Kathrin Schilling – BIOPOWEDER
Dopo aver sviluppato Olea FP (Polvere Funzionale), una linea di riempitivi funzionali che rinforzano e strutturano la particella, BioPowder offre ormai una soluzione a 360° che risponde alle sfide della formulazione. Fra queste ci sono diverse formulazioni guida a base bio che si caratterizzano per un alto contenuto bio, un’impronta di carbonio ridotta oltre ad altri vantaggi tecnici e meccanici.
BioPowder Application Lab è l’unità R&D interna della società che si concentra sui sistemi a base di resine epossidiche e poliuretaniche (PU) per entrambi gli utilizzi funzionale e decorativo. Il punto d’inizio è sempre lo status quo dell’azienda, vale a dire i sistemi leganti disponibili in commercio integrati con polveri minerali o polimeriche convenzionali per fornire soluzioni che siano funzionali, facili da applicare e commercialmente attuabili, tutto questo con un’impronta ambientale quanto più ridotta possibile.
La transizione bio nell’industria dei rivestimenti è caratterizzata da una tecnica sostitutiva: il carbonato di calcio, il caolino o polveri estratte simili vengono sempre più sostituite da materiali alternativi rinnovabili e di origine vegetale.
Per principio, questa strategia è diretta e produce risultati comparabili. Il team di laboratorio esegue anche test sostitutivi considerando anche soluzioni non convenzionali e innovative.
IN CHE MODO I FORMULATORI TRAGGONO VANTAGGIO DA QUESTA OFFERTA?
Dopo aver iniziato come produttore specialista di particelle naturali, il team della società si è gradualmente trasformato in sviluppatore di materiali bio. Dopo anni di collaborazione stretta con la clientela R&D, il team ha acquisito una profonda conoscenza delle tendenze di mercato e di scienza dei materiali.
In particolare, l’industria produttrice di rivestimenti sta facendo grandi passi avanti verso l’eliminazione graduale dei componenti tradizionali per adottare alternative sostenibili e a base vegetale. Il personale dell’azienda si vede come anello di raccordo fra i dipartimenti di R&D, di gestione sostenibilità e di vendita.
L’obiettivo è supportare la clientela nell’identificare nuove opportunità fra i vari dipartimenti.
Qui di seguito si riportano i vantaggi offerti dal lavoro con il BioPowder Application Lab:
– training R&D su come ottimizzare le formulazioni esistenti a impronta di carbonio ridotta: il team assiste la clientela nel laboratorio (loro o proprio) e conduce test funzionali dopo aver incorporato Olea FP. Ciò offre alla clientela conoscenze profonde sulle proprietà reattive, sull’applicabilità, sul controllo della viscosità e su altre aree importanti.
– Offerta di formulazioni guida pronte all’uso con modello di licenza: particolarmente adatte ai proprietari di brand o per produttori che non dispongono di laboratori/ infrastrutture R&D. L’azienda può offrire una soluzione finita e commerciabile basata su sistemi leganti disponibili in commercio e Olea FP.
– Assistenza alle formulazioni con sistemi leganti bio: numerosi sistemi leganti sono ormai disponibili come alternative di origine vegetale alle resine convenzionali di origine fossile. Esempi sono i polioli di origine vegetale come componenti di poliuretani bio.
BioPowder può assistere con conoscenze del mercato approfondite e operare con i sistemi leganti bio laddove possibile e richiesto.
SVILUPPARE RIVESTIMENTI DECORATIVI
Il laboratorio rispecchia i requisiti e le tendenze dell’industria produttrice di rivestimenti. Il team assiste la clientela in qualsiasi fase del percorso per mettere a punto rivestimenti con massimo contenuto bio. Per raccogliere le sfide della formulazione in modo pratico, il team di BioPowder opera con sistemi di resina pronti all’uso e li modifica aggiungendo la polvere funzionale (Olea PF). Per quanto riguarda i rivestimenti decorativi come pavimentazioni e pitture murali l’azienda offre anche Olea Colors, una linea di particelle bio colorate per superfici uniche. A volte, un riempitivo convenzionale viene sostituito da polveri bio di alta prestazione mentre, in altre occasioni, il team dell’azienda propone nuove formule di prodotto. Qualsiasi sia il sistema legante in uso, l’attività include il test funzionale per quantificare le migliorie rispetto a parametri quali la viscosità, la brillantezza, la durezza, la resistenza all’abrasione e i tempi di reticolazione/indurimento.
