Proyecto europeo LIGNICOAT
Biorecubrimientos ign�fugos acuosos para la protecci�n de la madera
El proyecto europeo LIGNICOAT(*) ��Sustainable COATings based on LIGNIn resins and bio-additives with improved fire, corrosion and biological resistance��, liderado por Tecnalia y llevado a cabo entre los a�os 2021 y 2024, se ha centrado en el desarrollo de materiales innovadores y sostenibles a partir de la biomasa lignocelul�sica para obtener nuevos productos y recubrimientos biobasados para el sector de pinturas y barnices.
El consorcio compuesto por 14 socios europeos (Tecnalia, Vito, VTT, Westlake Epoxy, Barpimo, Ecoat, Vencorex, AEP Polymers, Iris Coatings, Norce, Itacyl, Foresa Technologies, Axia Innovation y Arditec) ha trabajado en el desarrollo de nuevas rutas de s�ntesis de resinas biobasadas (polioles, alqu�dicas y epoxi basadas en lignina) y posterior desarrollo y validaci�n de nuevos recubrimientos industriales, con un contenido biobasado comprendido entre el 35% y el 90%, con propiedades anticorrosivas, de resistencia al fuego y/o de eficacia antimicrobiana.
El proyecto no solo se ha centrado en aumentar el contenido biobasado de las formulaciones, sino tambi�n en maximizar las propiedades de la lignina, como sus capacidades antimicrobianas, ign�fugas y anticorrosivas. Se ha trabajado con la materia prima lignina por tratarse de un pol�mero natural muy abundante en la Tierra y ser el material renovable m�s abundante en grupos arom�ticos. Hoy en d�a, �nicamente el 1-2% de la lignina se reutiliza en otros usos que no sea el energ�tico y cada vez existe m�s inter�s en su uso en la industria de los recubrimientos.
Se han desarrollado recubrimientos de poliuretano ign�fugos tanto en base acuosa (a partir de resinas bio-PUD) como en base solvente (a partir de lignina modificada), con el objetivo de responder a la necesidad de adaptarse a los cambios legislativos y a la demanda de la sociedad hacia el desarrollo y utilizaci�n de productos medioambientalmente m�s favorable y competitivos frente a los actuales.
Los biorecubrimientos en base acuosa se han preparado a partir de resinas bio-PUD �sintetizados a partir de polioles de lignina�, sin y con la incorporaci�n de aditivos retardantes a la llama (FR). Se ha trabajado con aditivos base f�sforo (polifosfato am�nico, APP), los cuales, al entrar en contacto con el fuego, forman �cido fosf�rico, interaccionan con el ox�geno formando residuo y generando humos de menor toxicidad que en el caso de los sistemas retardantes halogenados.
Los biorecubrimientos presentan buen aspecto manteniendo el aspecto natural de la madera (Figura 1). En el caso del recubrimiento bio sin aditivo FR (bio-PUD) el contenido bio de la formulaci�n es del 42% (4,2% lignina) y en el caso del biorecubrimiento ign�fugo (bio-PUD+FR) el contenido bio es del 35,4% (3,5% lignina).
Figura 1: Aspecto de los biorecubrimientos.
El estudio de comportamiento frente al fuego se ha realizado en cono calorim�trico (de acuerdo a la norma ISO 5660-2) analizando par�metros como el calor liberado (HRR y ARHE), producci�n de humos (TSP), tiempo de ignici�n y p�rdida de masa, en un ensayo de 20 minutos de duraci�n con un flujo de calor irradiado de 35kW/m2.
Figura 2: Gr�fica de calor liberado HRR (ensayo cono calorim�trico 20min, calor irradiado 35kW/m2).
La Figura 2 muestra la evoluci�n del par�metro calor liberado HRR (Heat Release Rate) frente al tiempo. Se ha observado que el recubrimiento sin aditivo FR (bio PUD) presenta mal comportamiento frente al fuego, incluso peor que el propio substrato de madera (aglomerado, PB); sin embargo, al adicionar aditivos FR (bio PUD+FR), el comportamiento ha mejorado de manera notable alcanz�ndose valores de HRR similares al observado en el producto comercial CHAR 18 de Iris Coatings Euroclases Bfl-s1.
Figura 4: Micrograf�as SEM bio-PUD (izquierda) y bio-PUD+FR (derecha).
El impacto en la sostenibilidad de la industria de la pintura y los recubrimientos est� ligado a la obtenci�n de recubrimientos m�s sostenibles con propiedades similares a referencias comerciales.
Tecnalia ha contribuido en la formulaci�n de los biorecubrimientos, desarrollo, caracterizaci�n y validaci�n de propiedades.
