Additivi a base di cera

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Additivi a base di cera

Guida dei prodotti B-G 1

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Cere – Definizione e classificazione

Che cos’è la cera?

Le cere sono conosciute sin dai tempi antichi e agli inizi la “cera” era spesso utilizzata come sinonimo di “cera d’api”. In seguito si sono scoperti altri materiali naturali che presentavano anche proprietà simili a quelle della cera e nel XX secolo si resero disponibili anche le cere sintetiche. Non esiste una definizione di cera generalmente accet- tata. Una descrizione chimica non è particolarmente significativa perché le proprietà chimiche coinvolte possono essere molto diverse e non utili per distinguere le cere dai materiali non cerosi. Cera è un termine generico utilizzato per descrivere un gruppo generale di composti organici. Le sue proprietà fisiche e tecniche sono più adatte per darne una definizione. Tra queste proprietà si possono elencare:

• le cere sono solidi con un punto di fusione superiore a 40 °C (generalmente tra 50 °C e 160 °C)

• presentano una bassa viscosità di fusione (non superiore a 10 Pa·s a 10 °C oltre il punto di fusione)

• fondono senza decomposizione,

• possono essere lucidate applicando una leggera pressione

La differenziazione tra cere e polimeri organici non è chiara in tutti i casi, p.e.

il politetrafluoroetilene (PTFE) viene spesso classificato come cera, anche se, per definizione, non è una cera in quanto non possiede un punto di fusione.

Classificazione

Le cere hanno molte origini diverse.

Oltre alle cere naturali ci sono anche le cere semisintetiche e le cere sintetiche (figura 1).

Le cere naturali possono essere suddivise in cere fossili e cere prodotte da organismi viventi (non fossili). La cera paraffinica (dall’olio minerale grezzo) e la cera montana (dal carbone) sono dei buoni esempi di cere fossili. Nel gruppo delle cere non fossili, la cera d’api e la cera di carnauba sono le rappresentanti tipiche delle cere animali e vegetali.

Uno svantaggio delle cere naturali è che sono miscele e che le loro composizioni possono variare entro certi limiti.

Contengono inoltre impurità che confe- riscono loro generalmente una colora- zione gialla o addirittura marrone. È pertanto necessario “purificarle”, sotto- ponendole a raffinazione e decolorazio- ne, prima di poterle commercializzare nell’industria. Sebbene si continuino ad utilizzare le cere naturali, la loro impor- tanza è in declino. Le cere sintetiche possono essere adattate più facilmente ai diversi campi applicativi e si può controllare meglio la loro composizione chimica.

Le cere semisintetiche sono prodotte in laboratorio da materie prime naturali.

Le cere di ammide, per esempio, sono prodotte tramite condensazione di acidi grassi e di ammine. Una cera di ammide importante nel settore industriale è l’etilene bis-stearammide (EBS).

Le cere sintetiche sono oggigiorno il gruppo più importante perché possono trovare ampio impiego e vengono suddivise in omopolimeri e copolimeri. Le prime cere sintetiche sul mercato sono state le cere Fischer-Tropsch, alle quali hanno fatto seguito le cere omopolime- re, come le cere polietileniche (LDPE, polietilene a bassa densità, e HDPE, polietilene ad alta densità) e quelle poli- propileniche. Per la produzione di tali materiali può essere utilizzata, oltre alla polimerizzazione, anche la depolimeriz- zazione di polimeri ad alto peso mole- colare (specialmente nel caso del polipropilene). Le cere di copolimero a base di etilene vinilacetato (EVA) e di etilene acido acrilico (EAA) sono molto conosciute nelle formulazioni di vernici, specialmente nei sistemi metallici (mano di fondo).

Origine delle cere

figura 1 Cere di ammide

Cere montane modificate

Cera d’api Cera carnauba

Polietilene Polipropilene Fischer-Tropsch

Etilene vinilacetato Etilene acido acrilico

Organismi viventi Origine fossile

Omopolimeri Copolimeri

Cere naturali Cere semisintetiche Cere sintetiche

A base animale A base vegetale A base di carbonio A base olio Cera montana Cera paraffinica

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Dalle cere agli additivi a base di cera

Le cere sono sostanze solide e non possono essere utilizzate direttamente in molte applicazioni (figura 2). È necessario convertirle in additivi a base di cera per- ché sono così più facili da manipolare e possono essere incorporate facilmente in tutti i tipi di sistemi. Gli additivi a base di cera possono essere cere disperse finemente in un agente liquido (acqua o solventi organici) o cere micronizzate a forma di polvere. Gli additivi a base di cere micronizzate sono ideali per applicazioni senza solvente, ma possono anche essere miscelati facilmente in sistemi liquidi. Gli additivi a base di cera sono formulazioni e possono contenere più di un tipo di cera. Le combinazioni di cere sono spesso usate per creare additivi a base di cera con caratteristiche eccezionali.

