Stone carpet: dove il design incontra le più elevate prestazioni

Roberta Pecchini – IMCD Italia

I Polimeri Silano Terminati

Il trend attuale di architetti, progettisti e designer per le pavimentazioni di spazi sia interni che esterni, sia in contesti commerciali che residenziali, prevede l’applicazione di effetti materici, con preferenza rivolta al design delle pavimentazioni industriali, con effetti del calcestruzzo a vista, e con l’utilizzo di prodotti sostenibili. In questo contesto i nuovi polimeri silano modificato proposti da Wacker, Silres^® BS 6920 e/o Silres^® BS 6921, permettono di formulare coating per pavimentazioni con numerosi vantaggi: prodotto monocomponente, pronto all’uso, senza necessità di mescolare 2 componenti in cantiere; facilità di applicazione, senza i vincoli del contenuto di umidità residua nella pavimentazione; velocità di applicazione e messa in uso della pavimentazione, perché rapido ad essiccare per reticolazione; ottima adesione a tutti i substrati cementizi, ma non solo; eccellente resistenza allo sporco; ottima resistenza all’abrasione; esente da solventi, con VOC minore dello 0,5%; resistente all’invecchiamento atmosferico e quindi adatto anche per applicazioni in esterno; resistente al contatto con materiali ad alta temperatura. Questo nuovo polimero è un polietere terminato con α silani, in cui le unità silane sono agli estremi della catena polimerica del polietere e sono molto reattive, reticolando velocemente. L’umidità atmosferica reagisce con il polimero, e con l’aggiunta di opportuno catalizzatore nella formulazione, forma velocemente un reticolo silossano tridimensionale.

Stone Carpet: Definizione, formulazione ed applicazione

Lo Stone Carpet è un sistema di pavimentazione permeabile e drenante, composto da pietre naturali (di opportuna granulometria) legate con una resina. La pavimentazione si presenta senza giunti, pedonabile, antiscivolo, molto resistente alle macchie e ad agenti chimici, di elevato effetto estetico perché permette di personalizzare colori e decori, di aspetto materico naturale, facile da applicare e mantenere, molto durevole.È un sistema che abbina le elevate performance tecniche al design, creando superfici uniche, naturali, con requisiti ecologici, molto versatile.

L’innovazione del legante a base di Silres^®   BS 6920 e Silres^® BS 6921 permette di formulare facilmente Stone Carpet con elevate prestazioni meccaniche, ottima adesione, e prolungata durabilità, abbinato ad un’estrema facilità di preparazione ed applicazione del sistema. Tra i diversi gradi di polimeri modificati con Silani, il Silres^® BS 6920 ha più alta densità di reticolazione ed è più rigido rispetto al Silres^® BS 6921, che risulta invece più flessibile. La combinazione dei 2 polimeri, in diversi rapporti, permette di ottimizzare le proprietà finali desiderate. Nella formulazione del rivestimento si consiglia di utilizzare un rapporto 50:50 in modo da garantire la necessaria flessibilità al legante per evitare la formazione di crepe, considerando le dilatazioni delle strutture cementizie, in particolare per applicazioni in esterno, e per raggiungere le proprietà meccaniche richieste per la calpestabilità.

I polimeri richiedono l’aggiunta di un catalizzatore, che funziona anche da promotore di adesione, a base di epossilano, adatto anche per applicazioni in esterno, che idrolizza in presenza di umidità in una reazione di autocatalisi. Per rendere il processo di reticolazione rapido a tutte le temperature è però necessaria anche l’aggiunta di un catalizzatore più forte, quale il KAT XK4006, a base di TMG (tetrametilguanidina). Il sistema risulta con bassa viscosità (~ 100 mPas) ma si può leggermente addensare per facilitare l’applicazione su superfici verticali o di elevati spessori in un’unica mano. In questo caso si può utilizzare della silice pirogenica idrofilica, fino al 5% sul totale della formulazione del legante. Considerando infine la possibilità di applicazione in esterno, è necessaria l’aggiunta di uno stabilizzante al calore e alla luce, che garantisca ottime prestazioni nel tempo con un dosaggio pari al 2% del totale della formulazione. La formula indicativa del legante monocomponente a base di polimero silano modificato può essere di seguito schematizzata nella (Tab.1).  Poiché gli ingredienti sono liquidi, a parte la silice pirogenica, e non particolarmente viscosi,  la miscelazione è molto semplice, a basse velocità, e solo in caso di dispersione della silice pirogenica sono richiesti sforzi di taglio leggermente superiori e tempi un po’ più lunghi.

