Aimplas patenta un método para obtener un material que actúa como retardante de la llama en pinturas ignífugas

La sostenibilidad es un aspecto clave en el sector de los recubrimientos. La valorización de la biomasa emerge como una opción interesante y, consecuentemente, la obtención de nuevos materiales a partir de esta. Por ello, Aimplas está desarrollando nuevos aditivos biobasados con diferentes propiedades para la formulación de recubrimientos funcionales con alto valor añadido y sostenibles.

Un ejemplo de aditivos biobasados es el desarrollo de polielectrolitos de quitosano y ácido fítico, obteniendo un material biobasado que funciona como carga retardante de la llama, con aplicación en la formulación de pinturas ignífugas. El método de obtención de este complejo polielectrolítico (PEC) por mecanoquímica mediante tecnología de doble husillo en continuo ha sido patentado por Aimplas.

El PEC se basa en la combinación de los grupos fosforados del ácido fítico, que se puede obtener de las crucíferas, y de los grupos nitrogenados del quitosano, que se puede obtener de insectos, algas, crustáceos y hongos. Estos actúan de forma sinérgica como sistema retardante a la llama intumescente, tanto en la fase gas como en la fase condensada:

• Fase gas: Deshidrata la superficie del material inflamable, liberando un gas inerte que diluye la concentración de oxígeno en el aire.
• Fase condensada: Actúa como agente espumante, formando una capa carbonosa que protege y aísla el material inflamable.

El complejo polielectrolítico desarrollado por Aimplas, basado en quitosano y ácido fítico, actúa como retardante de la llama, reduciendo el riesgo de propagación del fuego en recubrimientos ignífugos.

Este aditivo retardante de la llama biobasado se ha validado sobre termoplásticos (polietileno, poliamida, etc.), termoestables (resina epoxi, espuma de poliuretano, etc.) y recubrimientos (acrílicos), obteniendo una reducción del HRR (Heat Release Rate) de en torno al 20-40%, dependiendo del material y forma de aplicación. También trabaja de forma sinérgica con otros retardantes de la llama comerciales, obteniendo reducciones de HRR superiores a las obtenidas con los comerciales por sí solos.

Otro ejemplo de aditivos biobasados es el desarrollo de politerpenos, obtenidos a partir de la polimerización de terpenos y terpenoides, y con aplicación como aditivos de protección UV y antimicrobiano.

Los terpenos se pueden obtener a partir de residuos agroalimentarios, por ejemplo, el limoneno a partir de residuos cítricos, el eucaliptol a partir de residuos de eucalipto u otras plantas aromáticas, o el pineno a partir de residuos de coníferas o del romero. Adicionalmente, en la síntesis de estos compuestos se utiliza la tecnología de extrusión reactiva (REX), que requiere una cantidad mínima de solventes, alternativa más sostenible respecto a un proceso de síntesis convencional.

Por una parte, los politerpenos se pueden utilizar como protección UV debido a que pueden reaccionar con los radicales libres, reduciendo el efecto de la radiación UV sobre los recubrimientos y evitando la degradación de estos. Esto es útil en sectores como el de la construcción o el de los envases. Estos aditivos de protección UV se han validado en recubrimientos food contact para PET, con una reducción del amarilleamiento de en torno al 35%.

Por otra parte, los politerpenos se pueden utilizar como aditivos antimicrobianos, con actividad ante microorganismos como el E. coli o el S. aureus. El mecanismo de acción como antimicrobiano de estos aditivos es mediate su migración a la superficie de los materiales, atacando a los microorganismos presentes. Estas propiedades son útiles en sectores como el médico. Estos aditivos antimicrobianos se han validado en recubrimientos sobre láminas plásticas, con una reducción en el crecimiento de E. coli cercano al 100% y de S. aureus de hasta el 60%.

En resumen, los aditivos funcionales biobasados abren una amplia gama de posibilidades en sectores como el embalaje, la construcción, el transporte o el médico, entre otros, donde se requieren recubrimientos funcionales y sostenibles.

En Aimplas, Instituto Tecnológico del Plástico, se están llevando a cabo diversos proyectos de I+D relacionados con esta temática. Un ejemplo es el proyecto REFUGI, el cual tiene como objetivo el desarrollo de ignífugos sostenibles para su aplicación en recubrimientos sobre sustrato de madera. REFUGI cuenta con la financiación de IVACE+i a través del programa de ayudas a centros tecnológicos de la Comunitat Valenciana para el desarrollo de Proyectos de I+D de carácter no económico realizados en colaboración con empresas, cofinanciado por la UE con el Programa FEDER de la Comunitat Valenciana 2021-2027. Otro ejemplo es el proyecto BIOPOLREX, el cual tiene como objetivo la obtención de politerpenos mediante técnicas de extrusión reactiva para su como aditivos de alto valor añadido. BIOPOLREX ha sido financiado por la convocatoria Proyectos de I+D+i "Retos de Investigación", del Programa Estatal de I+D+i, orientada a los retos de la sociedad, en el marco del Plan Estatal de Investigación Científica y Técnica y de Innovación 2017-2020 del Ministerio de Ciencia, Innovación y Universidades.