A causa della crescente pressione normativa e delle richieste economiche, nell'ultimo decennio si sono registrati sviluppi significativi all'interno del settore dei rivestimenti protettivi. Ad esempio, l'introduzione nel 2006 della legislazione REACH (regolamento per la registrazione, la valutazione, l'autorizzazione e la restrizione delle sostanze chimiche) da parte dell'Unione europea, che mira a regolamentare l'uso di sostanze chimiche pericolose.
La scadenza per la fase finale richiede la registrazione di tutte le sostanze che vengono fornite in quantità superiore a una tonnellata all'anno e ciò ha comportato un aumento della domanda di soluzioni prive di sostanze estremamente preoccupanti (SVHC), nonché un ragionevole profilo ambientale, di salute e sicurezza (EHS).
Oltre alle crescenti pressioni per la riduzione dei livelli di composti organici volatili (VOC), queste norme di sicurezza chimica hanno reso ai produttori sempre più complessa e costosa la fornitura di rivestimenti conformi alle normative specifiche attualmente in vigore. Tali aumenti di costo sono spesso trasferiti agli utenti finali, tuttavia, per compensare il costo più elevato dei prodotti per chilogrammo, le industrie hanno iniziato a concentrarsi sulla riduzione del costo dei progetti dall'inizio alla fine. Poiché il prezzo delle materie prime diventa ancora più competitivo, i produttori di rivestimenti si concentrano sempre più sulla spesa totale dei progetti, piuttosto che sui costi dei singoli componenti. Per le zone climatiche più fredde, in cui l'applicazione dipende spesso dalle condizioni meteorologiche, questo offre una serie di vantaggi e sono in fase di sviluppo prodotti specifici che possono aiutare a estendere le finestre di applicazione o a ridurre i cicli di manutenzione. Grazie al feedback diretto dei propri clienti riguardo a questi problemi, Huntsman Advanced Materials, una divisione di Huntsman Corporation, ha riconosciuto l'assoluta necessità di rivestimenti che fossero conformi alle normative e che contribuissero a ridurre l'intero costo di un progetto. Di conseguenza, l'azienda ha sviluppato la sua nuova gamma di prodotti, Ara® Cool.
Soddisfare i requisiti normativi a basse temperature
Durante lo sviluppo della nuova gamma, Huntsman Advanced Materials ha considerato il costo complessivo di un tipico progetto durante il processo di sviluppo, consentendogli di comprendere veramente le problematiche dei suoi clienti e di come le caratteristiche di un prodotto possano incidere sui costi in un periodo di 20 o 30 anni. Si è concluso che le tecnologie specificamente sviluppate per una polimerizzazione più rapida in aree climatiche più fredde potrebbero aggiungere un reale valore per diversi motivi:
- Tempi di asciugatura migliorati:
- Consente di estendere i periodi di applicazione nelle stagioni più fredde
- Evita le interruzioni durante le applicazioni, riducendo le ore di manodopera e i costi applicativi.
- Riduzione dello spreco del prodotto
- Temperature più basse nei forni di essiccazione, risparmio di energia e riduzione dei costi per le utenze
- Tempo di polimerizzazione ridotto in caso di cottura a temperature elevate
- Aumento della produttività nelle linee industriali.
Una volta stabilito che esistevano vantaggi tangibili nello sviluppo di una gamma di questo tipo, era anche chiaro che qualsiasi nuovo prodotto doveva soddisfare i requisiti tecnici per le applicazioni di polimerizzazione a bassa temperatura e per qualsiasi normativa introdotta nel 2018 e negli anni successivi.
