Látex acuosos acrílico/melamina para su aplicación en recubrimientos reticulables de bajo impacto medioambiental

Abstract

Se investigó la polimerización en miniemulsión para obtener un polímero compuesto nanoestructurado acrílico melamina, de potencial aplicación como recubrimiento reticulable. El uso de agua como medio de dispersión y vehículo de aplicación, benefició al medio ambiente, reduciendo el contenido de VOCs. Se realizaron polimerizaciones con contenido de sólidos moderados y altos, de varias formulaciones acrílicas en presencia de una resina melamina formaldehído (MF) iso butilada comercial. Este estudio involucró iniciadores solubles en fase acuosa y en fase orgánica y diferentes concentraciones de emulsificante, evaluándose sus efectos sobre i) la cinética de polimerización, ii) el proceso de nucleación de partículas y iii) la microestructura molecular. En todos los casos, se estudió la influencia de los monómeros funcionales sobre la reticulación durante la formación de película a temperatura ambiente y después del post tratamiento térmico. Se consideró también el control del peso molecular del polímero acrílico mediante un agente de transferencia de cadena; y la influencia de la concentración de la resina MF y del monómero acrílico funcional, sobre las propiedades finales de las películas. Además, se compararon las propiedades de las películas obtenidas, con las resultantes de una película producida por mezcla de resinas industriales a base solvente. Finalmente, se estudió la reacción de reticulación mediante análisis térmico (DSC, TGA y DMA), identificándose los parámetros (temperaturas y grado de reticulación) del proceso de curado en función de las concentraciones de resina y monómero acrílico funcional.

The miniemulsion polymerization was investigated in order to obtain a nanostructured acrylic-melamine composite, with potential application as a crosslinkable coating. The use of water as dispersion medium and vehicle of application allowed the reduction of the VOCs content and the environment impact. Polymerizations with moderate and high solids content were carried out employing different acrylic formulations and in the presence of a commercial iso-butylated melamine formaldehyde (MF) resin. The study involved the use of water and oil soluble initiators, and different emulsifier concentrations, evaluating their effects on i) the polymerization kinetics, ii) the particle nucleation process, and iii) the molecular microstructure. In all cases, the influence of functional monomers on crosslinking during film formation at both room temperature and after a post-thermal treatment, was studied. The control of the acrylic polymer molecular weight by the addition of a chain transfer agent, and the influence of MF resin and functional monomer concentrations on the final film properties were also considered. Furthermore, the properties of the synthesized films were compared with those of a film produced by mixing industrial solvent-based resins. Finally, the crosslinking reaction was studied by thermal analysis (DSC, TGA and DMA), determining the curing process parameters (temperatures and crosslinking degree) as a function of MF resin and functional acrylic monomer concentrations.