Resinas acrílicas e alquídicas

O que são as resinas acrílicas e alquídicas, como são classificadas e o que a sua produção exige de um reator.

Os compostos acrílicos (plásticos, resinas e óleos obtidos por síntese) assentam no ácido acrílico (CH₂=CHCOOH) e nos seus ésteres. As tintas de base acrílica secam rapidamente, limpam-se com água e resistem à intempérie e à exposição aos UV, razão pela qual dominam os revestimentos arquitetónicos, e pela qual as emulsões acrílicas também surgem em adesivos, acabamento têxtil e vedantes.

As resinas alquídicas são uma química diferente para o mesmo mercado final. Utilizadas como ligantes em revestimentos e tintas desde 1927, são fabricadas pela reação de um poliol, um ácido polibásico (normalmente anidrido ftálico) e um óleo secativo ou ácido gordo. São classificadas pelo teor de óleo: curto (35–45% de óleo), médio (46–55%), longo (56–70%) e muito longo (mais de 70%). O teor de óleo não é uma distinção cosmética: determina a velocidade de secagem, a flexibilidade da película, a retenção do brilho e que solventes a resina irá tolerar, sendo por isso uma das primeiras especificações que um formulador fixa antes mesmo de um lote ser programado.

Porque é que o design do reator importa

Ambas as famílias de resinas são cozidas, não apenas misturadas. A produção de alquídicas decorre a 180–260 °C sob atmosfera controlada, muitas vezes com um processo de fusão ou de ácido gordo que remove a água e o álcool subproduto através de uma coluna de refluxo ou de fracionamento, enquanto a polimerização em emulsão e em solução acrílica ocorre a temperaturas mais baixas mas torna-se fortemente exotérmica assim que a conversão do monómero começa. Em ambos os casos, o recipiente tem de cumprir as mesmas três exigências:

• Uma área de transferência de calor dimensionada para a exotermia, não apenas para a carga de calor sensível: uma camisa subdimensionada permite que um lote descontrole a meio da adição de monómero.
• Um agitador adaptado ao aumento de viscosidade: a viscosidade da resina pode aumentar uma ordem de grandeza ao longo de um lote, e um agitador dimensionado para o início da cozedura pode ficar claramente subdimensionado no final.
• Uma coluna de refluxo ou de fracionamento para gerir a água e os subprodutos voláteis sem perda de rendimento.

Controlo do processo e segurança

Como os monómeros acrílicos são inflamáveis e a exotermia de polimerização avança rapidamente assim que se inicia, o monómero é normalmente doseado gradualmente em vez de carregado de uma só vez, regulando a taxa de adição em função da resposta da temperatura da camisa. A inertização com azoto é prática padrão para manter o espaço de vapor fora da gama de inflamabilidade e limitar a oxidação nas cozeduras de alquídicas a alta temperatura. Os registos de lote (perfil de temperatura, taxa de adição, controlos de viscosidade) são geralmente o principal documento de qualidade entregue ao cliente, uma vez que as propriedades da resina são determinadas pela forma como o lote foi conduzido, não apenas pela receita.

A Makfen projeta e fabrica reatores para resinas em aço inoxidável e carbono dimensionados para estas exigências, com a área da camisa, o binário do agitador e o dimensionamento da coluna calculados a partir dos dados de processo do cliente, em vez de um recipiente de catálogo padrão.