OTTENERE UNA RETICOLAZIONE PIU’ EFFICACE E SICURA GRAZIE ALLE INNOVAZIONI OTTENUTE SULLE RESINE

Craig Frankum, Ad Overbeek, Fred – COVESTRO

Con l’affermarsi della consapevolezza di consumatori e verniciatori sul tema della sicurezza dei rivestimenti decorativi, i produttori di tutto il mondo si stanno impegnando per fornire infine le soluzioni desiderate. Covestro sostiene i produttori che perseguono questo obiettivo con l’innovazione e con un’area R&D all’avanguardia insieme a un ampio ventaglio di tecnologie avanzate della resina. Un esempio è il reticolante a base di aziridina polimerica che garantisce un grado di tossicità inferiore, ma una prestazione identica a quella dei reticolanti tradizionali a base di aziridina.

Con gli studi recenti che indicano che il 25% di tutti i contaminanti dell’aria in ambiente interno provengono dalle pitture, gli sforzi compiuti per migliorare il profilo di sicurezza e l’impatto sulla salute delle pitture e dei rivestimenti decorativi sono sempre più importanti.

Nel riconoscere la priorità di questo tema e come società coinvolta nella catena di valore dei rivestimenti, Covestro si impegna costantemente nel realizzare componenti per pittura più sicuri che possano mantenere alto il grado di sicurezza di produttori, applicatori e utilizzatori. Ad esempio, ha operato per ridurre le quantità di composti organici volatili (VOC) e di biocidi nelle resine, eliminare la trietil-ammina e ridurre l’uso di altre ammine terziarie che possono contribuire a forti odori, ma anche per rimuovere gradualmente l’N Metil-pirrolidone (NMP) apportando migliorie alla formazione del film dei sistemi e riducendo l’esigenza di utilizzare i cosolventi.

La società dispone anche di una piattaforma dedicata all’innovazione relativamente al detox e alla conformità, che può consentire di eliminare gradualmente i prodotti chimici che destano preoccupazione. In questo modo, si garantisce che la clientela sviluppi rivestimenti più sicuri e la sicurezza dei portafogli prodotti per il futuro, in vista degli imminenti cambiamenti normativi.

LA SFIDA DELLA PRESTAZIONE FUNZIONALE
Le tecnologie più sicure dei rivestimenti possono avvenire a volte alle spese della prestazione funzionale, come esemplificato dai reticolanti. Essi sono essenziali per la prestazione funzionale di molti rivestimenti: nelle resine autoreticolanti essi migliorano una vasta serie di proprietà, fra cui la resistenza precoce al blocking, alla macchia, le proprietà meccaniche, la durabilità e la tenacità. Inoltre, i sistemi autoreticolanti possono aiutare i produttori a ridurre l’utilizzo di solventi per migliorare l’adesione.
Per consolidare proprietà quali la resistenza ai prodotti chimici e la prestazione meccanica, si preferisce l’uso di reticolanti esterni con un alto grado di reattività. Tuttavia, questa elevata reattività che assicura queste proprietà è accompagnata anche da una tossicità superiore. I reticolanti tradizionali a base di aziridina sono un buon esempio: la loro efficacia reticolante va di pari passo con un profilo della tossicità peggiore. Questi reticolanti sono considerati genotossici e mutageni e sono stati di conseguenza gradualmente eliminati in molte aree applicative. I reticolanti a base di carboimmide offrono un profilo tossicologico migliore rispetto ai reticolanti tradizionali, ma agiscono con minore efficacia a temperatura ambiente. Per ottenere rivestimenti più sicuri e di alta prestazione, i produttori richiedono reticolanti meno tossici che non compromettano la prestazione funzionale.

UNA SOLUZIONE RETICOLANTE INNOVATIVA
Per affrontare queste sfide, Covestro ha messo a punto NeoAdd^® PAX: una nuova categoria di reticolanti a base di aziridina polimerica, a base acquosa. Grazie alla sua struttura chimica unica, e in particolare, al suo alto peso molecolare, NeoAdd^® PAX fornisce gli stessi vantaggi prestazionali dei reticolanti tradizionali a base di aziridina, ma con un grado di tossicità molto inferiore. Nello specifico, il reticolante ha superato il test AMES (OECD 471) della mutagenicità e i test molto affidabili Toxtracker^® e OECD 487 della genotossicità.
Oltre a proteggere gli applicatori e i consumatori dai rischi potenziali per la sicurezza, queste proprietà indicano anche che questo reticolante presenta requisiti meno restrittivi per l’etichettatura; richiede soltanto due etichette di sicurezza, di cui una che si applica al solvente disciolto in esso e non all’aziridina polimerica stessa. In questo modo esso si colloca ad un livello di etichettatura simile alla maggior parte delle carboimmidi. Il prodotto è conforme a REACH, in attesa della certificazione TSCA e ne è autorizzata la vendita in paesi quali la Cina e il Canada.
Diversamente dai reticolanti a base di carboimmide, con l’aziridina polimerica, il prodotto offre i vantaggi prestazionali di elevata reattività dei processi chimici tradizionali delle aziridine oltre ai vantaggi prestazionali chiave rispetto alla maggior parte dei sistemi reticolanti a base di carbo-immide. E’ molto importante ricordare che questo reticolante fornisce una reattività e una resistenza chimica superiori a bassi dosaggi rispetto alle carboimmidi, ed è efficace per quasi tutti i polimeri anche a temperatura ambiente.

