Anthony D Pajerski, PhD, bolsista técnico no negócio de Revestimentos de alto desempenho da Lubrizol, tem quase 30 anos de experiência na indústria de revestimentos, focado principalmente na química de dispersões de poliuretano à base de água. Ele também ajudou a comercializar outros tipos de dispersões, como dispersões acrílicas à base de óleo vegetal. Ele tem uma vasta experiência em baixa temperatura, à base de água, autorreticulação, matérias-primas sustentáveis e compostos químicos de uretano-acrílico. Conversamos com Tony sobre suas principais áreas de trabalho na Lubrizol e suas áreas de interesse de pesquisa.
"In Your Corner" é uma série de entrevistas com especialistas em tintas e revestimentos da Lubrizol que compartilham percepções exclusivas sobre os principais desafios e oportunidades do setor.
Você trabalha principalmente com dispersões de poliuretano (PUDs). Dentro desta área, o que é um foco importante para você?
A maioria dos meus interesses de pesquisa concentra-se em três áreas: reações de baixa temperatura ou ambiente/temperatura ambiente (RT) para autorreticulação, composições de polímeros sustentáveis e dispersões de polímeros híbridos/compostos de uretano-acrílico.
Concentrei muito tempo e recursos ajudando a desenvolver química de autorreticulação baixa/RT para polímeros à base de água. Tenho orgulho de ter introduzido químicas auto-oxidativas e de reticulação de carbonil-hidrazida em nossa família PUD na Lubrizol, incluindo o uso de matérias-primas exclusivas.
Quais são algumas das marcas da Lubrizol onde esses produtos químicos são usados?
Todos os nossos PUDs Turboset™ e nossas tecnologias Aptalon™ Poliamida Poliuretano usam química de autorreticulação baseada na reação de carbonil-hidrazida (muitas vezes referida simplesmente como tecnologia Lubrizol Turboset™). Isso funciona muito bem para dispersões à base de água estabilizadas anionicamente, pois a reação é desencadeada por uma queda no pH e perda de água. Alguns exemplos de produtos importantes que usam essa tecnologia são Turboset™ Ultra Eco e Aptalon™ W8060.
Para produtos reticuláveis auto-oxidativos, a Lubrizol tem duas opções: Sancure™ OM933 e Sancure™ OM945. Trabalhamos para expandir essas opções, mas tem sido um desafio igualar o desempenho da química do Turboset™. Os principais problemas foram o desempenho mais lento e a construção de dureza em comparação com a tecnologia de reticulação Turboset™. No entanto, essa abordagem naturalmente (sem trocadilhos) usa mais matérias-primas renováveis por meio de óleos vegetais altamente insaturados, que fornecem um grau adicional de sustentabilidade. Embora tenha sido um desafio, a Sancure™ OM933 demonstrou excelente durabilidade externa pelo grupo Lubrizol Applications, encontrando um lugar como contrapartida à base de água para seus produtos de revestimento externo de madeira à base solvente. O poliol à base de óleo vegetal usado no Sancure OM933 provavelmente contribui para sua durabilidade externa. Isso significa que o desenvolvimento adicional da próxima geração de PUDs externos duráveis provavelmente nos levará a polióis semelhantes à base de óleo como ponto de partida.
Qual foi o impacto da química de autorreticulação na capacidade da Lubrizol de continuar introduzindo materiais inovadores?
Foi um impacto significativo. Vários de nossos produtos mais vendidos utilizam alguma forma de química de autorreticulação. Também possibilitou a introdução de produtos como Turboset™ Ultra Eco e Aptalon™ W8060 ao permitir que a tecnologia melhore a formação do filme. O resultado foi que o Ultra Eco pode ser formulado com um teor tão baixo quanto 50g/L VOC e permitiu a formação do filme Aptalon™ em temperatura ambiente, onde anteriormente exigiam altas temperaturas para obter um filme sem defeitos. Claro, a química de autorreticulação também fornece o desempenho necessário para um acabamento de piso de alta qualidade. Sem sua contribuição para nossa tecnologia de formação de filme, esses produtos provavelmente não teriam sido possíveis - pelo menos não com seus atributos atuais de desempenho e dureza. Olhando para futuras inovações em potencial, onde as demandas de sustentabilidade continuam a ser um fator determinante, a química de reticulação mais sustentável é a auto-oxidativa. O uso de ácido itacônico (via formação de anidrido e subsequente reação com álcoois ou aminas) é possivelmente ainda melhor, mas o desafio até agora tem sido aplicar em sistemas à base de água.
O termo "sustentável" é muito usado hoje em dia. Como a sustentabilidade impacta seu trabalho na Lubrizol?
