Novo agente de cura amínico para revestimentos epóxi de ultrabaixas emissões

À medida que os padrões globais ambientais e de desempenho se tornam mais rigorosos, reduzir as emissões de VOC (compostos orgânicos voláteis) em tintas e revestimentos torna-se essencial. Esses VOCs contribuem para a formação de ozônio na superfície, gerado por reações fotoquímicas que intensificam a poluição do ar. Revestimentos epóxi, são valorizados por sua excelente resistência à corrosão e a produtos químicos, mas frequentemente dependem de solventes para dispersão de pigmentos e aplicação por spray. Desenvolver agentes de cura amínicos com ultrabaixa emissão é fundamental para alcançar formulações epóxi de alto teor de sólidos com conteúdo mínimo de VOC.

Além da redução de VOCs, a indústria enfrenta o desafio de fornecer revestimentos que curem rapidamente sob temperaturas baixas (5 °C) e alta umidade (40–85 %). Aceleradores convencionais podem reduzir o tempo de trabalho (pot-life) e exigir métodos de aplicação mais caros. Este artigo apresenta um novo agente de cura amínico, o ANCAMINE 2873, verdadeiramente livre de VOC, que permite formulações epóxi isentos de solventes, sem comprometer a velocidade de cura ou o desempenho. O ANCAMINE 2873 oferece excelente aparência superficial, resistência ao blushing, cura rápida, flexibilidade e resistência à corrosão, garantindo proteção confiável de ativos em condições exigentes.

A proteção contra corrosão na indústria marítima é crítica devido às condições ambientais agressivas que afetam estruturas como tanques de lastro, porões de carga e conveses. Revestimentos protetores atuam como barreira contra a corrosão, mas seu desempenho é desafiado por fatores como exposição à água salgada, variações de temperatura e umidade. A indústria exige cada vez mais revestimentos que permitam retorno rápido ao serviço sob condições de baixa temperatura e alta umidade, ao mesmo tempo em que atendam às rigorosas regulamentações globais sobre emissões de VOC.

Revestimentos epóxi tradicionais frequentemente dependem de diluentes reativos e aceleradores fenólicos, que podem comprometer a velocidade de cura, o tempo de trabalho e a segurança ambiental. Além disso, a cura eficaz abaixo de 10 °C é difícil, e muitos agentes de cura à base de amina apresentam problemas como blushing, fragilidade e baixa densidade de reticulação.

Este artigo apresenta um novo agente de cura amínico que combina uma amina primária, uma tecnologia proprietária de amina secundária e uma amina aceleradora. A síntese do agente de cura é cuidadosamente controlada para alcançar baixa viscosidade, resultando em um produto final adequado para aplicações sem solventes, com rápido desenvolvimento de propriedades e reticulação completa da resina epóxi, permitindo retorno ao serviço mesmo à 5 °C. O ANCAMINE 2873 não contém solventes ou plastificantes, nem derivados fenólicos como nonilfenol ou p-terc-butilfenol, e oferece tempo de trabalho adequado. Além disso, os diluentes reativos utilizados na formulação da tinta têm impacto mínimo na reatividade da tinta, permitindo aos formuladores desenvolver revestimentos protetores de ultrabaixa emissão. Este produto oferece retorno ao serviço mais rápido em comparação com outros produtos comerciais similares, com excelente aparência superficial, boa resistência à carbamatação em condições úmidas e frias, e bom desempenho anticorrosivo.

Revestimentos transparentes foram avaliados utilizando métodos padrões, baseados em diferentes ASTM (Tabela 1). Resina epóxi e agentes de cura foram misturados em proporção estequiométrica 1:1 e aplicados com espessura de filme úmido de 150 µm. As amostras foram curadas por 10 dias sob condições controladas (23 °C / 50 % UR ou 5 °C / 60 % UR). A resistência a manchas d’água foi testada utilizando o método de algodão saturado com água, conforme a norma ISO 2812, com desempenho do revestimento avaliado em escala de 1 (carbamatação severa) a 5 (sem efeito visível).

Para os estudos de intemperismo acelerado, incluindo testes de névoa salina e umidade, o agente de cura foi incorporado em uma formulação modelo de tinta anticorrosiva baseada em resina de bisfenol A e diluentes reativos. Os revestimentos foram aplicados sobre painéis de aço jateados e previamente limpos, utilizando pistola de spray a 32 psi, com duas demãos totalizando 450 µm de espessura de película úmida (EPU). Após cura à temperatura ambiente por 10 dias, os painéis foram testados conforme normas ASTM, seguidos por análise de remoção da corrosão no entorno do defeito no teste de exposição à névoa salina.

