​​e transferidos para um pré-misturador. Este processo é semelhante às operações de mistura a seco na fabricação de borracha. Após a mistura, o material é colocado em uma extrusora e aquecido até a fusão. O material fundido é extrudado em uma correia transportadora de resfriamento e então transferido para um granulador grosso. O material granulado é passado por um moedor fino e depois peneirado para atingir o tamanho de partícula desejado. O revestimento em pó é então embalado.

Figura 1. Fluxograma para a fabricação de tintas em pó pelo método de extrusão por fusão e mistura

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Perigos e sua prevenção

Em geral, os principais perigos associados à fabricação de tintas e revestimentos envolvem o manuseio de materiais; substâncias tóxicas, inflamáveis ​​ou explosivas; e agentes físicos como choque elétrico, ruído, calor e frio.

O manuseio manual de caixas, barris, contêineres e assim por diante, que contêm matérias-primas e produtos acabados, são as principais fontes de lesões devido ao levantamento inadequado, escorregões, quedas, queda de contêineres e assim por diante. Precauções incluem controles de engenharia/ergonomia como auxiliares de movimentação de materiais (roletes, macacos e plataformas) e equipamentos mecânicos (transportadores, guindastes e empilhadeiras), pisos antiderrapantes, equipamentos de proteção individual (EPI) como calçados de segurança e treinamento adequado em levantamento manual e outras técnicas de manuseio de materiais.

Os perigos químicos incluem a exposição a poeiras tóxicas, como pigmento de cromato de chumbo, que pode ocorrer durante a pesagem, enchimento de misturadores e tremonhas de moinhos, operações de equipamentos não fechados, enchimento de recipientes de tinta em pó, limpeza de equipamentos e derramamento de recipientes. A fabricação de revestimentos em pó pode resultar em altas exposições à poeira. As precauções incluem a substituição de pastas ou suspensões por pós; ventilação de exaustão local (LEV) para abrir sacos de pós (ver figura 2) e para equipamentos de processamento, fechamento de equipamentos, procedimentos de limpeza de derramamento e proteção respiratória quando necessário.

Figura 2. Sistema de controle de saco e poeira

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Uma grande variedade de solventes voláteis é usada na fabricação de tintas e revestimentos, incluindo hidrocarbonetos alifáticos e aromáticos, álcoois, cetonas e assim por diante. Os solventes mais voláteis são geralmente encontrados em lacas e vernizes. A exposição a vapores de solvente pode ocorrer durante a diluição na fabricação de tintas à base de solvente; durante o carregamento de recipientes de reação (especialmente tipos de chaleira mais antigos) na fabricação de verniz; durante o enchimento de latas em todos os revestimentos à base de solvente; e durante a limpeza manual de equipamentos de processo com solventes. O enclausuramento de equipamentos como reatores de verniz e misturadores de lacas geralmente envolve menores exposições a solventes, exceto no caso de vazamentos. As precauções incluem fechamento de equipamentos de processo, LEV para operações de desbaste e enchimento de latas e proteção respiratória e procedimentos de espaço confinado para limpeza de recipientes.

Outros riscos à saúde incluem inalação e/ou contato com a pele com isocianatos usados ​​na fabricação de tintas e revestimentos de poliuretano; com acrilatos, outros monômeros e fotoiniciadores usados ​​na fabricação de revestimentos de cura por radiação; com acroleína e outras emissões gasosas do cozimento do verniz; e com agentes de cura e outros aditivos em revestimentos em pó. As precauções incluem invólucro, LEV, luvas e outras roupas e equipamentos de proteção pessoal, treinamento em materiais perigosos e boas práticas de trabalho.

Solventes inflamáveis, pós combustíveis (especialmente nitrocelulose usada na produção de lacas) e óleos são todos riscos de incêndio ou explosão se inflamados por uma faísca ou altas temperaturas. Fontes de ignição podem incluir equipamentos elétricos defeituosos, fumo, fricção, chamas abertas, eletricidade estática e assim por diante. Trapos embebidos em óleo podem ser uma fonte de combustão espontânea. As precauções incluem ligação e aterramento de recipientes durante a transferência de líquidos inflamáveis, aterramento de equipamentos como moinhos de bolas contendo poeiras combustíveis, ventilação para manter as concentrações de vapor abaixo do limite inferior de explosão, cobertura de recipientes quando não estiverem em uso, remoção de fontes de ignição, uso de materiais resistentes a faíscas ferramentas de metais não ferrosos em torno de materiais inflamáveis ​​ou combustíveis e boas práticas de limpeza.

Os riscos de ruído podem estar associados ao uso de moinhos de bolas e seixos, dispersores de alta velocidade, telas vibratórias usadas para filtragem e assim por diante. As precauções incluem isoladores de vibração e outros controles de engenharia, substituição de equipamentos ruidosos, boa manutenção do equipamento, isolamento da fonte de ruído e um programa de conservação auditiva onde houver ruído excessivo.

Outros perigos incluem proteção inadequada da máquina, uma fonte comum de lesões ao redor da máquina. Riscos elétricos são um problema específico se não houver um programa de bloqueio/sinalização adequado para manutenção e reparo do equipamento. As queimaduras podem resultar de recipientes de cozimento de verniz quente e respingos de materiais e de colas derretidas a quente usadas para embalagens e rótulos.

 

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