Impacto do processo de dispersão no índice de qualidade do produto

Dissertação de mestrado integrado em Engenharia BiológicaDo processo de fabrico de uma tinta fazem parte três etapas: pré-mistura, dispersão e acabamento. O alvo de estudo da presente dissertação é o processo de dispersão. A dispersão de pigmentos sólidos num meio líquido exige que seja realizado trabalho, na forma de energia mecânica para que os aglomerados se separem em partículas primárias. É necessário ainda garantir que estas partículas de pigmento não se voltem a aglomerar e se mantenham em suspensão. O incumprimento de qualquer uma destas premissas terá um impacto real no produto final. Este é o mote do trabalho desenvolvido. O principal objetivo deste trabalho passa pela análise aprofundada da etapa de dispersão do processo de fabrico de tintas. O foco do estudo passa inteiramente pela dispersão do dióxido de titânio. Inicialmente começou-se por fabricar uma tinta aquosa lisa de exterior/interior a quatro velocidades periféricas diferentes e também a dois volumes diferentes e posteriormente foram caracterizados e comparados com um padrão de fábrica. Por forma a consolidar resultados, decidiu-se, também fabricar uma tinta aquosa que na sua formulação não houvesse adição de cargas, apenas dióxido de titânio. Esta foi fabricada a três velocidades periféricas diferentes, para três volumes diferentes e desta vez com dois tempos de dispersão distintos. Todos estes fabricos foram caracterizados e comparados com um padrão de fábrica. Assim, conclui-se que as formulações são robustas o suficiente para ser possível obter uma boa dispersão a várias velocidades periféricas. É, também, possível concluir que processos de dispersão fabricados a elevadas velocidades angulares criam regimes turbulentos que não são ideais ao processo e que desta forma, são formadas taxas de corte bastante elevadas, que têm repercussão na viscosidade final do produto. Por fim, conclui-se que os ensaios laboratoriais (8 m/s com volumes 2 e 5 L) têm reprodutibilidade com os fabricos industriais.Three steps are involved in the process of paint manufacturing: pre-mixing, dispersion and finishing. The dispersion process is the aim of this dissertation. The dispersion of solid pigments in a liquid medium requires the use of mechanical energy in order to break the agglomerates into primary particles. Furthermore, it is necessary to ensure that these pigment particles don´t re-agglomerate and remain in suspension. Failure to comply with any of these assumptions will have a real impact on the final product. This is the main goal of the work developed. The main purpose of this work is the in-depth analysis of the stage of dispersion of the paint manufacturing process. The study focuses entirely on the dispersion of the Titanium Dioxide pigment. Initially, it was made an exterior/interior paint at four different peripheral velocities, for two different volumes, characterized, and compared to a standard from production. In order to consolidate results, it was also decided to make another water borne paint that in its formulation does not contain any fillers, so that, it became possible to study strictly the dispersion of Titanium Dioxide. This was made at three different peripheral velocities, for three different volumes and this time with two different dispersion times too. All these tests were characterized and compared to a standard from production. Therefore, it is concluded that the formulations are robust enough to be possible to obtain good dispersion results at various peripheral speeds. It is also possible to conclude that dispersion processes that occur at high angular velocities (rpm) creates turbulent regimens which are not ideal to the process and so, high shear rates are created which have repercussions on the final viscosity of the product. Finally, it is concluded that the laboratory tests at 8 m/s of 2 and 5 L are reproducible with what it is done in production