Resine epossidiche a base d’acquaModifica

vedi anche Epoxy

Un sistema di resina epossidica generalmente consiste in un agente indurente e una resina epossidica. Sia l’indurente che la resina epossidica possono essere fatti a base d’acqua. Le dispersioni di resina epossidica solida (peso molecolare >1000) sono disponibili e consistono in una resina epossidica dispersa in acqua, talvolta con l’aiuto di co-solventi e tensioattivi. La spina dorsale della resina è spesso modificata per garantire la disperdibilità in acqua. Queste resine si asciugano da sole per evaporazione dell’acqua/co-solvente e per coalescenza delle particelle. Per curare la resina e reticolarla, viene solitamente aggiunto un agente indurente a base di ammina. Questo produce un sistema a due componenti. Un’alternativa è quella di usare resine epossidiche liquide standard a media viscosità ed emulsionarle in una resina indurente a base di poliammina o poliamminoamide solubile in acqua, il che dà anche un sistema a due componenti. Le poliamminoammidi sono prodotte facendo reagire le ammine etileniche con acidi grassi dimerizzati per dare una specie con legami ammidici ma ancora con funzionalità ammina. L’acqua viene liberata durante la reazione di condensazione. Queste resine possono poi essere rese solubili in acqua reagendo ulteriormente con acidi organici glaciali o formaldeide. Resine come queste vengono solitamente lasciate con un’ulteriore funzionalità amminica sulla spina dorsale del polimero per permettere loro di curare e reticolare una resina epossidica. Le pitture possono poi essere realizzate con esse, pigmentando la parte epossidica o quella amminica dell’indurente o anche entrambe. Le resine poliammidiche che polimerizzano, al contrario delle resine poliamminoamidiche, sono generalmente realizzate mediante l’adduzione parziale di ammine polifunzionali con una resina epossidica e/o un diluente epossidico, lasciando le specie con funzionalità ammina residua. Questo addotto può quindi essere sciolto in acqua e usato per emulsionare altra resina epossidica e ancora una volta una parte o entrambe possono essere pigmentate. Il vantaggio con questi sistemi è che non hanno bisogno di acidi organici glaciali per solubilizzarli. Questo è un vantaggio se il rivestimento deve essere usato su un substrato altamente alcalino come il calcestruzzo fresco, poiché gli alcali del cemento neutralizzano l’acido e causano instabilità con ripetute immersioni del pennello nella lattina. Anche se l’acqua è presente ed è un combustibile per la corrosione, possono essere formulati anche rivestimenti metallici a base di resina epossidica a base d’acqua.

Resine alchidiche a base d’acquaModifica

vedi anche l’articolo Alkyd

Le alchidiche riducibili all’acqua sono fondamentalmente resine alchidiche convenzionali, cioè poliesteri a base di oli o acidi grassi saturi o insaturi, acidi polibasici e alcoli modificati per conferire miscibilità all’acqua. I componenti tipici sono oli vegetali o acidi grassi come semi di lino, semi di soia, ricino, ricino disidratato, cartamo, tung, cocco e tall oil. Gli acidi includono gli acidi isoftalico, tereftalico, adipico, benzoico, succinico e l’anidride ftalica, maleica e trimellitica. I polioli includono glicerolo, pentaeritritolo, Trimetilolpropano, glicole etilenico, glicole propilenico, glicole dietilenico, glicole neopentilico, 1,6-esandiolo e 1,4-butandiolo. I metodi tipici per introdurre vari gradi di miscibilità dell’acqua sono simili ad altri sistemi di resina. I metodi implicano fondamentalmente l’introduzione di centri idrofili come i gruppi acidi che possono poi essere neutralizzati per formare un sale. L’introduzione di gruppi polari sul backbone è un altro metodo. Con gli alchidici i metodi tipici includono la maleinizzazione degli acidi grassi insaturi con l’anidride maleica. Questo comporta la realizzazione di un addotto Diels-Alder vicino ai siti di doppio legame. I gruppi acidi introdotti possono poi essere ulteriormente fatti reagire con i polioli. Una reazione Diels-Alder si verifica solo quando c’è un sistema di doppio legame coniugato. La semplice addizione avviene se non è coniugata. Altre tecniche includono la sintetizzazione della resina con oligomeri funzionali idrossilici, ad esempio contenenti glicole etilenico, e l’aggiunta di specifici acidi o sostanze contenenti idrossili verso la fine della reazione. Un’altra tecnica consiste nel realizzare un alchidico funzionale acrilico con una miscela di monomeri acrilici ricca di gruppi di acidi carbossilici.