Additivi a base di cera micronizzata Gli additivi a base di cera micronizzata sono prodotti in polvere con una granulometria compresa tra 4 μm e 15 μm.

Tipi speciali per creare superfici struttu- rate possono avere una granulometria fino a 90 μm. Gli additivi a base di cera micronizzata della BYK si trovano sul mercato con il nome commerciale di CERAFLOUR. I tipici processi di produzione sono la macinazione e la nebuliz- zazione, oppure una combinazione di entrambe. BYK utilizza il processo di miscelazione a getto per la sua gamma di additivi a base di cera micronizzata (figura 3). In questo processo le particel-

le di cera sono accelerate fino a velocità supersonica (circa 500 m/s) da un getto d’aria in espansione e le dimensioni delle particelle vengono ridotte nell’im- patto. Un aspetto qualitativo importante degli additivi a base di cera micronizzata è la loro distribuzione granulometrica.

Per la determinazione utilizziamo l’anali- si a diffrazione laser e i dati riportati in questo opuscolo e nelle nostre schede tecniche si riferiscono alle distribuzioni nel volume.

Additivi a base di cera per sistemi a base acqua

BYK offre tre linee di additivi a base di cera per sistemi a base acqua in fase liquida: le emulsioni di cera AQUACER, le dispersioni di cera AQUAMAT, e le dispersioni primarie HORDAMER. Per produrre un’emulsione di cera a base acqua, la cera fusa viene miscelata con acqua calda e con un emulsionante. Nel caso di cere con punto di fusione superiore a 100 °C, questa emulsificazione deve avvenire sotto pressione. La granulometria delle emulsioni di cera AQUACER è inferiore a 1 μm, questi prodotti possono pertanto essere utiliz- zati in sistemi ad alta brillantezza. Le dispersioni di cera AQUAMAT sono prodotte macinando le cere in acqua.

Poiché la granulometria è generalmente superiore a 1 μm, questi additivi possono provocare una riduzione della brillantezza in molte applicazioni.

I tipi HORDAMER sono in primo luogo dispersioni polietileniche prodotte tramite polimerizzazione diretta di etilene in acqua ad alta pressione e in presenza di un emulsionante. Questo processo pro- duce dispersioni acquose stabili di polietilene puro e non modificato mentre i processi di emulsificazione e di macinazione richiedono sempre del polietilene con modifiche polari.

Additivi a base di cera per sistemi contenenti solventi organici Le linee di prodotti CERAFAK e CERATIX, vengono prodotte tramite un processo di precipitazione. Le cere sono vengono dissolte a temperatura elevata, in solventi non polari come lo xilene e il butilacetato. Quindi la cera si cristallizza per raffreddamento aggiungendo solventi freddi. Le cere CERACOL, CERAMAT e MINERPOL sono prodotti con un processo di macinazione ad umido. I prodotti CERACOL sono incor- porati in solventi prevalentemente polari, mentre i CERAMAT in solventi prevalentemente non polari. MINERPOL è una gamma speciale di additivi a base di cera per inchiostri da stampa offset, la macinazione viene eseguita in presenza di oli e resine minerali o di semi di lino.