Covestro ha esaminato comparativamente la cinetica della reazione di NeoAdd^® PAX-523, sviluppato specificatamente per l’uso nei sistemi di rivestimento decorativi a base acquosa, con CX-100, un reticolante a base di aziridina di riferimento, a temperatura ambiente. Il test si è basato sul modulo elastico come misura della densità di reticolazione. Come si osserva nel grafico di fig. 2, il prodotto ha mostrato una cinetica della reazione più veloce rispetto a CX-100. Oltre a questo, la reticolazione a temperatura ambiente elimina la necessità di usare forni, consentendo ai formulatori di migliorare l’efficacia di processo e di risparmiare denaro, tempo ed energie. La riduzione di emissioni di carbonio che ne risulta ottimizza anche il profilo di sostenibilità del reticolante.

ECCELLENTI PROPRIETA’ FUNZIONALI SECONDARIE
Oltre alla reticolazione efficace, il prodotto fornisce anche eccellenti proprietà secondarie che permettono un’applicazione flessibile e affidabile. Ad esempio, per il grado elevato di stabilità in acqua, la pot life dura fino a 7 giorni in base al pH, rispetto alle 12 ore tipiche delle aziridine tradizionali. Questo reticolante offre anche un’eccellente resistenza all’acqua, ai prodotti chimici, alla scalfittura, alla rigatura e all’abrasione, offre un’eccellente adesione su una grande varietà di sostanze e può funzionare anche come promotore di adesione.
L’azienda chimica ha analizzato la prestazione del prodotto comparandolo con altri reticolanti per quanto riguarda molte di queste proprietà. In primo luogo, sono state analizzate le proprietà di resistenza meccanica di NeoAdd^® PAX-523 rispetto a CX-100 e al reticolante a base di carboimmide CX-300, utilizzando le quantità effettivamente richieste di ogni reticolante per una formulazione di rivestimento per pavimenti, a base di NeoCryl^® XK-12.
Come si evince da tab. 2 il punteggio totale registrato da NeoAdd^® PAX 523 per la resistenza al segno nero (BHMR) ha superato in modo evidente CX-300 e si è avvicinato a CX-100. Tutti e tre i reticolanti hanno ottenuto lo stesso punteggio relativamente alla resistenza alla scalfittura dell’unghia, migliorando questa proprietà di 1 punto rispetto al caso in cui non era stato usato il reticolante.
In secondo luogo, il team R&D della società ha misurato la resistenza chimica di NeoAdd^® PAX-523 in un rivestimento per pavimento in legno a base di NeoRez^® R-2005, usando anche in questo caso le quantità richieste di ogni reticolante. La resistenza chimica contro diverse sostanze è stata valutata con un punteggio da 1 a 5. Come indicato in tab 3, NeoAdd^® PAX migliora grandemente la resistenza all’acqua, all’etanolo e all’ammoniaca del rivestimento rispetto al caso in cui non è stato usato il reticolante.

TUTTE LE PRESTAZIONI CON UN’ETICHETTATURA RIDOTTA DI UNA META’
NeoAdd^® PAX è solo un esempio di come la R&D riferita alla resina innovativa possa aprire nuovi orizzonti nell’area di rivestimenti decorativi più sicuri e più efficaci. Nella realtà dei fatti, Covestro offre più innovazioni delle resine agevolando così la clientela a soddisfare le esigenze più recenti del mercato dei rivestimenti decorativi. Grazie al supporto tecnico e a workshop mirati e innovativi oltre al vasto repertorio di tecnologie avanzate delle resine, la società può supportare nello sviluppo di soluzioni decorative più sicure, più sostenibili e di alta prestazione, per un brillante futuro nel mondo dei rivestimenti.
Questi prodotti in Italia sono distribuiti da Tillmanns.

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