(MBIT), novo biocida para preservação “in can”

13th International Coatings Congress
13th International Exhibition of Coatings Industry Suppliers
METIL BENZOISOTIAZOLINONA (MBIT), NOVO BIOCIDA PARA PRESERVAÇÃO
“IN CAN” PARA TINTAS IMOBILIÁRIAS
Debora Fumie Takahashi, Beth Ann Browne, Vanessa Sarra, Fernando Mesquita
DOW Microbial Control – DOW Brasil
Abstract
Os biocidas, bactericidas e fungicidas, são importantes para prevenir a deteriorização das tintas
imobiliárias. Há duas aplicações diferentes em tintas: a) para prevenir o apodrecimento no
estado úmido durante estocagem e transporte (proteção “in can”); e (b) para assegurar o
desempenho a longo prazo da tinta no filme seco, após a aplicação no substrato. Na
formulação da tinta, devido a presença de grande quantidade de água, a contaminação mais
freqüente é por bactérias ou leveduras. O crescimento microbiano no estado úmido (“in can”)
usualmente se manifesta pela perda da funcionalidade do produto, como a formação de gás,
mau odor, mudanças de pH, viscosidade ou cor. As tintas base água são muito susceptíveis à
contaminação, devido às cargas minerais e resinas presentes na formulação. Os
microrganismos contaminantes podem ser introduzidos através da água (água de processo e
água de lavagem), com matérias prima (látex, cargas, pigmentos, etc) e através do processo,
por má condição de higiene da planta. O apodrecimento de produtos base água pode muitas
vezes não ser notado, até que o produto alcance o consumidor final, causando uma perda
econômica significante. Uma boa higienização da planta e Boas Práticas de Manufatura,
quando combinadas com o uso correto de biocida, minimizará o risco de apodrecimento por
microrganismos da tinta. O MBIT (metil benzoisotiazolona) é o único novo biocida desenvolvido
neste século, não é liberador de formaldeído, nem contêm compostos halogenados, portanto
de baixa toxicidade á saúde humana e ao meio ambiente, e está em linha com os padrões
mundiais de sustentabilidade. É extremamente estável nas formulações de tintas, de amplo
espectro de ação, principalmente contra microrganismos resistentes. Estável em ph de 2 a 10,
e em formulações de tintas e matérias primas como slurries e resinas. Neste trabalho, foi
comparado a efetividade de MBIT (em formulações) com combinações de BIT/MIT, as
formulações contendo MBIT obteve desempenho superior, inclusive em tintas com pH acima de
8, em baixa dosagens. O MBIT é um ativo inovador, efetivo e de baixa toxicidade, é uma
alternativa inovadora de preservação sustentável.
1. INTRODUÇÃO
Os biocidas, bactericidas e fungicidas, são importantes para prevenir a deteriorização das tintas
imobiliárias. Existem duas aplicações diferentes em tintas: a) para prevenir o apodrecimento no
estado úmido durante estocagem e transporte (proteção “in can”); e (b) para assegurar
performance em longo prazo da tinta no filme seco, após a aplicação no substrato (3,4).
Na formulação da tinta, devido a presença de grande quantidade de água, a contaminação
mais freqüente é por bactérias ou leveduras. O crescimento microbiano no estado úmido
usualmente se manifesta pela perda da funcionalidade do produto, como a formação de gás,
mau odor, mudanças de pH, viscosidade ou cor (1).
As tintas base água são muito susceptíveis à contaminação, devido às cargas minerais e
resinas presentes na formulação. Os microrganismos contaminantes podem ser introduzidos
através da água (água de processo e água de lavagem), com matérias prima (látex, cargas,
pigmentos, etc) e através do processo, por má condição de higiene da planta.
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O apodrecimento de produtos base água pode muitas vezes não ser notado até que produto
alcance o consumidor final, causando uma perda econômica significante. Uma boa
higienização da planta e Boas Práticas de Manufatura, quando combinadas com o uso correto
de biocida, minimizará o risco de apodrecimento por microrganismos da tinta (2, 3, 4).
Outra aplicação de biocidas na tinta, é de fungicidas ou algicidas no filme seco, uma vez que a
tinta, depois de aplicada e seca (filme seco), é susceptível à colonização por fungos e algas
que crescem na superfície da pintura. O crescimento de microrganismos sobre o filme seco não
afeta somente a aparência do recobrimento (descoloração), mas também pode comprometer
sua performance, diminuendo o poder de cobertura da tinta (biodeteriorização). O fungo pode
penetrar na tinta, resultando em rachaduras, bolhas ou perda da adesão, levando à corrosão
do substrato.
