Export this record: EndNote BibTex

Please use this identifier to cite or link to this item: https://tede2.pucrs.br/tede2/handle/tede/10496
Document type: Tese
Title: Comportamento de filmes secos de tintas acrílicas à base d'água em condições de incêndio
Author: Henrique, Angelo Abel Machado Pereira 
Advisor: Dedavid, Berenice Anina
First advisor-co: Pires, Marçal José Rodrigues
Abstract (native): MACHADO PEREIRA HENRIQUE, ANGELO ABEL. Comportamento de Filmes Secos de Tinta Acrílica à Base d’água em Condições de Incêndio. Porto Alegre. 2022. Tese. Programa de Pós-Graduação em Engenharia e Tecnologia de Materiais, PONTIFÍCIA UNIVERSIDADE CATÓLICA DO RIO GRANDE DO SUL. A crescente disponibilidade de novos materiais poliméricos para acabamentos e revestimentos usados na construção civil, muito deles combustíveis, tem impulsionado as pesquisas para aprimorar os protocolos de testes destes produtos, visando a prevenção de incêndio. Existem normas especificas para determinar a flamabilidade de materiais poliméricos, porém não existem normas especificas para filmes de tinta secos. A maioria dos testes analisam a flamabilidade do filme de tinta considerando a pintura sobre um substrato, isto é, sobre alvenaria, madeira ou gesso. Além disso, não existe uma metodologia simples para estimar o perigo tóxico da queima de filmes de tintas utilizadas como revestimento na construção civil. A maioria dos ensaios para revestimentos buscam analisar a densidade da fumaça gerada pelo material durante a queima e a densidade de particulados. Diante desse contexto, este trabalho tem como objetivo quantificar a emissão de dióxido e monóxido de carbono durante o aquecimento até a combustão de filmes de tintas acrílicas à base d’água, brancas, de marcas comerciais simulando uma condição de incêndio. Diversas técnicas foram utilizadas (TGA, CG, ICP-MS e MEV/FEG) incluindo os ensaios de flamabilidade e a coleta dos gases gerados durante o aquecimento até a combustão dos filmes em forno fechado. Nos ensaios de flamabilidade realizados conforme a NBR 14892 (método horizontal) uma de cinco amostra foi considerada não combustível e as outras quatro foram classificadas com autoextinguíveis. Resultados semelhantes foram obtidos nos ensaios em conformidade com a UL 94 – HB (método horizontal - A). Entretanto nos ensaios realizados em concordância com norma UL 94 – V0 (método vertical - B) todos os filmes foram considerados combustíveis. Essa discrepância não se observa nas temperaturas de pirolises, obtidas por TGA ao ar sintético, que ficaram entorno de 374 °C, para todas as tintas, indicando que métodos complementares devem ser utilizados para a obtenção flamabilidade no caso de filmes de tintas. Análise de cromatografia gasosa, realizada com os gases coletados no forno de pirolise, indicaram que de 50 a 200 °C não houve emissão de CO pelas tintas A, C e E. Porém, no intervalo de 50 a 200 °C, a tinta B emitiu de 198 a 399 ppm de CO e a tinta D de 371 e 407 ppm de CO. Essas quantidades estão acima da quantidade de CO permitidos para ambientes fechados pela NR 15. Acima de 50 ppm de CO aparecem os primeiros sintomas fisiológicos como cefaleia e tontura. Por outro lado, todos os filmes de tintas analisados apresentaram baixas taxas de emissão de CO2, menores que de 3900 ppm, que é quantidade de referência da NR 15 e menores que 50.000 que é a quantidade de referência para o começo de sintomas fisiológicos em ambientes fechados. Diante dos resultados obtidos e considerando que a temperatura máxima que o corpo humano suporta é de 127 °C por 20 min, conclui-se que apenas as tintas B e D irão contribuir para o aumento da toxidade da fumaça gerada em um incêndio
Abstract (english): MACHADO PEREIRA HENRIQUE, ANGELO ABEL. Behavior of water-based acrylic paint dry films under fire conditions. Porto Alegre. 2022. Thesis. Master Graduation Program in Materials Engineering and Technology, PONTIFICAL CATHOLIC UNIVERSITY OF RIO GRANDE DO SUL. The growing availability of new polymeric materials for finishes and coatings used in civil construction, many of them combustible, has driven research to improve the testing protocols of these products, aiming at fire prevention. There are specific standards to determine the flammability of polymeric materials, but there are no specific standards for dry paint films. Most tests analyze the flammability of the paint film considering painting on a substrate, that is, on masonry, wood, or plaster. In addition, there is no simple methodology to estimate the toxic danger of burning paint films used as coatings in civil construction. Most tests for coatings seek to analyze the density of smoke generated by the material during burning and the density of particulates. Given this context, this work aims to quantify the emission of carbon dioxide and carbon monoxide during heating to combustion of commercial brands water-based, white acrylic paint films simulating a fire condition. Several techniques were used (TGA, CG, ICPMS and MEV/FEG) including flammability tests and the collection of gases generated during heating to combustion of the films in a closed oven. In the flammability tests carried out according to NBR 14892 (horizontal method), one of five samples was considered noncombustible and the other four were classified as self-extinguishing. Similar results were obtained in tests in accordance with UL 94 – HB (horizontal method - A). However, in the tests carried out in accordance with UL 94 – V0 (vertical method - B) all films were considered combustible. This discrepancy is not observed in the pyrolysis temperatures, obtained by TGA in synthetic air, which were around 374 °C, for all paints, indicating that complementary methods must be used to obtain flammability in the case of paint films. Gas chromatography analysis, performed with the gases collected in the pyrolysis oven, indicated that from 50 to 200 °C there was no CO emission by inks A, C and E. However, in the range of 50 to 200 °C, the ink B emitted from 198 to 399 ppm of CO and ink D of 371 and 407 ppm of CO. These amounts are above the amount of CO allowed for closed environments by NR 15. Above 50 ppm of CO, the first physiological symptoms appear, such as headache and dizziness. On the other hand, all paint films analyzed showed low CO2 emission rates, less than 3900 ppm, which is the reference quantity of NR 15, and less than 50,000, which is the reference quantity for the beginning of physiological symptoms in environments closed. In view of the results obtained and considering that the maximum temperature that the human body can withstand is 127 °C for 20 min, it is concluded that only paints B and D will contribute to the increase in the toxicity of the smoke generated in a fire.
Keywords: Tintas Acrílicas à Base d’Água
Flamabilidade
Pirólise
CO e CO2
Resíduos
Water-Based Acrylic Paints
Flammability
Pyrolysis
CO and CO2
Solid Waste
CNPQ Knowledge Areas: ENGENHARIAS
Language: por
Country: Brasil
Publisher: Pontifícia Universidade Católica do Rio Grande do Sul
Institution Acronym: PUCRS
Department: Escola Politécnica
Program: Programa de Pós-Graduação em Engenharia e Tecnologia de Materiais
Access type: Acesso Aberto
Fulltext access restriction: Trabalho não apresenta restrição para publicação
URI: https://tede2.pucrs.br/tede2/handle/tede/10496
Issue Date: 12-Jan-2022
Appears in Collections:Programa de Pós-Graduação em Engenharia e Tecnologia de Materiais

Files in This Item:
File Description SizeFormat 
TESE DE DOUTORADO - Angelo Abel M P H.pdfANGELO_ABEL_MACHADO_PEREIRA_HENRIQUE_TES3.25 MBAdobe PDFThumbnail

Download/Open Preview


Items in DSpace are protected by copyright, with all rights reserved, unless otherwise indicated.