Aspetto delle cere

figura 3

Caratteristiche della cera

figura 2 Punto di fusione in °C

170 150 130 110 90 70 50

Polarità crescente

decrescente Antiscivolosità

Cera paraffinica Cera di carnauba

Anti-blocking Idrorepellenza

Resistenza meccanica

Scivolosità superficiale Flessibilità

Cera di polie-

tilene HD Cera di polietilene HD ossidata Cera di polietilene LD

Cera a base di EVA Cera a base di EAA

Cera Fischer-Tropsch Cera polipropilenica

Cera montana

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Cere in emulsioni e dispersioni in acqua

Additivo Base cera Materia non

volatile (%)

Coadiuvante Sistema emulsionante Punto di fusione componente cera (°C) AQUACER 494 Cera paraffinica modificata 55 Acqua Non ionico/anionico 65

AQUACER 498 Cera paraffinica 50 Acqua Non ionico 60

AQUACER 501 Cera di polietilene HD ossidata 35 Acqua Non ionico 130

AQUACER 506 Cera di polietilene HD ossidata 35 Acqua Non ionico/anionico 120

AQUACER 507 Cera di polietilene HD ossidata 35 Acqua Anionico 130

AQUACER 526 Cera copolimera di EVA modificata 30 Acqua Anionico 105

AQUACER 527 Cera copolimera di EVA modificata 35 Acqua Non ionico 105

AQUACER 531 Cera di polietilene HD modificata 45 Acqua Non ionico 130

AQUACER 533 Cera paraffinica modificata 40 Acqua Anionico 95

AQUACER 535 Cera paraffinica modificata 30 Acqua Non ionico 105

AQUACER 537 Cera paraffinica modificata 30 Acqua Anionico 110

AQUACER 539 Cera paraffinica modificata 35 Acqua Non ionico 90

AQUACER 541 Cera montana 30 Acqua Non ionico 80

AQUACER 561 Cera d’api 25 Acqua Non ionico 65

AQUACER 565 Cera di carnauba 40 Acqua Non ionico 80

AQUACER 593 Cera polipropilenica modificata 30 Acqua Non ionico 160

AQUACER 595 Cera polipropilenica modificata 40 Acqua Non ionico/anionico 140

AQUACER 597 Cera polipropilenica modificata 35 Acqua Cationico 140

AQUACER 840 Cera di polietilene HD ossidata 30 Acqua Cationico 135

AQUACER 1021 Cera di polietilene HD modificata 40 Acqua Non ionico/anionico 105

AQUACER 1030 Cera di polietilene LD ossidata 35 Acqua Non ionico 105

AQUACER 1031 Cera di polietilene LD ossidata 40 Acqua Non ionico 105

AQUACER 1040 Dispersione di polietilene primaria 38 Acqua Non ionico/anionico 95

AQUACER 1063 Cera polietilenica 40 Acqua Non ionico/anionico 95

AQUACER 1547 Cera di polietilene HD ossidata 35 Acqua Anionico 125

AQUACER 1800 Polipropilene modificato 30 Acqua Non ionico/anionico 150

AQUACER 2500 Cera polietilenica modificata 40 Acqua Non ionico 125

AQUACER 2650 Cera di carnauba 30 Acqua Non ionico 85

AQUAMAT 208 Cera di polietilene HD ossidata 35 Acqua - 135

AQUAMAT 263 Cera di polietilene HD ossidata 35 Acqua/Butossipropanolo 12/1

- 130

AQUAMAT 270 Cera polietilenica modificata 55 Acqua Non ionico 125

AQUATIX 8421 Cera copolimera di EVA modificata 20 Acqua Non ionico 105

HORDAMER PE 02 Dispersione di polietilene primaria 40 Acqua Anionico 95 HORDAMER PE 03 Dispersione di polietilene primaria 40 Acqua Non ionico/anionico 95 HORDAMER PE 34 Dispersione di polietilene primaria 38 Acqua Non ionico/anionico 95 HORDAMER PE 35 Dispersione di polietilene primaria 37,5 Acqua Non ionico/anionico 125

EVA = etilene vinilacetato HDPE = polietilene ad alta densità LDPE = polietilene a bassa densità figura 4 PE = polietilene PP = polipropilene

(5)

Cere in dispersione in solventi organici

Additivo Base cera Materia non

volatile (%)

Coadiuvante Punto di fusione componente cera (°C)

Granulo- metria (ìm) Hegman

Distribuzione granulometrica (ìm)

