Come ottimizzare le vernici industriali

Oggi i sistemi di rivestimento industriale devono fare molto di più che proteggere solamente le superfici. Devono garantire una protezione duratura dei componenti contro corrosione, abrasione, agenti chimici e condizioni ambientali estreme - soddisfacendo contemporaneamente requisiti sempre più stringenti in termini di sostenibilità, riduzione dei VOC e formulazioni economicamente efficienti.

Molte formulazioni tradizionali hanno ormai raggiunto i propri limiti: i sistemi anticorrosione sempre più spesso devono fare a meno dei pigmenti ambientalmente critici. Le sollecitazioni meccaniche possono provocare abrasione o microfessurazioni. Inoltre, punti deboli all’interfaccia tra polimero e riempitivo possono causare delaminazione o perdita di adesione.

I riempitivi per vernici industriali rappresentano quindi una leva fondamentale nello sviluppo dei sistemi di rivestimento moderno. I riempitivi minerali ad alte prestazioni consentono di ottimizzare in modo mirato proprietà come per esempio la protezione anticorrosione, la stabilità meccanica, la resistenza chimica o anche la qualità superficiale.

L’impiego di minerali idonei come quarzo, wollastonite, feldspato, talco o mica permette di formulare vernici industriali più durevoli, resistenti ed economicamente vantaggiose. L’utilizzo dei riempitivi minerali trattati in superficie consente inoltre un ulteriore incremento delle prestazioni nei diversi sistemi di rivestimento.

Requisiti tipici dei rivestimenti industriali moderni

I rivestimenti industriali sono utilizzati in numerose applicazioni tecniche – dalla carpenteria metallica e dall’ingegneria impiantistica ai componenti meccanici, fino a serbatoi o tubazioni. Di conseguenza, i sistemi di rivestimento devono soddisfare un’ampia gamma di requisiti funzionali e normativi.

Protezione anticorrosione costante
I componenti metallici sono spesso esposti ad umidità, acqua salina o atmosfere industriali aggressive. Le vernici industriali devono quindi garantire una protezione efficace e duratura nel tempo, prevenendo in modo affidabile la corrosione.

Resistenza meccanica e resistenza all’abrasione
I rivestimenti destinati alle applicazioni industriali sono sottoposti a forti sollecitazioni meccaniche. Devono resistere in modo costante all’usura, agli urti e all’azione di particelle abrasive.

Resistenza agli agenti chimici e atmosferici
I rivestimenti industriali devono mantenere la loro stabilità nei confronti delle sostanze chimiche, oli e detergenti, così come ai raggi UV, alle oscillazioni di temperatura, al vento e anche alla pioggia, senza perdere la loro funzione protettiva né la qualità estetica.

Conformità ai VOC e sicurezza normativa
Le normative di legge richiedono sempre più sistemi di rivestimento che rispettano le basse emissioni. Devono quindi garantire elevate prestazioni e allo stesso tempo rispettare le attuali direttive ambientali e VOC.

Formulazione economica
Oltre alle proprietà tecniche anche l’efficienza della formulazione riveste un ruolo fondamentale. Sistemi di riempitivi ottimizzati consentono una lavorabilità stabile e costi delle materie prime economicamente vantaggiosi.

I riempitivi svolgono diverse funzioni fondamentali all'interno di un sistema di rivestimento. Influenzano tra l'altro:

• la resistenza meccanica e all'abrasione
• l'effetto barriera contro umidità e agenti aggressivi
• la protezione anticorrosione
• l'aspetto superficiale e il grado di brillantezza
• la reologia e la lavorabilità

La scelta dei riempitivi adeguati, così come la loro geometria delle particelle e il trattamento in superficie, svolgono un ruolo decisivo.

In base al minerale utilizzato si ottengono caratteristiche differenti:

• Quarzo e Cristobalite offrono un'elevata durezza Mohs e un'eccellente resistenza chimica.
• La Wollastonite, con particelle aghiformi o a blocco, migliora la stabilità meccanica.
• Feldspato e Nefelina Sienite si distinguono per buone proprietà ottiche e un'elevata stabilità chimica.
• Talco e Mica presentano strutture lamellari che migliorano l'effetto barriera nei sistemi di rivestimento.