Creazione della gamma
La ricerca condotta da Huntsman Advanced Materials non solo ha garantito una conoscenza approfondita dei problemi chiave del settore, ma ha messo in luce vantaggi significativi e concreti nello sviluppo di una gamma di prodotti che offre una maggiore durata utile, aumento della velocità di polimerizzazione e bassi livelli di COV. Sebbene sul mercato esistessero soluzioni che presentavano queste caratteristiche singolarmente, non ve n'era alcuna che le offrisse tutte e tre. Il passo successivo è stato quello di capire quale delle sostanze chimiche disponibili era più adatta a fornire i benefici desiderati. Huntsman Advanced Materials ha esaminato i tre trattamenti disponibili: ammine e poliammide reattive surface tolerant (RPAA), fenalcamine modificate e indurenti addotti in solventi organici. I test hanno misurato la velocità di polimerizzazione a 5°C, le prestazioni anticorrosive, i livelli di COV, la durata utile e la conformità con la normativa EHS e altre regolamentazioni. I risultati hanno mostrato che, sebbene gli RPAA surface tolerant siano il punto di riferimento del settore per le loro proprietà di adesione, non sono in grado di polimerizzare a temperature inferiori a 15°C. Attraverso l'uso di acceleratori tradizionali o co-indurenti Base di Mannich, è possibile migliorare il profilo di polimerizzazione degli RPAA a temperature più basse, ma ciò può causare effetti collaterali negativi quali fragilità, scolorimento e diminuzione delle prestazioni anticorrosive. Le fenalcamine modificate, una serie specifica di indurenti Base di Mannich, hanno mostrato una prestazione di polimerizzazione migliore tra le temperature di 8-15 ° C; tuttavia, la formulazione con le fenalcamine standard può causare criticità tra cui problemi di adesione tra gli strati, forte decolorazione e alti livelli di ammine volatili residue. Sebbene esistano sostanze chimiche modificate che sono state progettate per ridurre il più possibile queste caratteristiche negative, esse non sempre migliorano la velocità di polimerizzazione e talvolta possono avere un impatto negativo sulla reattività. Infine, mentre gli indurenti addotti in solventi organici si sono dimostrati superiori nel raggiungere un rapida velocità di asciugatura al tatto a basse temperature senza reticolazione chimica con resine epossidiche, i requisiti di COV inferiori a 350g / l non sono stati raggiunti, poiché era necessaria una maggiore quantità di solvente nelle formulazioni per raggiungere la giusta viscosità dell'applicazione. Sulla base dei risultati, tutte e tre le soluzioni sono state scartate e si è concluso che sarebbero necessari compromessi significativi su almeno uno dei parametri chiave (prestazioni anticorrosive, pot life, contenuto di COV e sicurezza del prodotto) per ottenere profili di polimerizzazione tra 0- 10° C con le soluzioni esistenti. Poiché gli studi hanno dimostrato che la sostanza chimica Base di Mannich era la migliore per ottenere il profilo di polimerizzazione preferito, Huntsman Advanced Materials ha deciso di esaminare ulteriormente questa soluzione, sviluppando diversi approcci chimici, fino a raggiungere il risultato desiderato.
Rispondere alle richieste del settore
I test effettuati hanno portato Huntsman Advanced Materials a rendersi conto che, creando un portfolio di prodotti, poteva mirare a una più ampia varietà di requisiti del settore. Oltre a soddisfare la richiesta di velocità di polimerizzazione rapida a basse temperature e di ridurre livelli di COV, la gamma Ara® Cool offre inoltre un eccellente aspetto superficiale e proprietà adesive. La figura 1 mostra le diverse proprietà dei prodotti Ara® Cool rispetto ai prodotti chimici originariamente sperimentati. I risultati dimostrano che Ara® Cool è l'unica soluzione che soddisfa tutte le caratteristiche.
- Ara® Cool 3077 è un indurente per la polimerizzazione a bassa temperatura multifunzione privo di COV, che è formulato senza alcool benzilico ed è privo di SVHC. È stato progettato per fornire reattività superiore a temperature fino a 5°C e può essere utilizzato sia come unico agente di polimerizzazione che come co-acceleratore per indurenti lenti. Ara® Cool 3077 è il meno viscoso dei tre prodotti della gamma, nonostante sia privo di solvente.
- Ara® Cool 1047 W 80 è un indurente surface tolerant di polimerizzazione a bassa temperatura per superfici metalliche, che offre almeno le stesse prestazioni anticorrosive della miglior tecnologia concorrente. Fornisce un'eccellente protezione dalla corrosione per substrati critici che richiedono uno sviluppo rapido della durezza a temperature di 5°C o inferiorI, e offre un aspetto superficiale superiore e un'adesione eccellente, anche in condizioni climatiche umide o fredde. Ara® Cool 1047 W 80 contiene circa il 20% di solvente ed è adatto per l'uso in formulazioni contenenti solventi.
- Ara® Cool 1034 XW 90 è un indurente ad altissimo solido del tipo Base di Mannich modificato per superfici in acciaio pretrattate. Con una viscosità leggermente più alta, vanta una durata utile estremamente lunga e un'eccezionale reattività a bassa temperatura. Privo di SVHC, Ara® Cool 1034 XW 90 contiene circa il 10% di solvente, quindi ha una quantità di COV estremamente bassa.
Soluzioni "a prova di futuro"
Con l'aumento delle normative in tutto il settore dei rivestimenti, c'è stata una crescente domanda di soluzioni innovative che forniscono una protezione soddisfacente ma efficace, anche in condizioni climatiche più estreme. Rispondendo a questi requisiti, insieme alla necessità di ridurre i livelli di SVHC e VOC, la gamma Ara® Cool di Huntsman Advanced Materials consente ai responsabili della formulazione di garantire che i loro prodotti siano conformi alle normative vigenti, oltre a quelle più rigorose che potrebbero insorgere in futuro. Inoltre, la gamma offre velocità di polimerizzazione rapida e una durata utile più lunga sul mercato, consentendo agli applicatori di lavorare in modo più efficiente risparmiando tempo e, soprattutto, riducendo la spesa complessiva per il progetto.