D10 D50 D90

CERACOL 39 Cera polietilenica 40 Etanolo 105 15

CERACOL 79 Cera di carnauba 20 Dipropilenglicole monometiletere 90 0,6 2 9

CERACOL 80 Cera di carnauba 17,5 Metiletilchetone 85 <20

CERACOL 83 Cera Fischer-Tropsch 20 Isopropanolo 105 <10

CERACOL 86 Cera Fischer-Tropsch modificata 25 Xilene/isopropanolo 105 <20

CERACOL 600 Cera di idrocarburi modificata 20 Metossipropilacetato 100 0,6 2 5

CERACOL 601 Cera di carnauba 20 Dipropilenglicole monometiletere 90 0,6 2 6

CERACOL 603 Miscela di polimero/PTFE 20 Butilglicole 100 0,5 2 7

CERACOL 604 Cera di carnauba 11,5 Butilglicole 85 <10

CERACOL 607 Cera polietilenica modificata PTFE 35 Acetato di butildiglicole/

butildiglicole/idrocarburi aromatici

115 1 4 10

CERACOL 609 N Lanolina modificata cera 20 Idrocarburi aromatici/isopropanolo 1/1

85 1 3 6

CERAFAK 100 Cera copolimera di EVA 10 Xilene/butilacetato 1/1 105 25 CERAFAK 103 Cera copolimera di EVA 6 Xilene/butilacetato/butanolo 7/8/1 110 15 CERAFAK 106 Cera copolimera di EVA 6 Xilene/butilacetato/butanolo 7/8/1 105 20 CERAFAK 110 Cera copolimera di EVA 6 Butilacetato/butanolo 15/1 100 20

CERAFAK 111 Cera polietilenica 12,5 Butilacetato 110 <12

CERAFAK 116 Cera Fischer-Tropsch modificata 25 Ragia minerale dearomatizzata 110 50 CERAFAK 127 N Cera Fischer-Tropsch 15 Idrocarburi aromatici 120 20

CERAFAK 131 Cera polietilenica 12,5 Xilene 115 12

CERAFAK 140 N Cera di carnauba 15 Isobutanolo/idrocarburi aromatici 13/4

90 10

CERAFAK 151 Cera di polietilene HD 30 Xilene 135 30

CERAFAK 184 Cera di idrocarburi modificata 13,5 Butanolo/ragia minerale 1/1 100 10 CERAFAK 186 N Cera di idrocarburi modificata 15 Idrocarburi aromatici 98 <20

CERAMAT 241 Cera di polietilene HD ossidata 22 Xilene/butilacetato 1/1 135 25 CERAMAT 248 Cera polietilenica 20 Ragia minerale dearomatizzata 110 20

CERAMAT 250 Cera polietilenica 40 Butilacetato 120 16

CERAMAT 258 Cera di polietilene HD ossidata 17,5 Butilacetato 135 30

CERATIX 8461 Cera copolimera di EVA 4,7 Xilene/butilacetato/butanolo 3/6/1 105 20 CERATIX 8463 Miscela di cere copolimere EVA/EAA 4,4 Xilene/butilacetato/butanolo 3/6/1 110 15 CERATIX 8466 Cera copolimera di EVA 4,7 Butilacetato/butanolo 9/1 100 20

MINERPOL 220 Cera polietilenica 90 Olio di lino/olio minerale 120 25

MINERPOL 221 Cera polietilenica >98 Olio di lino 120 30

EAA = etilene acido acrilico EVA = etilene vinilacetato HDPE = polietilene ad alta densità figura 5 LDPE = polietilene a bassa densità PE = polietilene PP = polipropilene

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Cere micronizzate

Stato legale per il contatto con alimenti

Nella sottostante tabella viene riportata la gamma dei nostri additivi a base di cere, le cui sostanze attive sono elencate in un capitolo dedicato agli additivi conformi alla normativa FDA.

Tale informazione serve solo come guida e l’utilizzatore, prima di utilizzare il

prodotto, deve far riferimento a regola- menti e dettagli specifici dalla normativa FDA riguardanti i relativi limiti e le restri- zioni. È inoltre responsabilità dell’utente finale assicurarsi che la superficie a contatto con alimenti sia priva di solventi, poiché i solventi non sono generalmente

presi in considerazione in tali regola- menti. Le informazioni qui fornite si basano sulle nostre conoscenze, ma non garantiamo per la loro esattezza e non siamo responsabili in nessun modo, espresso o implicito.

