Vernici & nanoparticelle: quali vantaggi?

Le nanoparticelle possono conferire alle vernici caratteristiche e prestazioni molto interessanti, saranno le protagoniste dei prossimi decenni?

vernici-nanomaterialiIn termini generali il termine vernice descrive un liquido che viene utilizzato per rivestire una superficie solida da proteggere, sigillare o colorare.  Oggi i nanomateriali sono utilizzati per migliorare l’efficienza e per fornire nuove funzionalità. Ci sono già diverse nanovernici  sul mercato. Esistono diversi studi che indagano i benefici e i rischi apportati dai nanomateriali alle vernici. Esplorare i benefici e i rischi durante le prime fasi di innovazione contribuirà ad evitare i rischi e massimizzare le opportunità delle nanovernici.

 

ingredienti-vernici

Le vernici sono miscele complesse di sostanze (pigmenti, resine/leganti, solventi e additivi). Di solito sono applicati su pareti (interne), facciate (esterno), veicoli e mobili, oltre ad altri materiali. A seconda del tipo di superficie, per esempio calcestruzzo, mattoni, pietra, legno, metallo o vetro,  i prodotti vernicianti sono sviluppati per soddisfare requisiti particolari: colore, aspetto decorativo;  protezione contro le radiazioni, resistenza all’umidità/acqua oppure ai microrganismi; protezione antincendio e isolamento termico. Possono essere a base acqua o solvente e possono avere funzionalità aggiuntive a seconda delle necessità del consumatore. I nanomateriali sono pensati per migliorare queste funzionalità grazie al loro comportamento molto particolare.

I nanomateriali nelle vernici

L’aggiunta di nanoparticelle dovrebbe migliorare le proprietà delle vernici per le loro specifiche caratteristiche strutturali come la dimensione, la forma e maggiore area superficiale.nanomateriali

Attualmente, le nanoparticelle più rilevanti per l’industria delle vernici sono su scala biossido di titanio e biossido di silicio. Anche argento, ossido di zinco, ossido di alluminio, biossido di cerio, ossido di rame e ossido di magnesio sono sotto indagine. La tabella fornisce una panoramica dei potenziali benefici funzionali ottenibili integrando nanoparticelle nelle vernici.
 
A seconda del tipo di vernice e della funzionalità desiderata, i nanomateriali possono essere integrati come polveri libere, come particelle in sospensione/dispersione o incorporati in granulati per potere essere saldamente incorporati nella vernice.
Esistono anche vernici o prodotti che hanno una superficie nanostrutturata che si forma nel processo di filmazione. Poiché questi prodotti non contengono nanomateriali, non sono considerati pericolosi in fase di produzione e/o applicazione.

Effetti dei nanomateriali

Biossido di Titanio

Il Biossido di Titanio nanometrico è utilizzato nelle vernici per sfruttare due delle sue eccellenti proprietà:
1. attività fotocatalitica
2. protezione UV.
La combinazione dell’effetto fotocatalitico, insieme con proprietà idrofile conferisce un effetto autopulente alle vernici. Le superfici non hanno più bisogno di regolare pulizia poichè acqua e sporco non riescono a fermarcisi. Tuttavia diversi studi hanno dimostrato che l’uso di nanoparticelle di Biossido di Titanio fotocatalitico in vernici con leganti organici conduce al degrado del legante per irraggiamento UV. Per questo motivo, il tipo rutilo (meno fotocatalitico) è preferito nei rivestimenti delle facciate che sono più esposte alla radiazioni UV.

Biossido di Silicio

L’aggiunta di Biossido di Silicio nanometrico alle vernici può migliorare la macro e micro-durezza, la resistenza alle abrasioni, ai graffi e agli agenti atmosferici. L’aggiunta di Biossido di Silicio direttamente nel processo di produzione delle resine, permette l’ottenimento di pitture con eccellenti proprietà antiabrasive. Diminuisce, di contro, l’elasticità delle vernici, necessaria per resistere ai movimenti del sottofondo senza formazione di crepe

Argento

Le superfici rivestite con vernici contenenti nano Argento hanno proprietà antimicrobiche contro i batteri e agenti patogeni umani. Tuttavia, a differenza delle pitture per interno, l’efficienza battericida di nano Argento in vernici per esterno sembra insufficiente a causa della esposizione alle condizioni esterne. Diversi studi hanno dimostrato che nano Argento e Biossido di Titanio nano, non sono in grado di prevenire completamente la proliferazione di muffe ed alghe su substrati di prova oltre ad essere un deterrente povero da possibili colonizzazione fungina.

 

Bibliografia:

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