Características e Preparação de Pigmentos Metálicos

Dentro do reino dos pigmentos, os pigmentos metálicos se destacam como uma categoria distinta. Compreendendo pós metálicos ou de liga semelhantes a flocos, os pigmentos metálicos são compostos principalmente por metais ou ligas com espessuras inferiores a 1 mícron e proporções que variam entre 50 e 200. Esses pigmentos, conhecidos por suas qualidades decorativas, conferem tons vívidos e vibrantes a objetos revestidos, caracterizados por um brilho metálico brilhante e efeitos metálicos cintilantes. Entre os pigmentos metálicos, destacam-se o pó de alumínio (incluindo pasta de alumínio), o pó de liga de cobre-zinco e o pó de zinco.

1. Classificação dos Pós de Pigmentos Metálicos Os pós de pigmentos metálicos e pós de liga comumente usados incluem pó de alumínio (comumente referido como pó de prata de alumínio), pó de zinco, pó de cobre-zinco (comumente conhecido como pó de ouro), pó de chumbo, pó de prata e pó de aço inoxidável, entre outros. Cada um encontra diversas aplicações em vários contextos. Notavelmente, o pó de alumínio, muitas vezes referido como pó de prata, é produzido pela atomização do alumínio fundido em névoa fina, seguido pela moagem em minúsculas estruturas semelhantes a flocos.

O pó de alumínio tipo floco ou pasta de alumínio, conhecido por sua cor prateada e brilho, é classificado em tipo flutuante e tipo não flutuante. Suas excepcionais propriedades de folhagem permitem a formação de um filme contínuo de alumínio dentro dos revestimentos, capaz de mascarar orifícios e aumentar a durabilidade. O pó de alumínio exibe refletividade nos espectros visível, infravermelho próximo e ultravioleta, refletindo mais de 60% da luz ultravioleta. Quando incorporado em topcoats, aumenta a resistência às intempéries. Quando formulado em revestimentos alquídicos resistentes ao calor, suporta temperaturas de aproximadamente 200°C e é frequentemente empregado em revestimentos de silicone suportando temperaturas de até 600°C. O pó de alumínio tipo floco oferece capacidades de revestimento e flutuação e apresenta um "efeito de duas cores" único, tornando-o amplamente utilizado em revestimentos decorativos, como tintas metálicas brilhantes e acabamentos martelados.

O pó de zinco, derivado do zinco metálico, existe tanto em formas esféricas quanto em flocos, apresentando excelente resistência à corrosão e frequentemente servindo como revestimentos anticorrosivos para componentes de aço. O pó de zinco tipo floco é produzido pela moagem de bolas de pó esférico com um meio protetor. Os pigmentos de zinco em pó são fabricados usando métodos de moagem de bolas e consistem em flocos finos de alumínio e modificadores de superfície. A matéria-prima para a produção de zinco em pó é 99,5% lingotes de zinco puro. O zinco exibe significativa resistência à corrosão em condições atmosféricas, mas é suscetível à corrosão em ambientes ácidos (sais ácidos, soluções alcalinas ácidas). Quando em contato com metais que possuem potenciais positivos mais fortes, o zinco sofre corrosão primeiro, produzindo óxidos. Portanto, o zinco metálico é utilizado como camada protetora. O contato entre o zinco em pó e alimentos ácidos pode resultar em sais de zinco tóxicos, tornando o zinco em pó inadequado para revestimentos de equipamentos alimentícios. O pó de zinco granulado pode ser produzido através de métodos de destilação e atomização. O pó de zinco produzido por destilação apresenta partículas mais finas e maior atividade, enquanto a atomização produz partículas mais grossas com distribuições de tamanho mais amplas. No entanto, a atomização tem maior eficiência de produção, menor consumo de energia e custos reduzidos. Com técnicas avançadas de atomização e classificação, pó de zinco finamente controlado pode ser produzido. Recentemente, o pó de zinco tipo floco produzido por moagem de bolas tem sido amplamente adotado na indústria de tintas. O pó de zinco semelhante a flocos oferece excelente poder de cobertura, e menos pó de zinco é necessário em comparação com o pó de zinco esférico ao formular revestimentos.

O chumbo, um metal cinzento, exibe notável resistência à corrosão em ambientes atmosféricos, de água do mar e de água doce. Tem bom desempenho contra ácido sulfúrico, ácido nítrico e ácido fluorídrico, exibindo forte resistência à corrosão. O pó de chumbo é fabricado através de atomização, onde o chumbo fundido é transformado em solução e atomizado usando ar comprimido, resultando em pó de chumbo granular irregular com finura abaixo de 200 malha e um teor de metal inferior a 97%. O pó de chumbo é utilizado como componente em lubrificantes de metalurgia do pó e, quando misturado com materiais formadores de filmes, pode ser usado em revestimentos anticorrosivos.

O pó de titânio demonstra excelente resistência à corrosão a substâncias ácidas e alcalinas à temperatura ambiente. O titânio apresenta forte afinidade pelo oxigênio, formando um filme de óxido denso em sua superfície, garantindo robusta estabilidade química. O pó de titânio é tipicamente produzido usando métodos de moagem por hidrogenação. Suas excelentes propriedades anticorrosivas e de estabilidade química o tornam amplamente utilizado em várias aplicações nas indústrias química e alimentícia.