Já as algas crescem somente em ambiente externos podem reter água. O congelamento e
descongelamento desta água podem induzir à rachadura ou aumentar a permeabilidade da
tinta, levando a falhas na cobertura da mesma. Além disso, a presença de água possibilita a
colonização por outros microrganismos como os fungos, que podem causar a biodeteriorização
(5).
O bactericida ideal deve apresentar um amplo espectro de ação, contra bactérias e leveduras,
rápida ação e estável em pH alcalino, em torno de 8,0 a 9,5, e além disso, não deve causar
nenhum impacto à tinta, como causar amarelamento ou qualquer problema de descoloração.
Atualmente, um fator a mais, vem direcionando cada vez mais a escolha do bactericida ou
preservante, a toxidade do ativo em relação ao meio ambiente e ao ser humano. A busca por
ativos mais sustentáveis e menos tóxicos vem aumentando nos últimos anos, formaldeido e
doadores de formaldeido comumente utilizados aos poucos estão sendo banidos
principalmente por multinacionais, que devem seguir diretrizes mais restritas das matrizes. Um
biocida considerado “green” por orgãos internacionais cada vez mais procurado.
Considerando todas estas características, atualmente no mercado brasileiro é difícil encontrar
um ativo biocida que seja compatível com todas as formulações e seguem as características
procuradas atualmente. O MBIT (metil benzoisotiazolinona) é um ativo novo, desenvolvido por
DOW Microbial Control para preencher esta falha. MBIT é compatível com pH de 2 a 10, não
contêm formaldeido ou doador de formaldeido, e controla a contaminação de bactérias e
leveduras em tintas.
Neste trabalho, foi comparado a efetividade de MBIT (em formulações) com combinações de
BIT/MIT, as formulações contendo MBIT obteve desempenho superior, inclusive em tintas com
pH acima de 8, em baixa dosagens. O MBIT é um ativo inovador, efetivo e de baixa toxicidade,
é uma alternativa inovadora de preservação sustentável.
2. MATERIAIS E MÉTODOS
Biocidas Avaliados
•
•
•
Benzoisotiazolinona (BIT)
Cloro metil isotiazolinona/Metil isotiazolinona (CMIT/MIT)
Metil Benzoisotiaozlinona (MBIT)
Método High Throughput
Foi utilizado um método modificado do método tradicional de teste de preservação (Teste
de Desafio), o método High Through Put (HTP) que foi desenvolvido para determinação da
eficácia do preservante em uma determinada amostra de tinta, visando otimizar o sistema
preservante.
O teste de desafio consiste da inoculação de uma mistura de bactérias nas amostras de
tintas já dosadas com o biocida. Após 7 dias uma alíquota é retirada para a realização da
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contagem de microrganismos remanescente. Foi realizado 4 inoculações com intervalo de 7
dias: 0, 7, 14 e 21 dias. Para as inoculações, foi preparado um “pool” de bactérias padrão
ou de bactérias isoladas do ambiente de 5.0x108 UFC/mL.
Pool de Bactérias Padrão:
•
Alcaligenes faecalis (ATCC #8750)
•
Pseudomonas aeruginosa (ATCC #10145)
•
Pseudomonas aeruginosa (ATCC #15442)
•
Staphylococcus aureus (ATCC #6538)
•
Enterobacter aerogenes (ATCC #13048)
•
Pseudomonas fluorescens (ATCC #17397)
Pool de bactérias isoladas de ambiente de produção de tintas:
•
Pseudomonas aeruginosa (isolado de modificador de reologia)
•
Pseudomonas aeruginosa (isolado de água de processo)
•
Pseudomonas aeruginosa (isolado de tinta Baixo VOC)
•
Pseudomonas oleovorans (isolado de equipamento contaminado)
Meios de Culturas utilizados:
•
•
TSB (Trypic Soy Broth) + indicador biológico.
YMB (Yeast Malt Broth) + indicador biológico.
