Coating or coating materials
Materiali polimerici per coating
Il compito dei coating o rivestimento, è ricoprire con materiali adatti le superfici di un prodotto per proteggerlo dagli agenti esterni o per migliorarne le caratteristiche fisiche. I materiali da coating possono essere liquidi, in pasta o in polvere che si trasformano in un film sigillante e danno all'oggetto la protezione meccanica e chimica desiderata.
L'ampio spettro di performance che si vogliono da un coating implica che non esiste un solo tipo di materiale che soddisfi tante richieste. L'obiettivo di ottenere coating con una protezione duratura a prezzi ragionevoli può essere raggiunto solo adottando diverse formulazioni basate su una notevole gamma e combinazioni di materiali. Ognuna di queste combinazioni può dar vita a coating estremamente specializzati con tecniche di applicazioni ottimali e specifiche proprietà chimico/fisiche.
Gli esperti di Covestro collaborano con le aziende di tutti i settori per individuare le formulazioni polimeriche più adatte alle diverse esigenze di mercato, ai materiali su cui devono aderire e alle sollecitazioni a cui devono resistere. A disposizione dei produttori e utilizzatori di coating c'è un ampio portfolio di materie prime: resine, dispersioni e leganti, abbinati alle corrette tecnologie di applicazione.
Materie prime, formulazioni e metodi di applicazione per coating di alta qualità
Le resine, con loro capacità filmogene, costituiscono il materiale principale dei coating. Vengono poi miscelate con additivi, solventi e pigmenti per ottenere dei prodotti per rivestimenti protettivi. Se gli agenti filmogeni sono materiali liquidi a basso peso molecolare, è anche possibile eliminare in tutto o in parte i solventi. Quando le resine o le dispersioni sono mescolabili con l'acqua, i solventi possono essere sostituiti dall'acqua.
Le resine polimeriche per coating
I coating si suddividono in due gruppi fondamentali. Nel primo ci sono agenti filmogeni a più alto peso molecolare a polimerizzazione fisica, come il nitrato di cellulosa, l'acetobutirrato di cellulosa, gli acrilati termoplastici e anche i copolimeri di PVC. Queste resine si fissano rilasciando solventi, ma non subiscono un cambiamento chimico durante la formazione del film.
Il secondo gruppo comprende agenti filmogeni chimicamente reattivi e vengono utilizzati per coating decorativi e industriali di alta qualità. La reazione di reticolazione può essere avviata dal calore o da catalizzatori. Si tratta di smalti a base di resine acriliche-amminiche, resine alchidiche-amminiche o combinazioni di resine fenoliche che essiccano ad alte temperature. Le resine alchidiche hanno una polimerizzazione ossidativa, cioè all'aria, e reticolano più lentamente a temperatura ambiente. Le vernici poliuretaniche e resine epossidiche polimerizzano molto rapidamente anche a temperatura ambiente e, per la loro elevata reattività chimica, sono fornite a 2 componenti.
Le ricerche hanno spostato l'attenzione sulla morfologia delle particelle, sulle dimensioni e sull'interazione associata con le superfici approdando alla nanotecnologia.
Solventi e pigmenti nei coating
I solventi sono una componente essenziale nei coating, oltre a determinare la viscosità e la facilità di utilizzo, possono influire sulla resa finale e ottenere superfici perfettamente livellate. Si stanno utilizzando anche solventi reattivi che hanno meno emissioni. Molto importanti sono i pigmenti, perché non hanno solo una funzione estetica ma, se di alta qualità, riescono a migliorare le capacità del coating rispetto alla resistenza ai raggi UV e alla corrosione.
In Covestro si è riusciti a ottenere coating, vernici e rivestimenti di alta qualità grazie all'ampio catalogo di materie prime polimeriche: indurenti, resine, dispersioni e leganti, combinate con continua ricerca e collaborazioni con i produttori di ogni settore. Soluzioni d'avanguardia con alta resistenza a graffi, corrosione e agenti atmosferici sia a base solvente che a base acqua. Fra i prodotti di punta i polimeri prodotti con CO2 provenienti da biomassa, più sostenibili e che rispondono ai principi dell'economia circolare che ispira i valori fondanti di Covestro.