Resine poliestere a base acquosaModifica

vedi anche Resina poliestere

Le resine poliestere sature contengono molti dei materiali usati nelle resine alchidiche convenzionali ma senza i componenti di olio o acido grasso. I componenti tipici di queste resine sono i componenti poliaccoppiati e poliidrossilici. I poliacidi più comunemente usati sono l’acido ftalico, isoftalico, tereftalico e adipico. Possono essere utilizzate anche anidridi ftaliche e trimellitiche. I polioli tendono ad essere neopentil glicole, 1,6-esandiolo e trimetilolpropano. Per renderli a base d’acqua vengono aggiunti acidi organici o anidridi in un processo a due fasi, ma esistono anche altri metodi.

Resine poliuretaniche a base d’acquaModifica

vedi anche dispersione di poliuretano

Le resine poliuretaniche sono disponibili a base d’acqua. Le versioni monocomponente sono solitamente denominate dispersioni poliuretaniche. Sono disponibili in versioni anioniche, cationiche e non ioniche, anche se i moiety anionici sono i più facilmente disponibili in commercio. I poliuretani a base d’acqua sono disponibili anche in versioni a 2 componenti. Poiché un poliuretano a 2 componenti consiste di poliolo(i) e un isocianato e gli isocianati reagiscono con l’acqua, ciò richiede tecniche di formulazione e produzione speciali. Il poliisocianato che è disperdibile in acqua può essere modificato con solfonato per esempio.

Reticoli a base d’acquaModifica

vedi articolo principale Latex

Un latex è una dispersione stabile (emulsione) di polimero in acqua. I lattici sintetici sono di solito fatti polimerizzando un monomero come l’acetato di vinile che è stato emulsionato con tensioattivi dispersi in acqua.

Resine per deposizione elettroforetica a base d’acquaModifica

vedi articolo Deposizione elettroforetica

Le resine usate per l’elettrodeposizione sono di solito resine epossidiche, acriliche o fenoliche. Sono formulate con gruppi funzionali che quando vengono neutralizzati formano gruppi ionici sulla spina dorsale del polimero. Questi conferiscono solubilità all’acqua al polimero. Sono disponibili in versioni anodiche che si depositano sul catodo di una cella elettrochimica o catodiche che si depositano sul catodo. Le resine di elettrodeposizione catodica dominano e hanno rivoluzionato la protezione dalla corrosione nell’industria automobilistica. Sono applicate come OEM (Original Equipment Manufacture) piuttosto che come sistema di rifinitura. Le resine catodiche contengono ammine sulla spina dorsale del polimero che sono neutralizzate da gruppi acidi come l’acido acetico per dare una dispersione acquosa stabile. Quando una corrente elettrica viene fatta passare attraverso una carrozzeria che è immersa in un bagno contenente una vernice basata su una resina di elettrodeposizione catodica, gli ioni idrossili che si formano vicino al catodo depositano la vernice sulla carrozzeria. La corrente elettrica necessaria per questo è determinata dal numero di centri ionici. Le dispersioni di resine a base d’acqua per l’elettrodeposizione contengono di solito alcuni co-solventi come il butil-glicole e l’isopropanolo e sono di solito molto basse nel contenuto di solidi, cioè il 15%. Di solito hanno pesi molecolari nell’ordine di 3-4000. Le vernici basate su di esse tendono ad avere PVC inferiore a 10, cioè un rapporto legante-pigmento molto alto.

Resine ibride a base d’acquaModifica

Molte resine sono disponibili a base d’acqua ma possono essere ibride o miscele. Un esempio potrebbero essere le dispersioni poliuretaniche miscelate o ibridate con resine acriliche. Le resine epossidiche a base d’acqua possono essere modificate con acrilato e poi ulteriormente modificate con catene laterali con molti atomi di fluoro. Sono disponibili anche resine a base d’acqua che usano sia acqua che materie prime rinnovabili. Un altro esempio è quello di combinare le resine alchidiche con gli acrilici per renderle a base d’acqua. Usando alchidiche iperbrancate e modificandole con monomeri acrilici e usando la polimerizzazione in mini emulsione, si possono formare ibridi adatti. Oltre all’ibridazione delle resine, possono essere impiegate combinazioni di tecniche. Ad esempio, possono essere prodotti rivestimenti a polimerizzazione ultravioletta che possono essere elettrodepositati e sono ibridi a base d’acqua di resine epossidiche e acriliche.