CASO STUDIO: SISTEMI DI RIVESTIMENTO SPERIMENTATI E VERIFICATI
I seguenti casi forniscono una breve presentazione illustrata del lavoro di formulazione. I casi riflettono la situazione del mercato e fungono da base di formulazione guida e da soluzioni specifiche per cliente.
CASO STUDIO 1: RIVESTIMENTI A BASE DI EPOSSIDICHE (EP)
Inizialmente si è tentato di sostituire un riempitivo minerale convenzionale come CaCO3 con Olea FP, utilizzando la stessa percentuale di massa del 50% al massimo, nel componente A di una resina epossidica disponibile in commercio.
La viscosità era diventata troppo alta in quanto un’alta quantità di legante era stata assorbita dalle particelle di polvere.
Se è vero che questa tecnica convenzionale può risultare valida in alcune applicazioni, essa non tiene conto che il sistema è stato sviluppato per miscelare i componenti A + B + riempitivo.
In quel caso, i risultati si sono rivelati molto promettenti in quanto la viscosità era facilmente controllabile e il sistema ha dato prova di possedere proprietà autolivellanti ottimali.
Osservazioni
– La brillantezza è ampiamente conservata.
– Le particelle di Olea FP si spostano sulla superficie durante la reticolazione creando un effetto anti-scivolo.
Nota sull’uso volumetrico: il CaCO3 o altri riempitivi minerali hanno una densità (peso specifico) pari a 2,6 – 2,8 Kg/l. Olea FP, a sua volta, è un riempitivo dal peso ridotto con densità fra 1,2 e 1,4 kg/l. Inizialmente, è stata esaminata la sostituzione 1:1, sebbene si fosse anticipato che il peso percentuale richiedesse un adeguamento. Successivamente è stato sostituito 1 kg di CaCO3 con soltanto 0,5 kg di Olea FP corrispondente al 50% di riduzione di peso, vale a dire metà del peso con volume identico. La regolazione proporzionale ha prodotto risultati eccellenti e ha dimostrato l’efficacia di Olea FP come riempitivo dal peso ridotto.
CASO STUDIO 2: RIVESTIMENTI POLIURETANICI ALIFATICI (PU)
I sistemi PU agiscono con due tipologie di isocianati: alifatiche e aromatiche. Le prime sono inerti in un ambiente acquoso, mentre nell’altro caso, l’acqua può produrre un effetto schiumogeno a causa del rilascio di CO2.
I rivestimenti autolivellanti PU convenzionali hanno un contenuto solido pari a circa il 40-50% di default. Queste polveri o particelle sono rappresentate solitamente da solfato di bario o talco con una dimensione della particella pari a circa 300 micron. Esistono diverse possibilità di sostituire parte di queste polveri non rinnovabili con Olea FP di BioPowder con diametro della particella simile. Ai fini del controllo della viscosità, del peso ridotto del rivestimento e della prestazione meccanica si raccomanda una sostituzione volumetrica.
CASO STUDIO 3: RIVESTIMENTI POLIASPARTICI
Le resine poliaspartiche rappresentano la scelta ideale per pavimentazioni resistenti all’abrasione e alla scalfittura. Le formulazioni vengono spesso applicate in strati di alto spessore nel range di millimetri. Nei sistemi integrati, il contenuto di riempitivo può essere elevato, il che significa che possono essere incorporate alte dosi di contenuto bio (materiale biodegradabile). La compatibilità tende ad essere perfetta.
Osservazioni
– Entrambi il quarzo e Olea FP determinano un effetto antislittamento.
– PA-TC-5 produce un ‘effetto buccia d’arancia’ durante il processo di reticolazione. Questa superficie si addice in particolare a pavimentazioni opache e guarnizioni per il settore automotive.
I VANTAGGI OFFERTI DA OLEA FP AI RIVESTIMENTI IN POCHE PAROLE
– Superiore durezza e resistenza: sono disponibili i risultati del test dell’abrasione.
– Effetti opacizzanti: riduzione della brillantezza anche con dosaggi al di sotto del 5%.
– Sviluppo unico ed effetti antisdrucciolo.
– Tempi di reticolazione abbreviati: gli studi interni hanno dimostrato un’accelerazione della reticolazione/indurimento
del 50% (dopo una notte) quando il quarzo viene sostituito con Olea FP in massa.
– Potere adesivo ridotto (‘collosità’) nei sistemi PU: le superfici possono essere ripulite più facilmente.
– Possibilità di riciclo tangibili grazie al contenuto biodegradabile.
