Dalla sfida all’innovazione: come sta cambiando il futuro delle vernici DTM

Cristiano Tunice – IMCD ITALIA
Roberto Paleari, Michele Mazzi – LAMBERTI

Introduzione
Il mercato del DTM è in evoluzione per soddisfare la crescente richiesta di vernici base acqua. Storicamente dominato dai sistemi a solventi, grazie alle loro caratteristiche di durabilità e velocità di essiccazione; il mercato sta ora costantemente richiedendo soluzioni più eco-friendly che meglio si adattino alle sempre più stringenti normative ambientali.
Il team di ricerca e sviluppo del gruppo Lamberti sta sviluppando nuove tecnologie che permettano di allinearsi a queste tendenze.
Questo percorso li ha portati a sviluppare un nuovo prodotto: Esacote® AC 509, una resina acrilica base acqua per sistemi anticorrosivi ad alte prestazioni.

Analisi di mercato DTM
Dal momento che le richieste di mercato sono in continua evoluzione e la richiesta per sistemi DTM base acqua è in crescita, si è intravista l’opportunità di sfruttare le competenze di Lamberti nel settore coil, settore in cui è storicamente presente con soluzioni poliuretaniche per pretreaments e antifingerprint, per sviluppare soluzioni innovative dedicate al settore general industrial e DTM. Oggigiorno questo mercato è valutato circa 16 miliardi di dollari e si prevede una crescita fino a 27 miliardi entro il 2032, con un CAGR (Compound Average Growth Rate) del 6,1%.
Per lungo tempo, i sistemi base solvente hanno dominato il mercato del DTM, in virtù della loro durabilità, per i loro veloci tempi di essiccazione e per le loro caratteristiche di resistenza in condizioni estreme. Dal punto di vista tecnologico, nel 2023 i sistemi all’acqua rappresentavano circa il 32% del mercato con una previsione di crescita significativa entro il 2032.
La crescita è legata alle caratteristiche eco-friendly e alle basse emissioni di VOC (Volatile Organic Compound), che allineano questa tipologia di prodotti alle rigorose regolamentazioni ambientali. Mentre i sistemi a solvente ancora dominano alcune specifiche applicazioni, la transizione verso soluzioni all’acqua è oramai una realtà. L’azienda ha così deciso di unire il know-how nel campo applicativo con le competenze sintetiche a disposizione. Si è perciò deciso di sviluppare una resina acrilica in considerazione della superiore resistenza alla corrosione ed alla migliore adesione sui supporti metallici.

La nascita di Esacote® AC 509
Nel mondo delle vernici protettive, la resistenza alla corrosione è la sfida principale. Le applicazioni ‘general industrial ed heavy duty’ richiedono soluzioni che allunghino la durata della vita delle parti metalliche, riducendo i costi di manutenzione e che siano in accordo con le sempre più stringenti normative ambientali.
Considerando le classi di corrosione descritte nella ISO 129444-2, si è ipotizzato che l’area più interessante per sviluppare una nuova resina fosse il segmento C4-C5 (vedi sotto) dove la richiesta di performance superiori è in grado di apprezzare il valore aggiunto di una soluzione innovativa.

Si è quindi iniziata una fase preliminare, analizzando le resine già disponibili sul mercato per meglio comprenderne punti di forza e debolezze.
Questo lavoro preliminare ha permesso di ottenere informazioni approfondite utili per sviluppare una nuova resina per DTM. Questa fase preliminare ha inoltre permesso di identificare tre condizioni essenziali affinché una resina permetta di formulare una vernice anticorrosiva performante:
– ottima adesione ai supporti metallici a secco e ad umido.
– Resistenza alla corrosione.
– Resistenza all’acqua.
La mancanza di uno di questi requisiti fondamentali minerebbe l’efficacia complessiva della resina. Pertanto, il primo obiettivo è stato sviluppare un prototipo capace di soddisfare ognuna di queste tre necessità, in caso contrario la resina sarebbe stata scartata. Insieme a questi requisiti minimi, si sono altresì individuate due richieste specifiche del mercato:

Tab. 3

– bassa richiesta di cosolvente (quindi basso MFFT). – Buona resistenza al blocking (quindi ottima durezza).
Basandosi su questo scenario, si è deciso di sviluppare un legan-te acrilico utilizzando la tecnologia multiphase, dal momento che è la migliore tecnologia per garantire le prestazioni richieste. Di seguito riportiamo le condizioni operative utilizzate duran- te lo sviluppo della resina: – substrato: CRS QD-36. – Spessore: 50 micron secchi. – Applicazioni a spruzzo. – 7 giorni di essiccazione in una camera climatica (23° C/ 50%HR). – Formulazioni pigmentate bianche base TiO2.
I test utilizzati durante lo screening preliminari sono i se-guenti: – adesione a secco e a umido (40° C immersione in acqua).
– Resistenza all’acqua.
– Test in nebbia salina.
– Misure ACET ISO 17463.

La tecnica ACET (Accelerated Cyclic Electrochemical Tech- nique) fornisce risultati di anticorrosione in sole 24 ore, accelerando il tipico test di anticorro-sione. In questo modo, è stato pos-sibile velocizzare i test di resistenza alla corrosione, dal momento che il classico test in nebbia salina avrebbe richiesto parecchie centinaia di ore. Considerando tutti i risultati disponi-bili, è stato creato un prototipo chia-mato Esacote® AC 509, con eccellenti risultati in termini di adesione, sia a secco sia ad umido, così come ottima resistenza alla nebbia salina.

La resina ha dato ottimi risultati an-che in umidostato, non mostrando alcuna formazione di blistering e fornendo ottima resistenza al QUV.
Nella Tabella 2 riportiamo le proprietà del legante, la formulazione standard utilizzata nello studio, e i risultati alla nebbia salina.

Resistenza all’anticorrosione
In collaborazione con Labema sono stati svolti dei test di anticorrosione utilizzando alcuni pigmenti anticorrosivi e additivi antiflash rust da loro pro-dotti, che elenchiamo nella Tabella 3.
Il principio di funzionamento degli additivi è spiegato brevemente nello schema riportato nel-la Figura 1. Come si può vedere l’adesione al substrato è promossa dai gruppi azotati in catena e l’idrorepellenza è dovuta alle catene alchiliche ad esso attaccate.
Nelle Tabelle 4 e 5 riportiamo le formulazioni testate (fondo pigmentato bianco) e le foto dei pannelli dopo esposizione in nebbia salina. È evidente che la combinazione Emarust NFC/LC1 sia quella che fornisce il risultato migliore.

Conclusioni
Lo sviluppo di Esacote® AC 509 rappresenta per Lamberti una espansione strategica nel mercato del DTM, combinando le alte prestazioni richieste dal settore con i requisiti di so-stenibilità. La resina mostra ottima adesione ed eccellenti resistenze alla corrosione e all’ac-qua, andando quindi a soddisfare le richieste fondamentali del mercato.

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