Introduzione

Gli antiossidanti (o stabilizzanti termici) sono additivi utilizzati per inibire o ritardare la degradazione dei polimeri causata dall'ossigeno o dall'ozono presenti nell'atmosfera. Sono gli additivi più diffusi nei materiali polimerici. I rivestimenti, dopo essere stati cotti ad alte temperature o esposti alla luce solare, subiscono una degradazione termo-ossidativa. Fenomeni come l'invecchiamento e l'ingiallimento possono compromettere seriamente l'aspetto e le prestazioni del prodotto. Per prevenire o ridurre questo fenomeno, vengono solitamente aggiunti antiossidanti.

La degradazione termoossidativa dei polimeri è causata principalmente da reazioni radicaliche a catena innescate dai radicali liberi generati dagli idroperossidi quando riscaldati. La degradazione termoossidativa dei polimeri può essere inibita dalla cattura dei radicali liberi e dalla decomposizione degli idroperossidi, come mostrato nella figura sottostante. Tra questi, gli antiossidanti sono in grado di inibire la suddetta ossidazione e sono pertanto ampiamente utilizzati.

Tipi di antiossidanti

Antiossidantipossono essere suddivisi in tre categorie in base alle loro funzioni (ovvero, al loro intervento nel processo chimico di auto-ossidazione):

Antiossidanti che terminano la catena: catturano o rimuovono principalmente i radicali liberi generati dall'auto-ossidazione dei polimeri;

antiossidanti che decompongono gli idroperossidi: promuovono principalmente la decomposizione non radicalica degli idroperossidi nei polimeri;

Antiossidanti passivanti per ioni metallici: sono in grado di formare chelati stabili con ioni metallici dannosi, passivando così l'effetto catalitico degli ioni metallici sul processo di auto-ossidazione dei polimeri.

Tra i tre tipi di antiossidanti, quelli che terminano la catena sono detti antiossidanti primari, principalmente fenoli stericamente impediti e ammine aromatiche secondarie; gli altri due tipi sono detti antiossidanti ausiliari, tra cui fosfiti e sali metallici ditiocarbammati. Per ottenere un rivestimento stabile che soddisfi i requisiti dell'applicazione, si sceglie solitamente una combinazione di più antiossidanti.

Applicazione di antiossidanti nei rivestimenti

1. Utilizzato in resine alchidiche, poliestere, poliestere insaturo
Nei componenti oleosi delle resine alchidiche sono presenti doppi legami in misura variabile. I doppi legami singoli, i doppi legami multipli e i doppi legami coniugati si ossidano facilmente ad alte temperature formando perossidi, che scuriscono il colore, mentre gli antiossidanti possono decomporre gli idroperossidi schiarendo il colore.

2. Utilizzato nella sintesi dell'agente indurente per poliuretano
L'agente indurente del poliuretano (PU) si riferisce generalmente al prepolimero di trimetilolpropano (TMP) e diisocianato di toluene (TDI). Quando la resina viene esposta al calore e alla luce durante la sintesi, l'uretano si decompone in ammine e olefine e la catena si spezza. Se l'ammina è aromatica, viene ossidata trasformandosi in un cromoforo chinonico.

3. Applicazione nei rivestimenti in polvere termoindurenti
Un antiossidante misto ad alta efficienza, composto da fosfiti e antiossidanti fenolici, adatto a proteggere le vernici in polvere dalla degradazione termo-ossidativa durante la lavorazione, la polimerizzazione, il surriscaldamento e altri processi. Le applicazioni includono resine epossidiche poliestere, TGIC a base di isocianato bloccato, sostituti del TGIC, composti epossidici lineari e resine acriliche termoindurenti.

Nanjing Reborn New Materials fornisce diversi tipi diantiossidantiper le industrie della plastica, dei rivestimenti e della gomma.

Con l'innovazione e il progresso dell'industria dei rivestimenti, l'importanza degli antiossidanti per questi prodotti diventerà sempre più evidente e le prospettive di sviluppo si amplieranno. In futuro, gli antiossidanti si evolveranno verso caratteristiche quali elevata massa molecolare relativa, multifunzionalità, alta efficienza, innovazione, compositività, reattività e protezione ambientale. Ciò richiederà ai professionisti di condurre ricerche approfondite sia dal punto di vista del meccanismo d'azione che dell'applicazione, al fine di migliorarli continuamente, studiare a fondo le caratteristiche strutturali degli antiossidanti e sviluppare ulteriormente nuovi ed efficienti antiossidanti, con un profondo impatto sui processi e sulle applicazioni dell'industria dei rivestimenti. Gli antiossidanti per rivestimenti sfrutteranno sempre più il loro enorme potenziale, apportando notevoli benefici economici e tecnologici.