Grazie alla combinazione mirata di diversi riempitivi minerali, i sistemi di rivestimento possono essere adattati in modo ottimale alle rispettive applicazioni.

I riempitivi minerali ad alte prestazioni consentono di migliorare in modo mirato le prestazioni dei rivestimenti industriali. In base al tipo di minerale, alla granulometria e al trattamento superficiale, i sistemi di rivestimento possono essere adattati con precisione a requisiti differenti.

Una panoramica dei vantaggi tecnici:

• Granulometria definita – assicura una distribuzione uniforme e una struttura superficiale controllata.
• Elevata purezza chimica – consente formulazioni di vernici stabili e riproducibili.
• Maggiore resistenza all'abrasione – incrementa la resistenza meccanica della vernice.
• Ampia compatibilità dei sistemi – utilizzabile in sistemi epossidici, poliuretanici, alchidici e nelle vernici in polvere.
• Elevata durezza Mohs – migliora la durezza superficiale e la resistenza ai graffi.
• Chimicamente inerte – previene reazioni indesiderate all'interno del sistema di verniciatura.
• Geometrie delle particelle ottimizzate – influenzano in modo mirato la stabilità e l'effetto barriera del rivestimento.
• Varianti trattate in superficie – migliorano l'adesione e la resistenza del rivestimento.
• Distribuzione granulometrica riproducibile – garantisce una lavorazione costante e una qualità durevole nel tempo.

Un importante trend nel settore delle vernici industriali è la sostituzione dei pigmenti anticorrosivi che contengono zinco con cariche minerali funzionali.

I sistemi a base di zinco sono considerati sempre più critici dal punto di vista ambientale. Di conseguenza, vengono sviluppate formulazioni alternative in grado di offrire una protezione anticorrosiva equivalente o addirittura migliore.

Studi dimostrano che specifiche combinazioni di cariche minerali possono sostituire parzialmente o totalmente i pigmenti anticorrosivi tradizionali. In test condotti su rivestimenti epossidici, ad esempio, combinazioni di cariche a base di wollastonite, mica o caolino hanno ottenuto risultati eccellenti.

Nei metodi di prova standardizzati come:

• test in nebbia salina (DIN 50021)
• test in atmosfera condensata (DIN EN ISO 6270-2)

Questi sistemi hanno evidenziato una ridotta formazione di bolle, nonché un’ottima adesione ed un’elevata resistenza alla corrosione.

I vantaggi dei sistemi privi di zinco:

• formulazioni più sostenibili dal punto di vista ambientale
• formulazioni semplificate
• prestazioni anticorrosive stabili e affidabili

Attraverso un’adeguata modifica in superficie è possibile evitare in modo mirato le tipiche criticità all’interfaccia tra legante polimerico e carica minerale, come ad esempio delaminazione, formazione di bolle o fenomeni corrosivi. Miglioramenti significativi di queste interfacce si ottengono, ad esempio, grazie ai trattamenti con i silani. Essi agiscono come ponte molecolare tra la superficie minerale e il legante organico.

In questo processo si forma un legame stabile:

• il gruppo idrolizzabile si lega alla superficie del minerale
• il gruppo organofunzionale reagisce con il legante polimerico

Le cariche modificate in superficie migliorano pertanto:

• la resistenza chimica
• l’adesione e la stabilità dell’interfaccia all’interno del sistema di rivestimento
• la resistenza alla delaminazione
• le prestazioni a lungo termine nei sistemi epossidici e poliuretanici

In particolare nei sistemi epossidici e poliuretanici, le cariche minerali silanizzate possono incrementare in modo significativo la resistenza alla corrosione e alla delaminazione catodica, contribuendo in maniera determinante alla durabilità e all’affidabilità del sistema di protezione.

Le prestazioni delle vernici industriali dipendono in larga misura dalla qualità delle materie prime usate.

Ecco perché per le applicazioni industriali risultano particolarmente importanti i seguenti aspetti:

• qualità costante delle materie prime
• distribuzione granulometrica controllata
• proprietà di lavorazione riproducibili
• documentazione tecnica completa

Inoltre anche gli sviluppatori approfittano di un supporto tecnico personalizzato per scegliere i riempitivi più adatti alle proprie esigenze.