Quais são as vantagens dos pigmentos orgânicos e dos inorgânicos na coloração de plásticos?
Os pigmentos orgânicos entregam alto poder tintorial e tons vivos; os inorgânicos entregam poder de cobertura e resistência sólida ao calor e ao intemperismo. O ponto de partida da escolha é sempre o ambiente de uso da peça e os anos de serviço esperados dela, e o preço é apenas mais uma variável.
No mês passado, um fabricante de móveis de área externa devolveu à sala de formulação de cor um lote inteiro de assentos injetados. As peças passaram um único verão empilhadas em um pátio no sul do país, e o vermelho alaranjado saturado com que saíram tinha desbotado para um ocre acinzentado; o cliente final recusou toda a carga. Ao abrir a formulação, o engenheiro de cor encontrou a causa: para reproduzir o visual vivo obtido na etapa de amostragem, a equipe tinha escolhido um pigmento orgânico com grau de resistência ao intemperismo incompatível com uso ao ar livre.
Quais são as vantagens dos pigmentos orgânicos e dos inorgânicos na coloração de plásticos? A vantagem dos orgânicos está no desempenho de cor: alto poder tintorial, tons vivos e boa transparência, de modo que uma dosagem pequena já entrega um resultado visual saturado. A vantagem dos inorgânicos está na resistência: poder de cobertura alto, boa estabilidade térmica e comportamento sólido diante da luz e do intemperismo, tendo como contrapartida uma gama de cor mais sóbria. Quando montamos uma solução de coloração para plásticos, o ponto de partida da análise é sempre o ambiente final de uso da peça e os anos de serviço esperados dela.
A cor de um pigmento orgânico depende do sistema conjugado dentro da molécula, e a exposição contínua à radiação ultravioleta vai rompendo essas ligações químicas, de modo que o tom clareia e acinzenta com o tempo. A cor de um pigmento inorgânico vem de transições eletrônicas na rede cristalina de um óxido metálico, e essa rede é quase insensível ao ultravioleta; é por isso que tipos como o óxido de ferro vermelho e o amarelo de titânio e cromo servem por anos em perfis externos e artigos de jardim. Para peças que ficam anos no sol, como perfis de PVC para construção, móveis de área externa e peças externas automotivas, normalmente montamos a formulação sobre pigmentos inorgânicos ou óxidos metálicos de fase mista e deixamos os orgânicos em papel auxiliar de ajuste de tom. Pular essa etapa costuma custar um lote inteiro, reprovado por diferença de cor ao fim da primeira temporada de sol.
O verdadeiro teste de temperatura na coloração de plásticos acontece na extrusão e na injeção, onde o pigmento precisa suportar calor e cisalhamento ao mesmo tempo dentro do fundido. A maior parte dos pigmentos orgânicos tem limiar de decomposição térmica limitado e, assim que a temperatura de processo sai da faixa que eles toleram, a estrutura molecular começa a degradar e a peça sai da fábrica já fora do padrão. Os plásticos de engenharia, como a poliamida e o policarbonato, são processados em geral a temperaturas mais altas que os plásticos de uso comum, e nesses sistemas a oferta de pigmentos orgânicos se estreita de forma visível. Os pigmentos inorgânicos passaram por calcinação em alta temperatura, então trazem uma margem natural de estabilidade térmica e acabam sendo a escolha mais segura em plásticos de engenharia de alta temperatura. O que você precisa conferir na etapa de seleção é se sobra margem de segurança suficiente entre os dados de resistência térmica do pigmento e a temperatura real de processo.
O poder tintorial dos pigmentos orgânicos costuma ser bem superior ao dos inorgânicos, então a dosagem necessária para a mesma profundidade de tom é menor, e isso compensa parte do preço unitário mais alto. A maioria dos pigmentos orgânicos é transparente ou semitransparente por si mesma, de modo que cobrir a cor própria da resina ou as impurezas de tom do material reciclado exige acompanhá-los com dióxido de titânio. Os pigmentos inorgânicos têm índice de refração alto e o poder de cobertura vem da própria partícula, o que permite chegar ao alvo com uma formulação mais enxuta em sistemas escuros e de tons médios. O indicador que calculamos com o cliente é o custo total de coloração por quilo de peça necessário para alcançar uma diferença de cor aceitável; o preço por quilo do pigmento é apenas uma variável dentro desse cálculo. Quando falta cobertura, essa lacuna se transfere pela formulação até a dosagem, a espessura de parede e a taxa de retrabalho.
Se os pigmentos orgânicos são sempre mais caros que os inorgânicos depende de como se faz a conta: por quilo cotado, os orgânicos ficam em geral acima, mas o poder tintorial é maior e a dosagem necessária para a mesma profundidade de tom é menor, então em sistemas claros e de alta saturação a diferença de custo de coloração por quilo de peça diminui bastante, e o julgamento real de custo precisa ser feito sobre a formulação inteira e contra a diferença de cor alvo. Os pigmentos orgânicos também não ficam descartados em peças de área externa, desde que se escolham tipos de alta resistência ao intemperismo, como quinacridonas, ftalocianinas, perilenos e pigmentos DPP, acompanhados de absorvedores de ultravioleta e estabilizantes de luz do tipo amina impedida; recomendamos concluir a validação de envelhecimento acelerado antes da produção em série e confirmar com dados que a diferença de cor e a retenção de brilho atendem aos anos de serviço previstos. Um mesmo pigmento se comporta de forma diferente em polipropileno e em PVC flexível porque a polaridade da resina, o teor de plastificante e a temperatura de processo afetam tanto a dispersão quanto a tendência à migração: o plastificante do PVC flexível pode dissolver parcialmente certos pigmentos orgânicos e provocar sangramento e migração, então o sistema de resina precisa ser tratado como parte das condições de seleção, e uma mesma cartela de cores não se transfere direto de um sistema para outro.