L’applicazione in cantiere prevede la stesura di una prima mano di primer con lo stesso legante da utilizzare per lo Stone Carpet, a rullo a pelo corto ed in spessore molto sottile (100 µm massimo), che a seconda dell’assorbimento del substrato corrisponde ad un consumo di 30-80 gr/m². Successivamente si prepara la miscela di Stone Carpet, mescolando gli aggregati naturali (con appropriata curva granulometrica, ed esenti da condensa) ed il legante, in rapporti pari a 100 parti di aggregati e 5-7 parti di legante. La miscelazione è veloce fino a totale omogenizzazione del-la miscela che poi si applica sulla superficie trattata in precedenza con il primer, già a partire da dopo qualche ora successiva all’applicazione di quest’ultimo. Il materiale deve essere quindi compattato con opportuna staggia ed infine livellato. Lo spessore di applicazione può essere variabile a seconda del tipo e dell’utilizzo della superficie e delle richieste del progettista (da 1,5 cm a 10 cm), ma in generale si applica ad una sola mano, ed in caso di elevati spessori si può fare il primo strato più spesso ed il secondo solo di livellamento e finitura.

Stone Carpet: le Proprietà

Il legante formulato per lo stone carpet risulta flessibile, simile ai tradizionali sistemi Poliuretani bicomponenti (PU 2K), ma superiore ai sistemi a base di resine Poliaspartiche bicomponenti (PAS 2K). Questa caratteristica influenza le proprietà meccaniche dello stone carpet, misurate a 14 giorni, in termini di resistenza a flessione e resistenza a compressione . La resistenza a flessione del sistema a base di polimeri silano modificati (SMP 1K) è pari a 3,68 MPa, superiore ai sistemi poliuretanici, ed inferiore al sistema Poliaspartico che risulta troppo rigido e quindi non adatto a tutte le applicazioni. Analogamente, la resistenza a compressione del sistema a base di polimeri silano modificati (SMP 1K) ha resistenza a compressione pari a 7 MPa, superiore ai sistemi poliuretanici, che hanno valori di poco superiori al valore minimo richiesto per il traffico pedonale, che deve essere ≥ 3MPa, ed inferiore rispetto ai sistemi poliaspartici bicomponenti. La forza di adesione misurata tramite test di Pull Off dopo 14 giorni mostra elevati valori per il sistema a base di polimeri silano modificati (SMP 1K), molto superiori a quelli poliuretanici e simile al sistema Poliaspartico. Infine, una proprietà fondamentale è la resistenza all’invec-chiamento atmosferico, misurata tramite invecchiamento accelerato in camera QUV, con Lampada di tipo QUV B, e con cicli alternati di sole e condensa:

UV 0,71 W/m²                     60° C                          4h

Condensazione                    50° C                          4h

In questo test il sistema Poliuretanico (PU 2K) mostra ingiallimento del legante dopo breve tempo (200 ore) e contemporaneamente perdita di adesione degli aggregati, il sistema a base di polimeri poliaspartici ingiallisce a partire da 400 ore di test ed evidenzia totale perdita di adesione dopo 100 ore, mentre il sistema a base di Polimeri Silani modificati non ingiallisce, nemmeno dopo 1000 ore e mostra ancora buona adesione al supporto.

CONCLUSIONI

I polimeri silano modificati di Wacker offrono la possibilità di formulare finiture per pavimentazioni cementizie di pregio, altamente performanti, con vantaggi in termini di maggior efficienza di produzione ed applicazione.

Ancor più innovativo è l’utilizzo dei polimeri silano modificati Silres^® BS 6920 e Silres^® BS 6921 in formulazioni di Stone Carpet, per sistemi di pavimentazione continui, con effetto materico, altamente personalizzabili, versatili e durevoli.

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