3. RESULTADOS E DISCUSSÃO
As amostras preservadas e controle foram inoculadas 4 vezes (a cada 7 dias) com
microrganismos por até 28 dias. Na Figura 1, apresentamos a mínima concentração de ativo,
BIT e a combinação de MBIT com CMIT/MIT necessária para eliminar os microrganismos
inoculados. Podemos observar que a concentração (total de ativo) de MBIT/CMIT/MIT
necessária para preservar três tintas baixo VOC testadas contra bactérias foi significantemente
mais baixa do que quando foi utilizado a benzoisotiazolinona (BIT) sozinho.
Já na Figura 2, mostramos a mínima concentração de ativos efetiva para controla 4 inóculos
em 28 dias em dispersões de caolim e de dióxido de titanio. Podemos observar que MBIT e a
combinação de MBIT/CMIT/MIT preservou contra bactérias em concentrações menores do que
foi necessário com BIT, as duas cargas minerais testadas.
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Tinta11
Paint
Tinta22
Paint
Tinta 33
Paint
Isolados de ambiente
Concentração efetiva
(ppm ativo)
Linhagens Padrão
>500 >500
>500
500
385
180 180 200
80
BIT
39 39 70
MBIT/CMIT/MIT
BIT
MBIT/CMIT/MIT
Concentração efetiva (ppm de ativo)
Figura 1 – Concentração mínima efetiva de BIT e da combinação de MBIT/CMIT/MIT
em três tintas baixo VOC diferentes. A) com linhagens de bactéria padrão; B) com linhagens de
bactérias isoladas do ambiente de produção de tintas. Benzoisotiazolinona (BIT); Metil
benzoisotiazolinona (MBIT); Cloro metil isotiazolinona/ Metil isotiazolinona (CMIT/MIT).
Figura 2 – Concentração mínima efetiva (ppm de ativo) para preservar dióxido de titânio
(TiO2) e carbonato de cálcio (CaCO3) contra
a contaminação por bactérias. BIT
(Benzoisotiazolinona); MIT (metil isotiazolinona); MBIT (metil benzoisotiazolinona); CMIT/MIT
(cloro metil isotiazolinona + metil isotiazolinona).
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4. CONCLUSÃO
O novo biocida, N-methyl benzoisotiazolinona (MBIT), mostrou:
• Apresenta um amplo espectro de ação, com melhor efetividade contra leveduras
quando comparado a outras isotiazolinonas como benzoisotiazolinona e metil
isotiazolinona
• A combinação de MBIT com CMIT/MIT mostrou eficácia superior do que outras
isotiazolinonas como BIT e MIT.
.
A mistura de MBIT/CMIT/MIT é muito versátil em uma variedade de compostos e serve
para:
• Rápida descontaminação
• Preservação de longo prazo
O MBIT e as misturas de MBIT com CMIT/MIT foram efetivas tanto contra linhagens de
bactérias padrão de laboratório e linhagens de bactérias isoladas de linhas de produção e
contaminação de produtos de baixo VOC.
O aumento da consciência em relação ao meio ambiente, baixo VOC, produtos base água é
muito positivo, mas infelizmente estas tintas tem uma susceptibilidade maior a contaminação
bacteriana e por leveduras. Restrições de produtos favoráveis ao ambiente, como por exemplo,
selos “verdes”, limitam significamente as opções de sistemas preservantes disponíveis,
enquanto que estas medidas de conservação, como o aumento o uso de água de lavagem,
promovem um ambiente favorável pela proliferação de microrganismos tolerantes (isolados de
ambiente de produção). O MBIT é um biocida, com ótimo perfil toxicológico ambiental, sendo
classificado como “verde”, dentro dos padrões internacionais, e apresentou eficácia superior ou
equivalente às outras isothiazolinonas, é o único biocida descoberto neste século, com perfil
promissor para preecher todas as lacunas atuais na preservação de tintas.
5. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS
1) GILLAT, J.W. Bacterial and Fungal Spoilage of Waterborne Formulations during Production
and Storage: Remedial and Preventive Measures. Surface Coatings International, 10: 387
(1992).
2) WINKOWSKI, K. Controlling Microbial Contamination. Paints and Coatings Industry, 7: 60
(2002).
3) WOODS, W.B. Prevention of the Microbial Spoilage of Latex Paint. Journal of Waterborne
Coatings, 11:2 (1982)
4) WOODS, W.B. “Industrial Biocide for Use in Coatings”, Australian Coatings Journal, 6: 6.
2000
5) WRIGHT, I.C. The Deterioration of Paint Films by Algae and Lichens. Biodeterioration , VI:
637 (1986).
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