O papel dos dispersantes e aditivos em compósitos termoendurecíveis

Publicado pela Equipe de revestimentos de alto desempenho em 26/10/2023

Os compósitos termoendurecíveis são usados em muitos mercados finais e aplicações diferentes que precisam de um material forte, durável e leve, substituindo cada vez mais o metal e os plásticos tradicionais devido à sua capacidade de resistir à corrosão e suportar elementos agressivos, incluindo determinados produtos químicos, óleos e condições climáticas adversas.

Os compostos termoendurecíveis são uma mistura de uma matriz de polímero (resina termoendurecível) e uma fibra de reforço que, quando combinados, fortalece e deixa esses compostos em um estado sólido permanente após a cura. As formulações também podem conter pigmentos, cargas e retardadores de chama para dar cor, reduzir o peso e o custo e proporcionar retardamento de fogo.

Dispersão de material particulado

Os dispersantes são usados em termoendurecíveis para proporcionar parte do desempenho funcional dos compostos e, ao mesmo tempo, melhorar a produtividade e os benefícios de custo. Os dispersantes eficazes fazem isso dispersando e estabilizando o material particulado sólido na matriz da resina em uma distribuição homogênea, o que melhora as propriedades mecânicas, como resistência à tração, dureza, resistência do material, melhor acabamento da superfície e muito mais.

Os dispersantes reduzem a viscosidade dos compostos, o que permite um aumento na carga de enchimento e pigmento e/ou no conteúdo retardador de chamas. A capacidade de processamento dos materiais pode ser aprimorada ao permitir a dispersão mais rápida de partículas na resina. A estabilização subsequente pelo dispersante melhora a estabilidade do termoendurecível, impedindo que as partículas se agreguem novamente, o qual é beneficial, por exemplo, para a intensidade da cor.

Aditivos para propriedades adicionais

Os aditivos adicionais para compósitos podem oferecer outras funções, como supressão de estireno, liberação de ar, controle reológico e acoplamento.

Nos compostos de poliéster insaturado, o estireno é usado para melhorar as propriedades mecânicas. No entanto, devido ao perigo das emissões de estireno, é crucial reter a maior quantidade possível de estireno na formulação. Os supressores de estireno podem ajudar a diminuir as emissões de estireno que podem ocorrer devido a reações químicas ou durante o processamento, tornando o manuseio mais seguro para os operadores.

Os aditivos de desaeração ou liberação de ar foram desenvolvidos para permitir a rápida liberação de ar e uma umectação eficiente em sistemas termoendurecíveis. Na mistura de resinas líquidas de alta viscosidade e na incorporação de sólidos particulados, a agregação mecânica é usada para incorporar ar às resinas. Se o ar ficar preso na resina durante a cura, podem ocorrer vazios no produto final (bolhas no composto ou defeitos de pinhole na superfície termoendurecível), o que resultará em fragilidade. Os agentes de desgaseificação são utilizados para eliminar o máximo de ar possível da formulação, o que também diminui as imperfeições da superfície.

Solplus‍™ Tecnologia hiperdispersante

Os sistemas de resina termoendurecível apresentam desafios únicos para os fabricantes de dispersão e usuários desses materiais. Há um equilíbrio delicado entre as propriedades de dispersão, como o desenvolvimento de cor e a estabilidade da dispersão, e a necessidade de o produto final formulado ter uma ligação cruzada no período de tempo desejado sem impacto significativo da dispersão. O Hiperdispersante Solplus™ pode ajudar a equilibrar essas propriedades. Independentemente de a resina ser epóxi, poliéster insaturado, acrílica ou poliaspártica, há um Solplus™ hiperdispersante projetado para otimizar o desempenho.

O portfólio de aditivos Solplus também inclui agentes de liberação de ar  Solplus™ da série F, agentes de controle de reologia e supressores de estireno. As opções sem silicone, sem rótulos perigosos e com baixo ou zero compostos orgânicos voláteis (VOC) estão disponíveis, bem como os graus de contato com alimentos da FDA.

A Lubrizol pode personalizar nossa tecnologia de dispersantes para atender às necessidades específicas dos clientes, e estamos constantemente desenvolvendo novos aditivos para expandir nosso portfólio de compostos termoendurecíveis, incluindo novos supressores de estireno e agentes de acoplamento para unir a resina e a fibra ou carga.

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