IL PROGETTO ARCHIMEDE, IL KNOW HOW DI GENIAL MATERIALS AL SERVIZIO DEL SETTORE NAUTICO
Genial Materials – assieme a importanti player del settore nautico, istituzioni universitarie e centri di ricerca e di trasferimento tecnologico – ha partecipato attivamente alla partnership del progetto “ARCHIMEDE, il nuovo ambiente di progettazione e gestione di un mezzo di trasporto nel settore nautico per la riduzione dei costi e degli impatti ambientali.”
L’obiettivo del progetto è stato creare un modello comune in grado di agire sulla durata dei mezzi nautici e sull’impatto ambientale lungo tutto il loro ciclo di vita. In questo impegno di analisi, progettazione e realizzazione di un prodotto estremamente complesso come una imbarcazione navale, Genial Materials ha messo a disposizione della partnership la propria identità di start up innovativa specializzata nella formulazione di coating caratterizzati dall’utilizzo di materie prime sostenibili, riciclabili e sicure per l’uomo e l’ambiente.
In questo contesto si richiedeva espressamente a Genial Materials, partner industriale del progetto Archimede, di intervenire con un focus principale di attività incentrato su studio e ricerca di nuovi materiali e relativo testing, attraverso ipotesi di formulazione finalizzate a garantire, a rivestimenti e finiture, isolamento termoacustico, leggerezza e riciclabilità di prodotto e materia prima.
Il ruolo assegnato a Genial Materials, nell’ambito della partnership di progetto, si basava sul riconoscimento della capacità dell’azienda di realizzare formulati e coating funzionali a un’applicazione con contenuti fortemente tecnici, sulla specializzazione nel campo dell’isolamento termico oltre che nella protezione di qualsiasi tipologia di superficie; un know how distintivo già utilizzato con successo in comparti come edilizia, automotive e appliances ma non ancora sperimentato nell’ambito del settore navale.
La richiesta specifica era formulare un coating capace di dissipare calore e non assorbirlo, con l’obiettivo di risultare idoneo alla protezione delle plance. Questa componente di termicità si configurava come una caratteristica necessaria per evitare il surriscaldamento delle plance, composte da apparecchiature elettroniche che generano molto calore quando sono in funzionamento simultaneo. Tradizionalmente questa criticità viene affrontata, in fase di progettazione, prevedendo l’allocazione di bocchette di areazione e di ventoline di raffreddamento.
L’azione di Genial Materials si è sviluppato inizialmente secondo le seguenti fasi:
- Intervento sulle proprietà di adesione
La Genial Materials è partita dalle basi formulative perfezionandole in modo particolare in termini di adesione su acciaio e supporti metallici. L’operazione è stata realizzata partendo da basi poliuretaniche ad acqua e a solvente – che presentano caratteristiche di elevata resistenza al graffio, elevata trasparenza e durabilità nel tempo – ottimizzate dall’aggiunta di additivi capaci di migliorare l’aggrappaggio su supporti metallici fino all’ottenimento del grado di adesione ricercato. - Idoneità applicativa e di asciugatura
In seguito si è passati alla valutazione della fase applicativa e di asciugatura per verificarne l’idoneità all’interno di un processo industriale meccanizzato. Anche per questo requisito sono stati utilizzati additivi in grado di ampliare il tempo aperto di applicazione e velocizzare la catalisi. Il risultato finale sia per la versione a solvente che per quella all’acqua è stato un tempo di applicazione di circa 40 minuti ed una asciugatura al tatto di 3 ore a temperatura ed umidità ambientali. Al completamento dell’asciugatura i pezzi sono stati lasciati in magazzino per 2 giorni prima dell’installazione per consentire alla pittura di completare la catalisi e raggiungere le caratteristiche finali di resistenza e durezza del coating. - Potenziamento delle prestazioni termiche
Come ultimo passaggio della fase formulativa sono stati aggiunte cariche termiche idonee a rendere i coating termoisolanti. Si è optato per cariche green, a basso contenuto di sostanze tossiche e pericolose, affrontando subito la problematica iniziale di compatibilità in fase di miscelazione e dispersione all’interno della matrice polimerica. L’attività sperimentale ha evidenziato un migliore grado di dispersione delle cariche termiche nel prodotto a base acqua che, in applicazione, assicurava una superficie finale liscia e senza imperfezioni. Nel prodotto a solvente invece le cariche termiche, pur mantenendo le proprie funzionalità, non si disciolgono appieno lasciando piccoli grumi sul prodotto asciutto. - Valutazione estetica delle pitture
In fase di analisi finale della pittura, valutandola specialmente sotto l’aspetto estetico, si è
notato che il prodotto ad acqua rendeva opaca la superficie, determinando anche la formazione di alcune ombreggiature. Utilizzando la base solvente tali problemi non si sono determinati fermo restando la presenza di alcuni “granelli” di carica termica non disciolta.
Anche se non perfettamente rispondente alle caratteristiche richieste, la Genial Materials ha deciso di intraprendere una strada formulativa differente da qualsiasi altro prodotto presente nel mercato.
Genial Materials ha deciso di valutare l’inserimento del sughero come carica termica all’interno di una base polimerica acrilica. Il prodotto avrebbe presentato, rispetto agli altri inizialmente formulati, caratteristiche migliorative riguardanti: elasticità, termicità, facilità applicativa e versatilità.
Il prodotto a base sughero sviluppato presentava alcuni benefit intrinseci:
- elasticità dovuta alla presenza di resina acrilica
- facilità applicativa dovuta alla natura di prodotto monocomponente
- facilità di colorazione dovuta alla base acrilica del prodotto, corrispondente alla maggior parte dei coloranti liquidi e quindi con una elevata compatibilità di tipo chimico
- elevata termicità dovuta alla presenza di granuli di sughero selezionati che inglobano aria elevando il potere di isolamento termico del prodotto
- atossicità dato che sia la resina che gli additivi sono a bassa presenza di VOC
- versatilità estetica perché si possono ottenere effetti diversi scegliendo le modalità di applicazione
- vocazione a essere rivestito da coating di diversa natura chimica
- possibilità di essere applicato a spruzzo
- possibilità di fare spessore rendendo la superficie piacevole al tatto con effetto finta pelle/alcantara.
L’unico difetto deriva da una eventuale applicazione a vista sulla plancia: non essendo un prodotto trasparente copre il metallo; limite costitutivo che può essere superato applicando il prodotto nella faccia non a vista del manufatto da rivestire.
Le caratteristiche di resistenza al graffio e all’usura del prodotto a base sughero possono essere potenziate rivestendolo con il poliuretanico trasparente a base acqua formulato in prima istanza.
In questo caso, tra le altre cose, non si notano difetti come grumi, schivature, luci/ombre, assicurando al prodotto finale base sughero una capacità termica identificata con un valore di lambda pari a 0,086 W/mK, una elasticità del 60% e una resistenza a cracking di 2,5mm.
Il prodotto, considerata la sua intrinseca versatilità, può fungere da copertura su una moltitudine di supporti, soddisfacendo anche diversi bisogni applicativi, specie se prima del suo utilizzo si procede all’applicazione di un primer universale base acqua.
La pittura di sughero è termica perché i microgranuli di corteccia la rendono capacitiva e porosa; caratteristiche queste che ne sanciscono l’idoneità per applicazioni anche su supporti a diretto contatto con la radiazione solare, in quanto il coating è in grado di smaltire il calore senza rischi di surriscaldamento della superficie trattata.
