Esta orientação técnica destaca os poliisocianatos bloqueados e sua importância na moderna tecnologia de polímeros.
Sinopse:
Na década de 70, uma tecnologia para revestimentos e adesivos acabou se destacando mais do que as outras, introduzindo uma série de produtos que mudaram a história de alguns artigos manufaturados, conferindo-lhes melhor qualidade e durabilidade.
Trata-se dos reticulantes à base dos poliisocianatos bloqueados que proporcionaram, entre outros, o surgimento das tintas de eletrodeposição catódica, tipo trans-eterificadas, as quais contribuíram em muito para melhoria da resistência à corrosão de diversos artigos manufaturados, como foi o caso dos veículos automotivos.
Introdução:
O desenvolvimento de revestimentos poliuretânicos foi intensificado em meados da década de 50 promovendo o aparecimento de certos tipos de recobrimentos com ótima resistência à s intempéries, brilho, propriedades mecânicas. Entre estas a resistência a riscos, boa flexibilidade e aderência, tornaram possível o seu uso no recobrimento dos mais diversos tipos de substratos, tais como metal, plástico, vidro, madeira, etc.
Para atender à mais variadas aplicações, inúmeros reticulantes contendo o grupo isociânico sugiram no mercado mundial, chegando-se hoje a cerca de 300 tipos diferentes.
Detalhes Técnicos:
Para uma melhor classificação foram divididos em cinco categorias, onde três são do tipo monocomponente e duas bicompenente, conforme segue:
1- Monocomponente pré-reagido que possui grupos isocianato livres.
2- Monocomponente de cura por umidade com o isocianato livre existente na resina.
3- Monocomponente de cura ao calor por intermédio de isocianatos bloqueados.
4- Bicomponente catalisado de secagem à temperatura ambiente, onde o componente principal é um polímero com isocianato libre, sendo o outro um agente reticulante do tipo poliálcool ou poliamínico monomérico.
5- Bicomponente tipo poliól de secagem ao ar, onde a resina em maior proporção é uma do tipo hidroxilado e o reticulante é um aduto uretânico de baixo peso molecular.
No caso específico dos produtos desenvolvidos para automóvies, as resinas poliuretânicas estão sendo utilizadas em cataforese, primers antipedras, primers surfacers, em bases coloridas e nos vernizes PU mono e bicomponentes.
Em plásticos para automóveis os revestimentos poliuretânicos estão presentes poliuretânicos estão presentes na pintura de pára-choques, espelhos retrovisores, calotas, painéis internos e também nos estofamentos, aos quais acabam por conferir aspecto e textura iguais ao couro.
No caso específico da cataforese, a química envolvida na fabricação de polímeros teve um grande progresso no final dos anos 60, quando chegou-se a formulações de reticulantes poliuretânicos parcial ou totalmente bloqueados, estáveis e economicamente interessantes. Estes produtos proporcionaram certas vantagens em relação aos demais, levando-os à supremacia técnica hoje reconhecida.
Os longos caminhos percorridos pelos pesquisadores foram inúmeros, até ser possível obter produtos estáveis e economicamente interessantes, sendo abaixo citados alguns deles:
1 – Diferentes comportamentos de cura e de formação de filme com os diferentes monômeros abaixo enumerados:
TDI – tolueno-diisocianto
MDI – diisocianato de isoforone
IPDI – diisocianato de isoforona
2 – Balanceamento de fórmula através do processo de síntese.
3 – Diferentes propriedades e velocidade de reação conferida pelo mecanismo.
4 – Tipos de agentes bloqueantes, que modificam a velocidade de cura e a estabilidade do produto final.
5– Diferentes tipos de estrutura química do reticulante e da resina principal
6– Mecanismo de funcionamento dos catalisadores para diferentes tipos de material.
7-Estudos relativos à funcionalidade do co-reatante.
8 – Estudos de equipamentos de fabricação e pintura que pudessem conferir melhores propriedades aos objetos pintados.
Quanto ao mecanismo de cura, já citado para estes adutos uretânicos bloqueados, a reação que se processa entre estes e o co-reatante do tipo hidróxi funcional.
Já quanto ao processo de síntese do reticulante, uma das importantes variáveis que existem, principalmente quando se trata de tolueno-diisocianato, é quanto à escolha da reação que poderá consumir inicialmente os grupos NCO na posição “para” e depois completa-se a reação bloqueando o restante dos radicais NCO da posição “orto”.
Desta forma, acredita-se que estes reticulantes sejam mais reativos e, como conseqüência, mais efetivos para o processo de cura do produto final, aumentando a resistência química e mecânica.
Quanto à escolha do melhor bloqueante, um outro componente vital para a tecnologia, costuma-se seguir as senguintes diretrizes:
1 – Ter menor reatividade que o coreatante;
2 – Ter uma força ácida apreciável, o que representa a sua aptidão maior em desbloquear-se do eticulante, traduzindo em maior resposta de cura;
3 – Quanto menos for o ponto de ebulição do composto, menos será sua competição com o co-reatante na disputa pelo isocianato livre e mais facilmente ele será eliminado do filme em formação durante o processo de cura.
Esta propriedade contribui em muito para o não-aparecimento de defeitos no filme aplicado, tais como bolhas, crateras e baixa resistência química do filme.
Também interferem na temperatura de cura para a qual, quanto menor o ponto de ebulição, menor a temperatura de reticulação. Na maioria dos casos, dependendo da tecnologia, são utilizados alcoóis, fenóis, ácidos protônicos, tiofenóis, oximas, aminas, amidas, imidas e lactamas de vários pesos moleculares e pontos de ebulição. Na prática o mecnismo de cura também é influenciado pelas estruturas do reticulante, do agente bloqueante, do co-reatante e dos outros componentes, solventes orgânicos etc.
Conclusões:
Conforme foi visto, em se tratando de uma tecnologia com 45 anos de idade, e no caso da eletroforese catódica, que já tem 28 anos, podemos dizer que ainda existe muito para ser desenvolvido. Fruto destas novas pesquisas, já está disponível no mercado a cataforese praticamente isenta de solventes orgânicos e que não necessita de pigmentos anticorrosivos contendo chumbo ou outros metais pesados.
Neste particular, para que as tintas mantivessem o mesmo desempenho anticorrosivo, os “Binders” sofreram uma melhoria significativa, o que os tornou mais impermeáveis e com resposta de reticulação melhor, permitindo eliminar estes anticorrosivos, sem prejuízo no desempenho final do filme aplicado.
Como a teoria, para ser útil, tem que ser seguida pelos resultados práticos válidos, os testes de corrosão, inclusive em campos de provas, comprovam nossos estudos, originando-se desta forma, uma nova família de produtos denominados genericamente como Eletroforese Catódica “Lead Free”.
Nilo Martire Neto
Engenheiro Químico
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