Por que a solidez à luz e a resistência às intempéries dos pigmentos importam tanto em aplicações externas?

Seis meses depois da entrega de um lote de assentos plásticos para uso externo, o cliente enviou fotografias: o vermelho alaranjado, antes vivo, havia desbotado para um rosa pálido, e o lado exposto ao sol e o lado à sombra pareciam dois produtos diferentes. A formulação não tinha mudado, e o número de índice de cor do pigmento era idêntico ao da amostra de laboratório. O problema veio da etapa de seleção, em que ninguém perguntou quanto tempo aquele pigmento resistiria sob radiação ultravioleta, chuva e calor. O lote inteiro precisou ser substituído, e o cliente passou a exigir relatórios de ensaio de intemperismo para todos os pedidos seguintes.

Por que a solidez à luz e a resistência às intempéries importam tanto em aplicações externas? Solidez à luz é a capacidade de um pigmento manter a cor sob exposição luminosa; resistência às intempéries é a capacidade de manter cor e desempenho quando luz, calor, umidade e oxigênio agem ao mesmo tempo. A vida da cor de um produto externo é decidida por essas duas propriedades, e nenhuma das duas aparece em uma placa de laboratório.

A cor de um pigmento vem da absorção seletiva da luz por sua estrutura molecular, e o ambiente externo ataca essa estrutura todos os dias: a radiação ultravioleta rompe as ligações químicas dos pigmentos orgânicos, o calor acelera o processo, e a umidade e o oxigênio desencadeiam hidrólise e oxidação. A mudança não acontece em um dia; ao longo de meses a cor desbota, escurece ou desvia, até que o cliente coloque duas placas lado a lado e veja a diferença. A radiação ultravioleta carrega energia suficiente para romper os grupos cromóforos de muitos pigmentos orgânicos, e uma vez rompido o cromóforo a molécula deixa de absorver seu comprimento de onda característico, de modo que a cor enfraquece. Pigmentos orgânicos de estruturas diferentes variam enormemente em resistência ao ultravioleta, e dentro de um mesmo matiz um tipo barato e um tipo de alto desempenho podem diferir várias vezes em vida útil ao ar livre; os pigmentos inorgânicos não dependem de cromóforos orgânicos e têm aqui uma vantagem natural. Muitos compradores olham apenas o grau de solidez à luz, mas ao ar livre também há temperatura, chuva, umidade e poluentes do ar. O calor acelera todas as reações de degradação; a umidade hidrolisa certos pigmentos e também envelhece o revestimento ou a própria matriz plástica, expondo mais superfície de pigmento; o oxigênio e o ozônio participam da oxidação. A resistência às intempéries é a pergunta que abrange tudo isso de uma vez, e um pigmento com solidez à luz muito alta mas resistência insuficiente ao calor ou à hidrólise falhará igualmente ao ar livre em uma região quente e úmida.

As duas propriedades contam com métodos de avaliação consolidados, e na compra o fornecedor deve ser solicitado a apresentar os dados correspondentes, em vez de ser julgado apenas por índice de cor e preço. A solidez à luz costuma ser classificada na escala de lã azul de 1 a 8, sendo 8 o máximo: a placa pigmentada é exposta junto a tiras de lã padrão, e o grau corresponde à tira que apresenta o mesmo desbotamento no mesmo tempo. Cada grau a mais dobra aproximadamente o tempo de exposição antes do desbotamento, e as aplicações externas em geral exigem grau 7 ou superior, com atenção à concentração em que esse grau foi medido. A resistência às intempéries é avaliada em equipamentos de envelhecimento acelerado, sobretudo câmaras de arco de xenônio e de lâmpadas fluorescentes UV, que controlam irradiância, temperatura, aspersão e umidade para simular as condições externas e informam a diferença de cor e a retenção de brilho por hora de exposição. Os dados acelerados facilitam a comparação, mas não substituem totalmente a exposição real ao ar livre, principalmente em projetos de longo prazo, por isso, para produtos com alta exigência de vida externa, recomendamos realizar os dois ensaios. O ponto mais negligenciado é a concentração: o mesmo pigmento medido em massa, sem branco, e o mesmo pigmento reduzido com dióxido de titânio até um tom claro costumam diferir em um ou dois graus ou mais, porque após a redução uma fração maior de cada partícula fica exposta à luz e se degrada mais rápido. Se o produto externo usa um tom claro, é preciso pedir ao fornecedor os dados na proporção real de redução; caso contrário, o grau alto em massa é apenas um número no papel.

