Novacoat Industrial Coatings GmbH (di seguito "Novacoat") è un produttore di rivestimenti industriali specializzato in applicazioni di rivestimento per macchine edili, componenti automobilistici e parti strutturali metalliche per esterni. Nel 2024, Novacoat ha avviato lo sviluppo di un nuovo rivestimento poliuretanico bicomponente (2K) a basso contenuto di VOC e ha posto a Luxi Chemical tre requisiti fondamentali: primo, ridurre ulteriormente i VOC mantenendo la durezza della pellicola e la resistenza agli agenti atmosferici; secondo, abbassare la viscosità di applicazione del rivestimento e migliorare l'efficienza di spruzzatura; e terzo, mantenere un buon livellamento, adesione e aspetto della pellicola.
Il team di R&S di Novacoat ha inizialmente adottato un agente indurente poliisocianato convenzionale. Durante i test reali, hanno incontrato un problema spinoso: l'agente indurente stesso aveva una viscosità relativamente elevata, rendendo il sistema di formulazione complessivo troppo viscoso per soddisfare i requisiti di applicazione a spruzzo. Per ridurre la viscosità di applicazione, il team è stato costretto ad aggiungere una certa proporzione di solvente — il che, pur risolvendo temporaneamente il problema della viscosità, ha causato un aumento significativo dei VOC del sistema. Il team è così caduto in un classico dilemma di formulazione: abbassare la viscosità richiede l'aggiunta di solvente, e l'aggiunta di solvente fa risalire i VOC. Ciò di cui avevano bisogno era un materiale in grado di risolvere il problema della viscosità "dall'agente indurente stesso", piuttosto che essere "forzatamente" diluito da un diluente.
Per affrontare questo punto critico, Luxi Chemical ha raccomandato a Novacoat il suo agente indurente poliisocianato a bassa viscosità sviluppato internamente, LUXI HT-400. HT-400 presenta due caratteristiche chiave che corrispondono precisamente alla sfida principale del cliente: viscosità ultra-bassa — a 25°C la sua viscosità è di soli 100–280 mPa·s, molto inferiore agli agenti indurenti convenzionali ad alta viscosità, lasciando agli ingegneri di formulazione un maggiore margine di regolazione; e una struttura uretdione a basso grado di polimerizzazione — che raggiunge una bassa viscosità a livello molecolare anziché affidarsi a diluenti inerti, preservando così la funzionalità dei gruppi reattivi senza sacrificare la purezza della formulazione.
Su questa base, il team di Novacoat ha sostituito parzialmente l'agente indurente convenzionale con HT-400 e, con il supporto tecnico di Luxi, ha effettuato una validazione applicativa in tre fasi.
Validazione 1: Miglioramento della viscosità di applicazione
Nel primo ciclo, senza modificare altri parametri di formulazione, l'attenzione è stata posta sull'osservazione dei cambiamenti nella viscosità di applicazione del sistema. I risultati hanno mostrato che, dopo l'aggiunta di HT-400, la viscosità di applicazione del sistema è diminuita significativamente e il problema di efficienza di spruzzatura del cliente è stato inizialmente risolto.
Validazione 2: Riduzione dei VOC
Sulla base del miglioramento della viscosità, il team ha gradualmente ridotto il dosaggio del solvente nel sistema, monitorando al contempo se le prestazioni di applicazione venivano mantenute. Dopo diversi cicli di regolazione della formulazione, è emerso che, grazie al margine di formulazione creato dalla bassa viscosità di HT-400, la dipendenza del sistema da solvente aggiuntivo è diminuita significativamente pur soddisfacendo le prestazioni di applicazione target. In un test di progetto simulato, i VOC della formulazione finale sono diminuiti di circa il 18% rispetto alla formulazione originale.
Ciò significa che HT-400 ha fatto più che risolvere il problema della "viscosità dell'agente indurente" — ha trasformato "viscosità" e "VOC" da una coppia di vincoli in conflitto in due obiettivi ottimizzabili simultaneamente, cambiando l'intero spazio di ottimizzazione della formulazione.
Validazione 3: Conferma delle prestazioni della pellicola
Il team ha poi verificato se le prestazioni del film fossero compromesse dopo la riduzione della viscosità e dei COV, concentrandosi su aspetto del film, adesione, flessibilità e resistenza agli agenti atmosferici. Durante i test, HT-400 ha dimostrato due ulteriori vantaggi: la sua struttura molecolare lineare contribuisce a conferire flessibilità ed elasticità al film, mentre la sua struttura alifatica fornisce una buona resistenza agli agenti atmosferici.
Attraverso la validazione in tre fasi, è stato infine confermato che HT-400 non si limita a “diluire” la formulazione — riduce la viscosità del sistema continuando comunque a contribuire alla costruzione delle prestazioni finali del film. Alla fine, i COV del sistema sono stati ridotti di circa il 18%, mentre la durezza del film, la resistenza agli agenti atmosferici, l'adesione e l'aspetto sono stati tutti mantenuti, e le prestazioni di applicazione a spruzzo sono migliorate, fornendo con successo un nuovo prodotto che soddisfa i requisiti del cliente.
Per Luxi, questa cooperazione ha ulteriormente convalidato il valore di HT-400 come materiale centrale per la formulazione — risolvendo il problema “dall'agente indurente stesso”, ha superato simultaneamente i due principali colli di bottiglia della formulazione, viscosità e COV, offrendo ai produttori di rivestimenti industriali una soluzione direttamente applicabile per l'aggiornamento dei prodotti nella direzione a basso contenuto di COV.