Miscele di poliisocianati per coating nel settore automotive
Le case automobilistiche chiedono coating che renda la verniciatura più efficiente e veloce. Covestro ha sperimentato con i produttori di auto un rivestimento poliuretanico a base di poliisocianato (trasparente, bicomponente, a base di solvente) per metallo e materiale plastico. In sinergia con un catalizzatore migliora il processo di reticolazione in fase di essiccazione e accelera i tempi di indurimento con il calore dei forni abbassando la temperatura da 140°C a soli 90°C. Il risultato è una vernice uniforme, liscia, resistente, con bassi consumi energetici e tempi di lavorazione ridotti.
Abbassare le temperature dell'essiccazione e accorciare i tempi di cottura, significa anche un calo di emissioni di carbonio. Mentre i tempi più rapidi permettono un risparmio dei costi che è stato calcolato del 6% rispetto ai metodi tradizionali, senza investimenti in nuove infrastrutture o compromessi nella qualità delle superfici ottenute. Questo coating contribuisce a perseguire qualità e sostenibilità nel settore dell'automotive.
Dispersioni poliuretaniche in edilizia l'edilizia
Dare grandi prestazioni senza affrontare costi elevati. È questa una delle sfide più importanti che deve affrontare l'edilizia pubblica e privata. Le infrastrutture e le abitazioni devono essere economicamente sostenibili, durevoli e resilienti alle aggressioni atmosferiche. Covestro risponde a questa richiesta con dispersioni acriliche autoreticolanti (PAC) e dispersioni poliuretaniche (PUD). Si tratta di resine a base acquosa ecosostenibili e biocompatibili, che consentono coating versatili, economici e ad alte prestazioni per i prodotti da costruzione. I materiali poliuretani possono essere usati in miscele variabili a seconda del loro utilizzo e offrono infiniti vantaggi:
- versatilità: aderiscono su più substrati e hanno diversi gradi di flessibilità
- facilità d'uso: formulazioni monocomponente e bicomponente
- asciugatura rapida: le dispersioni autoreticolanti hanno brevi tempi di essiccazione
- durevolezza: elevata resistenza chimica, all'abrasione
- sostenibilità economica: stesse prestazioni di coating di alta gamma
- basso impatto ambientale: la base acquosa ha meno emissioni e odori.
Resine poliaspartiche nelle pavimentazioni e impermeabilizzazioni
Particolarmente importante è il settore dei coating per impermeabilizzazioni e trattamento di superfici da interno o esterno sottoposti a forte sollecitazione meccanica e agli agenti atmosferici più impegnativi. Covestro ha sperimentato un rivestimento poliaspartico monocomponente che ha trovato vaste applicazioni: dai veicoli da lavoro, all'edilizia privata fino a strutture pubbliche come ospedali e ponti. Testato da oltre 15 anni di utilizzo, la tecnologia sperimentata nei laboratori Covestro ha permesso di ridurre gli strati, passando dai tradizionali tre a solo una o al massimo 2 mani di verniciatura, con un risparmio in termini di manodopera e di materiale da utilizzare. Anche i tempi di polimerizzazione di questo materiale si riduce fino a otto volte e sono rispettati gli standard ISO 12944 per resistenza alla corrosione e durabilità.
Direct Coating: la nuova frontiera del rivestimento
La novità sul piano del coating è il il rivestimento in poliuretano integrato nei componenti automobilistici come i cruscotti, spoiler e pannelli di controllo con comandi già in fase di stampaggio. Grazie alla tecnologia che ora è stata testata per la produzione in scala, Covestro ha trovato il modo di unire in un solo processo lo stampaggio a iniezione di materiali termoplastici e lo stampaggio a iniezione a reazione (RIM) di sistemi PU. Un supporto termoplastico viene creato nello stampo e quindi trasferito in una seconda zona che viene ingrandita dello spessore dello strato di rivestimento. In questo spazio il sistema PU viene quindi iniettato sul supporto. L'integrazione del film nel componente apporta numerosi vantaggi: di tempo di produzione, di percezione del pezzo finale e di assenza di scarti o rischio di overspray.