Síntese e utilização de zeólitas A, X e Y em tintas de poliaspártico
Data
2020-02-19
Autores
Machado, Max Pimentel Da Matta [UNIFESP]
Orientadores
Bresolin, Igor Tadeu Lazzarotto [UNIFESP]
Tipo
Dissertação de mestrado
Título da Revista
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Título de Volume
Resumo
The polyaspartic coating, one of the most innovative resins for the production of high performance paints, studying the effect of the addition of selected zeolites as adsorbents to remove moisture in the system. Polyaspartic is based on the reaction of an aliphatic polyisocyanate and polyaspartic ester which is an aliphatic secondary diamine. Beyond that reaction, polyisocyanates also react with water resulting in formation of polyurea and carbon dioxide. The water in the system comes from the other raw materials involved in the preparation of the coating such as pigments and additives. This reaction damages the polyaspartic system due to that speeds up the reaction significantly, what decreases the time limit for application of the coating. In previous works, some alternatives were determined to remove this moisture and the strategy that presented the best efficiency was using zeolite 3A for the adsorption of the water in the system. However, it was not found a work in the literature that compares the performance of zeolites of types A, X and Y with this purpose. Thus, the objective of this work was to modify commercial LTA zeolite, producing the zeolites 3A, 4A and 5A, to synthesize the zeolite Y using methods previously tested in the literature and to characterize the synthesized zeolites (4A, 5A and Y), zeolite 3A X (commercials) using many techniques, in order to determinate its chemical composition, crystalline structure, morphology and thermal behavior. Finally, the selected zeolites were used as adsorbents in formulations of polyaspartic paints to evaluate the efficiency in the removal of water molecules. According to the results, the zeolite syntheses were effective and could be used in the comparative tests. After that, the zeolites were added as adsorbents in polyaspartic formulations and it was noted that zeolite NaX was the best adsorbent, since it has the properties of hydrophilicity and opening of micropores that allow greater water adsorption in the channels. In the reaction kinetics test, it was observed that all zeolites had a positive impact on the polyaspartic coating, being the zeolite Na-X the best adsorbent, concluding that it is the most suitable for this purpose.
A tinta poliaspártica, uma das resinas mais inovadoras da atualidade para fabricação de tintas de alta desempenho, estudando o efeito da adição de zeólitas selecionadas como adsorventes para remoção da umidade no sistema. O poliaspártico baseia-se na reação de um poliisocianato alifático e um éster poliaspártico, que é uma diamina alifática secundária. Além desta reação, os poliisocianatos também são reativos com água resultando na formação de poliuréia e gás carbônico. A água no sistema é proveniente de outras matérias-primas envolvidas na preparação da tinta, como solventes e pigmentos, ou da própria atmosfera. Esta reação é prejudicial ao sistema poliaspártico pois acelera a velocidade de reação significativamente, diminuindo o tempo limite para aplicação do revestimento. Em trabalhos prévios, determinaram-se algumas alternativas para remover esta umidade, sendo que a estratégia que apresentou melhor eficiência foi à utilização da zeólita 3A comercial para adsorção da água do sistema. Porém, não foi encontrado nenhum trabalho na literatura que comparasse a desempenho de zeólitas dos tipos A X e Y para este propósito. Assim, o objetivo desse trabalho foi modificar em laboratório zeólita LTA comercial, produzindo as zeólitas 3A, 4A e 5A, sintetizar a zeólita Y utilizando métodos previamente testados em outros trabalhos e, posteriormente, caracterizar as zeólitas sintetizadas (4A, 5A e Y), zeólitas 3A e X (comerciais) utilizando as diversas, com o objetivo de determinar a sua composição química, estrutura cristalina, morfologia e comportamento térmico. Por fim, as zeólitas selecionadas foram utilizadas como adsorventes em formulações de tintas de poliaspártico para que fosse avaliada a eficiência na remoção das moléculas de água. De acordo as caracterizações, as sínteses das zeólitas foram efetivas e pôde ser utilizada nos testes comparativos. Depois disto, foi adicionado as zeólitas como adsorventes em formulações de poliaspartico e notou-se que a zeólita NaX foi o melhor adsorvente, uma vez que possui as propriedades de hidrofilicidade e abertura de microporos que permitem uma maior adsorção de água nos canais. No teste de cinética de reação, observou-se que todas as zeólitas tiveram um impacto positivo no revestimento poliaspártico, sendo o melhor adsorvente a zeólita NaX, concluindo que é a mais indicada para esta finalidade.
A tinta poliaspártica, uma das resinas mais inovadoras da atualidade para fabricação de tintas de alta desempenho, estudando o efeito da adição de zeólitas selecionadas como adsorventes para remoção da umidade no sistema. O poliaspártico baseia-se na reação de um poliisocianato alifático e um éster poliaspártico, que é uma diamina alifática secundária. Além desta reação, os poliisocianatos também são reativos com água resultando na formação de poliuréia e gás carbônico. A água no sistema é proveniente de outras matérias-primas envolvidas na preparação da tinta, como solventes e pigmentos, ou da própria atmosfera. Esta reação é prejudicial ao sistema poliaspártico pois acelera a velocidade de reação significativamente, diminuindo o tempo limite para aplicação do revestimento. Em trabalhos prévios, determinaram-se algumas alternativas para remover esta umidade, sendo que a estratégia que apresentou melhor eficiência foi à utilização da zeólita 3A comercial para adsorção da água do sistema. Porém, não foi encontrado nenhum trabalho na literatura que comparasse a desempenho de zeólitas dos tipos A X e Y para este propósito. Assim, o objetivo desse trabalho foi modificar em laboratório zeólita LTA comercial, produzindo as zeólitas 3A, 4A e 5A, sintetizar a zeólita Y utilizando métodos previamente testados em outros trabalhos e, posteriormente, caracterizar as zeólitas sintetizadas (4A, 5A e Y), zeólitas 3A e X (comerciais) utilizando as diversas, com o objetivo de determinar a sua composição química, estrutura cristalina, morfologia e comportamento térmico. Por fim, as zeólitas selecionadas foram utilizadas como adsorventes em formulações de tintas de poliaspártico para que fosse avaliada a eficiência na remoção das moléculas de água. De acordo as caracterizações, as sínteses das zeólitas foram efetivas e pôde ser utilizada nos testes comparativos. Depois disto, foi adicionado as zeólitas como adsorventes em formulações de poliaspartico e notou-se que a zeólita NaX foi o melhor adsorvente, uma vez que possui as propriedades de hidrofilicidade e abertura de microporos que permitem uma maior adsorção de água nos canais. No teste de cinética de reação, observou-se que todas as zeólitas tiveram um impacto positivo no revestimento poliaspártico, sendo o melhor adsorvente a zeólita NaX, concluindo que é a mais indicada para esta finalidade.