Resine acriliche e alchidiche

I composti acrilici (plastiche, resine e oli ottenuti per sintesi) si basano sull’acido acrilico (CH₂=CHCOOH) e i suoi esteri. Le vernici a base acrilica asciugano rapidamente, si puliscono con acqua e resistono agli agenti atmosferici e ai raggi UV, motivo per cui dominano i rivestimenti architettonici, e per cui le emulsioni acriliche si trovano anche in adesivi, finissaggio tessile e sigillanti.

Le resine alchidiche sono una chimica diversa per lo stesso mercato finale. Utilizzate come leganti in rivestimenti e vernici dal 1927, si ottengono facendo reagire un poliolo, un acido polibasico (tipicamente anidride ftalica) e un olio siccativo o un acido grasso. Sono classificate in base alla lunghezza dell’olio: corta (35–45% di olio), media (46–55%), lunga (56–70%) e molto lunga (oltre il 70%). La lunghezza dell’olio non è una distinzione estetica: determina la velocità di essiccazione, la flessibilità del film, la ritenzione della lucentezza e quali solventi la resina tollererà, motivo per cui è una delle prime specifiche che un formulatore fissa ancora prima di programmare un lotto.

Perché la progettazione del reattore è importante

Entrambe le famiglie di resine vengono cotte, non semplicemente miscelate. La produzione di alchidiche avviene a 180–260 °C in atmosfera controllata, spesso con un processo di fusione o ad acido grasso che elimina acqua e alcol come sottoprodotto tramite una colonna di riflusso o frazionamento, mentre la polimerizzazione in emulsione e in soluzione acrilica avviene a temperature più basse ma diventa fortemente esotermica non appena inizia la conversione del monomero. In entrambi i casi il recipiente deve soddisfare le stesse tre esigenze:

• Una superficie di scambio termico dimensionata per l’esotermia, non solo per il carico di calore sensibile: una camicia sottodimensionata può far sfuggire al controllo un lotto proprio durante l’aggiunta del monomero.
• Un agitatore adeguato all’aumento di viscosità: la viscosità della resina può aumentare di un ordine di grandezza nel corso di un lotto, e un agitatore dimensionato per l’inizio della cottura può risultare largamente sottodimensionato alla fine.
• Una colonna di riflusso o frazionamento per gestire acqua e sottoprodotti volatili senza perdere resa.

Controllo di processo e sicurezza

Poiché i monomeri acrilici sono infiammabili e l’esotermia di polimerizzazione, una volta avviata, procede rapidamente, il monomero viene normalmente dosato gradualmente anziché caricato tutto insieme, regolando la velocità di aggiunta in base alla risposta della temperatura della camicia. L’inertizzazione con azoto è prassi standard per mantenere lo spazio di vapore fuori dal campo di infiammabilità e limitare l’ossidazione durante le cotture di alchidiche ad alta temperatura. I registri di lotto (profilo di temperatura, velocità di aggiunta, controlli di viscosità) sono di norma il principale documento di qualità consegnato al cliente, poiché le proprietà della resina dipendono da come è stato condotto il lotto, non solo dalla ricetta.

Makfen progetta e realizza reattori per resine in acciaio inox e al carbonio dimensionati per questi impieghi, con superficie della camicia, coppia dell’agitatore e dimensionamento della colonna calcolati a partire dai dati di processo del cliente anziché da un recipiente di catalogo standard.