É muito mais que um termo. É emocionante estar envolvido no desenvolvimento de uma química sustentável que melhora a eficiência com que os recursos naturais são usados. Até o momento, participei do desenvolvimento de quatro produtos com conteúdo renovável significativo e grande potencial para usos futuros. Esses produtos se concentram em cinco áreas sustentáveis:
- VOC reduzido (isso é natural para polímeros de base aquosa, mas ainda é um problema para polímeros duros e de alto desempenho).
- Matérias-primas renováveis (até 50 % em produtos derivados de óleos vegetais comerciais).
- Boa economia de átomos (fazer produtos com o mínimo ou nenhum desperdício reduz a necessidade de energia para descarte).
- Tempo e condições de processamento (energia) iguais ou inferiores aos produtos tradicionais.
- Durabilidade (maior vida útil do revestimento, que pode ainda ser ampliada pela autocura).
As três primeiras áreas são relativamente fáceis de quantificar, particularmente as duas primeiras, e são aquelas em que todos tendem a se concentrar. As últimas requerem significativamente mais informações para quantificar, particularmente um ciclo de vida de revestimentos que inclua sua durabilidade. Um perfil de sustentabilidade completo requer uma análise do ciclo de vida de um produto que vai além dos aspectos acima, como entender a energia usada na criação e entregar as matérias-primas usadas.
Você disse que participou do desenvolvimento de quatro produtos com alto conteúdo renovável. Quais são esses produtos?
Os produtos atuais com conteúdo renovável significativo baseado em óleos vegetais são Carboset® AMO400, Carboset® 420, Sancure™ OM 933 e Sancure™ OM945. No entanto, também temos Carboset® 3076, que possui nosso maior conteúdo de matéria-prima renovável, e a maioria de nossos produtos Aptalon™ contém uma parte de conteúdo renovável. Os produtos Turboset™ também contêm algum grau de conteúdo renovável, mas em quantidade menor. Em todos os nossos produtos, o conteúdo renovável contribui para o desempenho do produto final.
Além das oportunidades futuras em torno da sustentabilidade, que outra área você acha que tem um enorme potencial?
Além dos esforços em químicas de autorreticulação, dediquei muito tempo ao desenvolvimento de revestimentos de polímeros compostos (também denominados híbridos) na Lubrizol. A importância dessa química é ilustrada no crescente número de produtos da Lubrizol Performance Coatings baseados na química de uretano-acrílico. Embora seja usado principalmente como um processo para obter composições de poliuretano livres de NMP, também exerce um papel significativo no desempenho final do polímero. Por exemplo, seria difícil imaginar produtos como Turboset™ Ultra Eco e Aptalon™ 8060 sem o uso da química de uretano-acrílico. Existem várias maneiras de obter um PUD sem NMP. No entanto, o uso criativo da química de uretano-acrílico pode contribuir para melhorar o desempenho, como resistência química e um produto com menor VOC (como no Turboset™ Ultra Eco). Os produtos PUD isentos de NMP e com níveis de VOC formulados mais baixos são tendências que já existem há algum tempo e recentemente se tornaram ainda mais urgentes. Os acrílicos de uretano fornecem um caminho para esse fim, juntamente com maior desempenho e melhor economia. No geral, permite uma melhor sustentabilidade.
Pensando no que é importante para os formuladores da indústria, existe algum tópico que realmente se destaque?
Acho que VOCs reduzidos seriam, especialmente para aplicações de desempenho, como revestimentos protetores. É significativamente mais fácil fornecer uma formulação de revestimento de baixo VOC para um revestimento decorativo, como tinta de parede. Mas é uma proposta muito mais difícil para um revestimento protetor como para um piso de madeira, que basicamente se resume a atender aos requisitos de desempenho (que também incluem dureza). Os revestimentos duros à base de água geralmente requerem uma quantidade significativa de coalescente (ou seja, VOC) para formar um bom filme coerente, enquanto um revestimento macio pode formar um filme sem a ajuda de solventes.
Por que a redução de VOCs em revestimentos protetores se destaca tanto?
É importante para as regiões interessadas em proteger o ambiente e os seus cidadãos. Grande parte do trabalho em torno dos VOCs envolve mandatos do governo para reduções de VOC, a fim de poder vender e usar produtos em determinadas áreas. Por exemplo, alguns VOCs podem contribuir significativamente para a poluição atmosférica e o aquecimento global, em alguns casos, mais do que o dióxido de carbono por peso. Além disso, a química mais ecológica está se tornando mais atrativa para o público em geral, principalmente em ambientes internos fechados onde os VOCs podem ficar presos, criando maior exposição a eles e a quaisquer outras toxinas que possam ser transportadas pelo produto. O esforço contínuo para a redução de VOCs está se movendo da Califórnia para outras partes dos Estados Unidos. Muitos dos regulamentos europeus de VOC estão de acordo com a Califórnia. Acho que isso será um benefício para a Lubrizol, pois já temos e continuamos a desenvolver produtos de alto desempenho, mas com baixo VOC.
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