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Jul 17, 2023

Dióxido de titânio: eliminando a opacidade?

Depois que as autoridades francesas propuseram classificar o TiO2 como cancerígeno da categoria 1B, tem havido muita discussão sobre alternativas. A Akzo Nobel Decorativas Tintas estudou o

Depois que as autoridades francesas propuseram classificar o TiO2 como cancerígeno da categoria 1B, tem havido muita discussão sobre alternativas. A Akzo Nobel Decorative Paints estudou a formulação de revestimentos brancos opacos com substâncias alternativas.

Hans de Jong e Jitte Flapper da Akzo Nobel Decorative Paints realizaram um estudo teórico para estimar o potencial de outros materiais opacificantes para substituir o TiO2 como pigmento branco. Foi avaliado o máximo poder de cobertura teórico de outras substâncias opacificantes não absorventes (ou seja, brancas). Para isso, o Coeficiente de Espalhamento foi calculado em função do diâmetro da partícula. Os cálculos foram então realizados para determinar a espessura que uma camada de revestimento deveria ter, em comparação com uma camada contendo TiO2, para obter uma cobertura igual.

Os pigmentos inorgânicos foram selecionados do Índice Internacional de Cores. O melhor pigmento sem qualquer rotulagem adversa associada é o dióxido de zircônio, com índice de refração de 2,13. Materiais de adição amplamente utilizados como carbonato de cálcio (CaCO3) e sulfato de bário (BaSO4) também foram estudados, mas seus índices de refração (1,4-1,7 e 1,6 respectivamente) são muito próximos daqueles das resinas utilizadas em tintas e consequentemente não serão opacificantes eficazes.

Cinco fatos sobre o dióxido de titânio

Dica de livro: Dióxido de Titânio, de Jochen Winkler

Dica de evento: European Coatings TiO2 Forum: Maximizando a eficiência do pigmento branco

O melhor resultado para um material sem rotulagem adversa associada foi obtido para o dióxido de zircônio. Usando este material, seria necessário um aumento de quatro vezes na espessura da camada para obter uma cobertura semelhante em comparação com um revestimento pigmentado com dióxido de titânio. Materiais de enchimento frequentemente utilizados, como carbonato de cálcio ou sulfato de bário, exigiriam uma camada mais de 100 vezes mais espessa.

Isto também significa que teriam de ser utilizadas quatro vezes mais matérias-primas (ligantes, solventes, etc.). Tudo isto significaria um aumento considerável (por exemplo) no trabalho, no esgotamento das matérias-primas, nas emissões de COV e nos custos para o utilizador final.

Tabela 1: Coeficiente de dispersão ideal calculado e espessura relativa da camada:

Os cálculos teóricos realizados neste projeto concluem que o dióxido de titânio é de longe o opacificante mais eficiente para uso em revestimentos e que não há outro material ou outra forma de opacificação disponível que dê poder de cobertura suficiente a um revestimento. A única outra maneira de conseguir a ocultação seria aumentar a espessura da camada. Mesmo na melhor das hipóteses, seria necessária uma camada quatro vezes mais espessa. Mas isto traria desvantagens inaceitáveis, tanto do ponto de vista prático (por exemplo, custos, mão-de-obra) como do ponto de vista ambiental (por exemplo, utilização de matérias-primas, emissões de COV). Hans de Jong e Jitte Flapper concluem, portanto, que a indústria de revestimentos não pode criar revestimentos brancos opacos sem o uso de dióxido de titânio.

O artigo completo faz parte da edição de outubro do European Coatings Journal.