A Tabela 2 apresenta as características de manuseio e desempenho do agente de cura ANCAMINE 2873 quando formulado com uma mistura 90:10 (m/m) de resina epóxi líquida à base de bisfenol A com diluente reativo monofuncional. O protótipo demonstrou baixa viscosidade, secagem rápida em baixas temperaturas, excelente aparência superficial — brilhante e livre de carbamatação — e forte resistência a manchas d’água sob diversas condições de cura, conforme ilustrado na Figura 1.

A Figura 2 mostra os tempos de secagem e os valores de secagem ao toque para revestimentos transparentes formulados com resina epóxi Bis-A e diluente epóxi monofuncional (90:10), curados com ANCAMINE 2873 em diferentes temperaturas. Para cura em temperatura ambiente (23 °C), o tempo de secagem completa foi de 3,2 horas, e para condições de cura a 5 °C, foi de 6,5 horas.

A Figura 2 também destaca que o ANCAMINE 2873 proporciona um bom equilíbrio entre tempo de secagem e tempo de gelificação. A maioria dos agentes de cura comerciais que apresentam velocidade de secagem rápida à 5 °C possui tempo de trabalho muito curto, obrigando os formuladores a utilizarem aplicação por spray com componentes múltiplos e tempo de processo bastante limitado. Para ampliar essa janela de aplicação, os formuladores costumam usar diluentes reativos na tinta, o que por sua vez desacelera o processo de cura. No entanto, o agente de cura desenvolvido consegue atingir um tempo de trabalho viável (próximo de 45 minutos) para a mistura de resina diluída em 10 %, com tempo de secagem ao toque de 5 horas a 23 °C. Foram realizados estudos de tempo de gelificação em temperaturas mais baixas (10 °C e 5 °C). O tempo de trabalho foi superior a 3 horas a 5 °C, oferecendo tempo suficiente para aplicação por spray em condições climáticas de inverno.

Ao estudar a influência da concentração de diluentes reativos na velocidade de secagem do revestimento transparente à 5 °C, observou-se que o diluente reativo tem impacto mínimo na velocidade de cura com o ANCAMINE 2873 (LTC-173A), mesmo com o uso de 20 % de diluente reativo na resina epóxi, quando comparado a um agente de cura convencional de ultrabaixa emissão (ULE Product), conforme mostrado na Figura 3.

A escolha da mistura de resinas é fundamental para alcançar o desempenho desejado. Observou-se que a resina epóxi pura à base de bisfenol A combinada com o agente de cura ANCAMINE 2873 apresentou baixos valores de resistência ao impacto. No entanto, com diluições de 10–15 % (utilizando diluente epóxi monofuncional ou diluente bifuncional), foram observadas melhorias significativas nos valores de resistência ao impacto, conforme mostrado na Figura 4. Para agentes de cura de altíssimo teor de sólidos ou livres de solventes, sem plastificantes, o revestimento pode apresentar certa fragilidade devido à ausência de plastificação. Isso permite aos formuladores utilizar diluentes reativos no desenvolvimento de formulações de ultrabaixa emissão com retorno rápido ao serviço.

O desempenho anticorrosivo do agente de cura ANCAMINE 2873 foi testado em uma formulação modelo de primer, e as imagens dos painéis revestidos (inicial e após 2500 horas de exposição) são mostradas na Figura 6. Não houve formação de bolhas mesmo após 2500 horas de exposição em câmara de névoa salina, com análise do defeito apresentando classificação 9. Sob exposição à umidade Cleveland, também não foram observadas bolhas após 2000 horas de exposição, conforme mostrado na Figura 7. A partir desses estudos, fica claramente demonstrado que o agente de cura desenvolvido apresenta bom desempenho em ambientes corrosivos, desde que combinado com formulações de primer adequadas.

O retorno rápido ao serviço e a melhoria da produtividade são tendências do mercado de revestimentos que impulsionam a inovação em novos produtos. Isso exige velocidade de cura acelerada dos revestimentos, sem comprometer o desempenho e a conformidade com normas de baixa emissão. O agente de cura desenvolvido, ANCAMINE 2873, oferece uma combinação atrativa de ultrabaixa emissão de VOC, facilidade de manuseio, secagem rápida, bom tempo de trabalho e excelente adesão em formulações compatíveis com regulamentações ambientais. Além disso, foi demonstrado que os revestimentos formulados com este agente de cura apresentam bom desempenho em ambientes corrosivos, viabilizando uma tecnologia de cura em baixas temperaturas, ideal para aplicações marítimas e industriais de proteção.

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