O desenvolvimento de novos componentes de revestimento requer a priorização do desempenho e do impacto ambiental, incluindo a necessidade de eliminar ou reduzir drasticamente quaisquer ingredientes tóxicos. Equilibrar essas diferentes prioridades significa desenvolver abordagens inovadoras, levando em consideração a sustentabilidade, como usar conteúdo reciclado/renovável, prolongar a vida útil do revestimento para reduzir a pegada do substrato e reduzir ou eliminar substâncias perigosas (formaldeído, aditivos de reticulação como isocianatos e ácido adípico di-hidrazida, fungicidas, VOCs etc.).
Desenvolver uma dispersão de uretano para um revestimento de madeira sustentável, fácil de usar e de alto desempenho requer essa abordagem inovadora - como criar dispersões de poliuretano (PUDs) que permitem que as formulações de revestimento sejam livres de reticuladores de isocianato.
Revestimentos de dois componentes são amplamente utilizados em aplicações de alto desempenho. Isso significa que um reticulador externo é necessário. Os mais comuns são isocianatos, aziridinas, hidrazidas e carbodiimidas, todos com pontos fortes e fracos.
Maior reatividade. Maior toxicidade.
Isocianatos, aziridinas e hidrazidas são reticuladores comuns devido à sua natureza altamente reativa e sua eficiência na ligação covalente de grupos funcionais em composições de revestimento. Eles podem representar apenas uma pequena porcentagem em uma formulação, mas geralmente aumentam significativamente o nível de perigo dos revestimentos devido à reação química contínua que desencadeiam no momento da aplicação e na proximidade do indivíduo que aplica o revestimento.
Carbodiimidas têm uma baixa toxicidade, o que reduz significativamente os componentes perigosos quando usados como um reticulador em PUDs. Porém, as carbodiimidas são menos reativas do que outros reticuladores comuns, o que afeta negativamente a eficiência e o desempenho da reticulação. Para usar carbodiimidas como reticulantes eficazes, os problemas de reatividade devem ser superados.
Solução de Carbodiimida da Lubrizol
A Lubrizol desenvolveu uma nova tecnologia de polímero para dispersões de uretano à base de água de dois componentes que abordam a questão da reatividade, melhorando a natureza reativa dos grupos funcionais no lado da resina. Isso foi conseguido transferindo os grupos carboxílicos para a superfície, a fim de que fiquem mais disponíveis para reagir. Com isso , a tecnologia funciona de forma mais eficiente, com reticuladores poliméricos de carbodiimida compatíveis com o meio ambiente, fornecendo desempenho de reticulação semelhante aos isocianatos ou aziridinas, bem como uma vida útil longa, mas com perfis de toxicidade e regulação muito superiores.
Esta nova tecnologia de resina tem um teor de carbono renovável de até 34% e pode ser formulada para um baixo teor de VOC1. Um alto teor de sólidos (≥ 45 %) melhora o tempo de secagem e reduz a carga de trabalho de aplicação de tinta devido a uma maior formação de filme. O alto teor de sólidos também reduz os custos de frete e embalagem porque são enviadas mais resina e menos água, além de reduzir as emissões de CO2 no frete e na fabricação. A nova tecnologia de polímeros também utiliza neutralizadores de amina que são alternativas à trietilamina (TEA), que contribui negativamente para a qualidade do ar em ambientes internos.
A tecnologia de poliamida PUD da Lubrizol foi usada em formulações de revestimentos e testada junto com três outros produtos comerciais, que são bons representantes das exigentes aplicações de revestimento de madeira para uso em ambientes internos e externos. Para testar esses revestimentos de madeira 1K e 2K, a tecnologia de polímero Lubrizol foi usada em revestimentos de madeira transparente em placas de bordo. Todos os revestimentos passaram por coalescência à temperatura ambiente e coalescência à baixa temperatura de 4.4 °C. Os revestimentos secos foram estimados em 76 μm de espessura para todos os revestimentos. Todos os revestimentos passaram nas verificações de lixamento de uma hora. Tanto o polímero quanto a tinta também mostraram estabilidade em teste de forno de 60 °C por mais de 8 semanas.
A nova tecnologia PUD à base de poliamida em água, com alto teor de sólidos e livre de TEA, com alto teor de base biológica para aplicações de revestimento de madeira e revestimento protetor isento de VOC 12K superou a variedade de revestimentos comerciais em várias áreas de teste. Essas áreas incluíam qualidades estéticas e recursos de proteção, incluindo brilho, dureza, resistência química e à abrasão e resistência às condições do tempo.
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