Pigmentos inorgânicos como os óxidos de ferro, o dióxido de titânio rutilo com tratamento superficial e os pigmentos inorgânicos complexos oferecem em geral durabilidade externa muito alta e cor estável, ao custo de uma gama de matizes limitada e saturação menor que a dos orgânicos. Os pigmentos orgânicos são vivos e de alto poder de tingimento, mas sua resistência às intempéries cobre uma faixa enorme: famílias de alto desempenho como quinacridonas, dicetopirrolopirróis e perilenos atendem às exigências externas de tintas automotivas, enquanto alguns tipos azoicos de baixo preço servem apenas para ambientes internos. Um erro de compra frequente é adquirir pelo número de índice de cor supondo que todos os produtos sob esse número se comportam igual. Na realidade, produtos de um mesmo índice de fabricantes e tipos diferentes divergem em tamanho de partícula, forma cristalina, tratamento superficial e pureza, e seu desempenho ao intemperismo pode ser completamente diferente. As aplicações externas devem ser selecionadas com dados de intemperismo e resultados de ensaio reais, não apenas pelo número de índice.

A sequência de seleção deve ser definir primeiro as condições, escolher depois o pigmento e ajustar por último o sistema; feita ao contrário, os problemas aparecem depois da entrega. Comece fixando a vida útil e as condições de exposição: quantos anos ao ar livre e em qual região, porque um litoral de alta umidade e salinidade, uma região de altitude com ultravioleta intenso e uma zona industrial poluída são casos totalmente diferentes. Com vida útil e região definidas, o grau de solidez à luz e as horas de intemperismo exigidas passam a ter fundamento, e o fornecedor pode recomendar tipos adequados. Considere o pigmento junto com o sistema: peças plásticas precisam de absorvedores de ultravioleta e estabilizantes de amina impedida compatíveis para proteger a matriz e o pigmento; em revestimentos, o sistema de resina decide quanto tempo o filme dura, e se a resina gizar primeiro, até o melhor pigmento fica exposto; o dióxido de titânio precisa de tratamento superficial adequado para conter o gizamento fotocatalítico. Quando recomendamos pigmentos para uso externo, olhamos ao mesmo tempo a matriz, os aditivos e as condições de processo do cliente. O julgamento final só pode vir de placas feitas com a formulação real, na concentração real e nas condições reais de processo, submetidas a envelhecimento acelerado e, quando necessário, a exposição externa. O tempo e o custo dessa etapa ficam muito abaixo do custo de retrabalhar um lote de produto externo desbotado.

Um pigmento com grau 8 na escala de lã azul é automaticamente seguro ao ar livre? Não necessariamente: o 8 costuma ser o valor em massa, e reduzido a um tom claro pode cair para 6 ou menos; além disso, a solidez à luz reflete apenas o efeito da luz, e ao ar livre também há calor, umidade e oxigênio, de modo que são necessários dados de intemperismo na concentração real. Os pigmentos inorgânicos são sempre mais resistentes às intempéries do que os orgânicos? Na maioria dos casos sim, mas não de forma absoluta: orgânicos de alto desempenho atendem exigências de tinta automotiva ao ar livre, enquanto alguns inorgânicos sem tratamento superficial têm problemas em ambientes úmidos, portanto a seleção deve se apoiar nos dados do tipo específico. Produtos de uso interno precisam considerar a solidez à luz? Precisam: uma posição junto à janela ou sob a iluminação forte de um shopping desbota pigmentos de baixa solidez, apenas mais devagar do que ao ar livre, e os produtos internos em geral exigem grau 5 a 6 conforme o cenário de uso.

O Hongda Group produz pigmentos, dióxido de titânio e aditivos em Ningbo desde 1992, exporta para mais de trinta países, e uma parcela importante dessa produção vai para revestimentos e peças plásticas de uso externo. Se o seu produto será usado ao ar livre, informe-nos a vida útil, a região e as condições da formulação, e recomendaremos tipos para o seu caso real com dados de intemperismo. Para conhecer as formas de parceria, visite hongda-chem.com e clique em "Become a strategic partner".