A pasta de prata é um material crucial na indústria de microeletrônica, compreendendo pó de prata, resina e solventes misturados em proporções específicas. Entre esses componentes, o pó de prata desempenha um papel fundamental na pasta de prata condutora. O pó de prata vem em várias estruturas, incluindo formas dendríticas, esféricas e semelhantes a flocos. O pó de prata semelhante a flocos, quando usado para criar revestimentos de pasta de prata, oferece desempenho elétrico excepcional, consumo reduzido, custo-benefício e um brilho branco prateado brilhante. O pó de prata semelhante a flocos serve como material elétrico primário em componentes eletrônicos, como capacitores monolíticos, resistores de filme de carbono, capacitores, interruptores de filme fino, ligação de chips semicondutores e placas condutoras.

O pó de aço inoxidável é geralmente produzido usando o método de atomização de gás. As partículas de pó de aço inoxidável são transportadas para a câmara de pulverização por fluxo de ar de alta pressão, onde são submetidas a alta velocidade de rotação, atrito e impacto para serem transformadas em pó fino. O pó de aço inoxidável é usado em revestimentos anticorrosivos.

1.1.2 Características dos Pigmentos Metálicos1.1.2.1 Características Ópticas e de CorOs pigmentos metálicos, na forma de pó, são compostos por metais ou ligas, resultando em um brilho metálico brilhante distinto e coloração. Por exemplo, o pó de prata de alumínio exibe uma tonalidade branco-prateada e, quando usado em revestimentos, pode proteger e refletir uma porção de ondas de luz, levando a variações no tom de cor e brilho metálico. Recentemente, novas variedades de pó de prata de alumínio, como o pó de alumínio glitter, foram combinadas com pigmentos transparentes, produzindo revestimentos que não apenas exibem destaques metálicos, mas também uma aparência vibrante e colorida. Da mesma forma, o pó de liga de cobre-zinco varia de cor de ouro pálido a ouro avermelhado, conferindo uma variedade vívida de cores a objetos revestidos. O pó de zinco em forma de floco oferece um brilho metálico sutil, integrando perfeitamente objetos revestidos com seus arredores, alcançando um efeito de camuflagem. Os pigmentos metálicos semelhantes a flocos possuem uma característica única conhecida como "flop de cor", em que a cor percebida muda de brilhante para moderada à medida que o ângulo de visão muda. Quando observado quase paralelo à superfície do revestimento, o brilho aparece como cor pastejante, exibindo um tom de cor relativamente suave com um toque de cinza. À medida que o ângulo de visão se desvia da superfície normal, uma cor cintilante distinta, conhecida como flip color, emerge. Quando visto perpendicularmente à superfície do revestimento, o brilho torna-se a cor da visão direta, apresentando uma aparência vibrante e deslumbrante.

1.1.2.2 Resistência à corrosão e características de isolamento térmico A maioria dos pigmentos metálicos existe como pós semelhantes a flocos, que, quando incorporados aos materiais de revestimento, alinham-se paralelamente à superfície revestida, entrelaçando-se e ocultando-se em arranjos multicamadas para formar uma barreira. Este arranjo protege o material revestido de gases ou líquidos nocivos durante a aplicação, protegendo tanto o revestimento quanto o objeto que está sendo revestido. Esta capacidade de blindagem física contribui para a sua resistência à corrosão. Além disso, o pó de zinco, além de sua capacidade de blindagem, oferece proteção catódica. Uma infinidade de partículas de zinco dentro do revestimento forma uma camada condutora. Em caso de corrosão eletroquímica, o zinco, com um potencial eletroquímico mais negativo que o ferro, é preferencialmente corroído, preservando efetivamente o substrato de aço subjacente. O pó de aço inoxidável apresenta excepcional estabilidade química, resistindo à corrosão química. Além disso, os pigmentos metálicos de alto brilho possuem capacidades de isolamento térmico, pois não absorvem prontamente a luz, refletindo efetivamente a radiação visível, ultravioleta e térmica. Assim, encontram aplicações em produtos que exigem isolamento, reflexão de luz e radiação térmica, como tanques de armazenamento de óleos e gases. Os pigmentos metálicos refletem mais de 60% da luz ultravioleta, retardando o envelhecimento causado pela radiação UV, contribuindo para a vida útil prolongada dos revestimentos.

1.1.3 Preparação de Pigmentos MetálicosA maioria dos pós de pigmentos metálicos é produzida através de métodos físicos, transformando metais sólidos, líquidos ou gasosos em pós adaptados a requisitos específicos. Os métodos de produção comuns incluem:

1. Transformação de metais de uma fase gasosa para a forma de pó, como a produção à base de sublimação de pó de zinco e pó de prata de alumínio.

2. Transformação de metais de uma fase líquida para a forma de pó, como a produção baseada em atomização de pó de prata de alumínio e pó de cobre de ouro.

3. Transformação de metais de uma fase sólida para a forma de pó, como moagem de bolas para a produção de pó de prata de alumínio, pó de ouro de cobre e pó de zinco.

Os métodos comuns de processamento dos pigmentos metálicos estão detalhados na Tabela 1.