Desenvolvimento de tintas intumescentes a base de diferentes tipos de resinas e avaliação da influência da concentração de resina no desempenho de proteção contra o fogo

Abstract

O aço tem sido muito utilizado na indústria em diversas aplicações, principalmente na área de construção civil. Porém, começa a perder suas propriedades estruturais quando atinge temperaturas próximas a 500 °C, sendo então necessária a sua proteção contra o calor. Os revestimentos intumescentes têm se mostrado uma ótima alternativa para a proteção passiva de substratos metálicos contra o fogo devido à sua capacidade de fornecer isolamento térmico ao substrato. Um dos principais componentes do sistema intumescente é um polímero ligante, sendo a resina epóxi a mais largamente utilizada. O objetivo deste trabalho foi comparar oito diferentes resinas em uma formulação intumescente, além de estudar a influência da variação de concentração de resina no desempenho de proteção contra o fogo do revestimento. A caracterização das amostras foi realizada por análise termogravimétrica, microcalorimetria de combustão, teste de resistência ao fogo, microscopia óptica, microscopia eletrônica de varredura e difração de raios-X. Os resultados das análises de TGA e MCC das resinas e das tintas indicaram que as tintas contendo silicone (RIBS e RIHES) são mais estáveis termicamente e liberam menores quantidades de calor. Além disso, as placas revestidas com as tintas apresentaram no teste de resistência ao fogo temperaturas menores na parte posterior da placa (160 °C e 130 °C) assim como a formulação contendo resina epóxi que atingiu 150 °C (RIEB). Já as placas revestidas com as tintas contendo resinas acrílicas (RIACN e RIACI) apresentaram camadas carbonosas com pouca coesão e atingiram temperaturas superiores a 300 °C. Por fim, verificou-se também que com exceção das amostras contendo resinas acrílicas, quando a concentração de resina é reduzida de 55,6% para 40,6% ou 25,6% as temperaturas das placas revestidas com as tintas se mantiveram ou diminuíram. Isso indica, que para essas amostras é possível utilizar menores quantidades de resina e manter ou até melhorar o isolamento térmico que os revestimentos intumescentes proporcionam ao substrato metálico.

Steel has been widely used in industry in various applications, especially in the area of construction. However, it begins to lose its structural properties when subjected reaches temperatures close to 500 ° C, so its protection of heat is required. Intumescent coatings have proven to be a great alternative for passive protection of metal substrates against fire due to their ability to provide thermal insulation to the substrate. One of the main components of the intumescent system is a binder polymer, with epoxy resin being the most widely used. The objective of this work was to compare eight different resins in an intumescent formulation and to study the influence of resin concentration variation on the fire protection performance of the coating. The characterization of the samples was performed by thermogravimetric analysis, combustion microcalorimetry, fire resistance test, optical microscopy, scanning electron microscopy and X-ray diffraction. The results of the TGA and MCC analyze of resins and coatings indicated that coatings containing silicone (RIBS and RIHES) are more thermally stable and release lesser amounts of heat. Furthermore, the coatings coated plates showed lower temperatures in the fire resistance test at the back plate (160 ° C to 130 ° C) and the formulation containing epoxy resin reached 150 ° C (RIEB). The plates coated with coatings containing acrylic resins (RIACN and RIACI) had carbonaceous layers without cohesion and reached temperatures above 300 ° C. Finally, it was also found that, with the exception of samples containing acrylic resins, when the resin concentration is reduced from 55.6% to 40.6% or 25.6%, the temperatures of the plates coated with the coatings have remained or decreased . This indicates that for these samples it is possible to use smaller quantities of resin and to maintain or even improve the thermal insulation that the intumescent coatings to provide metal substrate.