Desenvolver um sistema de envernizamento por cura ultravioleta para parquet e soalho de madeira

Abstract

De maneira a proteger aos pavimentos de madeira é essencial revestir este material com um verniz, criando uma barreira protetora contra os diversos agentes atmosféricos, biológicos e químicos que possam danificá-la. Para formar esta barreira, o verniz passa por uma etapa de cura, após a sua aplicação no substrato, onde o filme líquido se transforma numa película sólida protetora. Existem vários métodos de cura de vernizes, nomeadamente cura térmica, cura química ou cura por radiação ultravioleta (fotopolimerização). O interesse na cura de vernizes com radiação ultravioleta tem vindo a aumentar devido à rapidez deste processo, assim como as propriedades que confere ao substrato. No caso da cura por ação da radiação ultravioleta, a formação da película sólida inicia-se quando o revestimento é irradiado com luz ultravioleta. Um verniz para cura com radiação ultravioleta é constituído por resinas, fotoiniciadores, solventes (solventes orgânicos ou água) e aditivos. Um dos componentes mais importantes é a resina, pois esta confere à película propriedades como dureza, resistência física e química, para além de determinar a velocidade de cura. Para iniciar a polimerização é necessária a presença de fotoiniciadores, são estes que, após exposição à radiação, formam espécies reativas que iniciarão a reação. Por fim, são adicionados aditivos à formulação de um verniz com o objetivo de melhorar certas propriedades e prevenir imperfeições no revestimento do pavimento. Neste trabalho desenvolveu-se um verniz aquoso de cura por ação de radiação ultravioleta, para manutenção in situ de pavimentos de madeira. Este produto tem como vantagem a rapidez do processo de cura, assim como a redução de emissão de gases de efeito de estufa. Para isso, desenvolveram-se várias formulações e analisaram-se diferentes componentes até se encontrar os mais adequados. Posteriormente, as formulações foram aplicadas em diversos substratos de madeira e foram efetuados testes para avaliar características como a sua dureza e a aderência. Este estudo permitiu encontrar uma formulação que cumpre os requisitos desejados, um verniz que se traduz num revestimento com excelente dureza e com tempos de secagem física e de cura reduzidos.

To protect wooden floors it’s essential to use a coating that creates a protecting barrier against atmospheric, biological and chemical agents that can damage the wood. To form this barrier, the coating needs to be cured after application, where the liquid film turns into a solid protective film. The curing of the coating can be activated by heat (heat curing), by adding a chemical agent (chemical curing) or by ultraviolet irradiation. The interest in ultraviolet radiation curing has been increasing due to the speed of this process as well as the properties granted to the surface. In curing using ultraviolet radiation, the formation of the film begins when the coating is hit by the radiation irradiated by lamps. This kind of coating has a formulation that consists of resins, photoinitiators, solvents (organic solvents or water) and additives. One of the most important components of a ultraviolet cured coating it’s the resin, it provides the film such proprieties such as hardness, physical and chemical resistance, in addition to defining the curing rate. To initiate polymerization, the presence of photoinitiators in the formulation is necessary, because when this component is exposed to ultraviolet radiation, forms reactive species that initiate the reaction. Lastly, to the formulation is added additives, which improve certain properties and prevent coating defects. In this work, it was developed a water-based coating with ultraviolet radiation curing to be used in in situ maintenance of wooden flooring. This product has the advantage of the speed of the curing process as well as the reduction of the emission of greenhouse gases. Various formulations were developed and different components were analyzed to find the most appropriate to the system. After application in wooden substrates, test were performed to analyze certain characteristics as hardness or adhesion. Finally, it was developed a formulation with excellent hardness and reduced time for the curing process.