21 CFR FDA 40 CFR FDA

§175.105 §175.125 §175.300 §175.1700 §176.170 §176.180 §184.1978 §180.910 §180.920 §180.950 §180.960

AQUACER 498 X X X X X

AQUACER 507 X X

AQUACER 513 X

AQUACER 517 X

AQUACER 519 X X

AQUACER 531 X X

AQUACER 539 X

AQUACER 541 X X

AQUACER 561 X X X

AQUACER 1030 X X

AQUACER 1031 X X

AQUACER 1547 X X X X

figura 7

Additivo Base cera Distribuzione granulometrica (ìm) Punto di fusione componente cera (°C)

Densità (g/ml)

D10 D50 D90

AQUAFLOUR 400 Miscela di cera polietilenica modificata/polimeri 1 6 14 115 1,22

CERAFLOUR 913 Cera polipropilenica 7 18 31 160 0,90

CERAFLOUR 916 Miscela di cera di polietilene HD modificata/polimero 17 46 82 135 0,99

CERAFLOUR 920 Polimero organico 1 5 13 - 1,47

CERAFLOUR 928 Cera polietilenica modificata 2 8 15 115 1,06

CERAFLOUR 940 Cera Fischer-Tropsch 2 6 12 115 0,95

CERAFLOUR 950 Cera di polietilene HD modificata 2 9 15 135 0,95

CERAFLOUR 960 Cera di ammide modificata 1 4 11 145 1,00

CERAFLOUR 965 PTFE 8 31 80 - 2,20

CERAFLOUR 967 Polimero sintetico - - - - 1,11

CERAFLOUR 968 Cera polietilenica modificata PTFE 2 6 11 115 1,00

CERAFLOUR 981 PTFE 1 3 8 - 2,28

CERAFLOUR 988 Cera polietilenica modificata ammide 1 6 13 140 0,97

CERAFLOUR 990 Cera polietilenica 3 6 12 115 0,95

CERAFLOUR 991 Cera polietilenica 2 5 9 115 0,95

CERAFLOUR 993 Cera di ammide 3 13 31 145 1,00

CERAFLOUR 994 Cera di ammide 1 5 10 145 0,99

CERAFLOUR 995 Miscela di cera polietilenica/cera di ammide 2 6 11 140 0,96

HDPE = polietilene ad alta densità PE = polietilene PP = polipropilene PTFE = politetrafluoroetilene figura 6

(7)

21 CFR FDA 40 CFR FDA

§175.105 §175.125 §175.300 §175.1700 §176.170 §176.180 §184.1978 §180.910 §180.920 §180.950 §180.960

AQUACER 1800 X

AQUAFLOUR 400 X X X

AQUAMAT 208 X

CERACOL 39 X X X X X

CERACOL 79 X X X X X X

CERACOL 83 X X X X

CERACOL 86 X

CERACOL 607 X X

CERACOL 609 N X X

CERAFAK 100 X X X X X

CERAFAK 110 X X X

CERAFAK 116 X X

CERAFAK 127 N X X X X X

CERAFAK 140 N X X X X X X

CERAFAK 151 X X

CERAFLOUR 913 X X

CERAFLOUR 914 X CERAFLOUR 915 X

CERAFLOUR 916 X X X X

CERAFLOUR 928 X X X

CERAFLOUR 940 X X X X X X

CERAFLOUR 965 X

CERAFLOUR 968 X

CERAFLOUR 969 X

CERAFLOUR 990 X X X X X

CERAFLOUR 991 X X X X X

CERAMAT 241 X X

CERAMAT 248 X X X X X

CERAMAT 250 X X X X X

CERAMAT 258 X X

HORDAMER PE 02 X X X X X

HORDAMER PE 03 X X X

HORDAMER PE 34 X

HORDAMER PE 35 X

MINERPOL 220 X

MINERPOL 221 X

figura 8

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ANTI-TERRA^®, ATEPAS^®, BYK^®, BYK^®-DYNWET^®, BYK^®-SILCLEAN^®, BYKANOL^®, BYKETOL^®, BYKJET^®, BYKOPLAST^®, BYKUMEN^®, DISPERBYK^®, DISPERPLAST^®, ISAROL^®, LACTIMON^®, NANOBYK^®, SCONA^®, SILBYK^® e VISCOBYK^® sono marchi registrati BYK-Chemie.

AQUACER^®, AQUAMAT^®, AQUATIX^®, CERACOL^®, CERAFAK^®, CERAFLOUR^®, CERAMAT^®, CERATIX^®, HORDAMER^® e MINERPOL^® sono marchi registrati BYK-Cera.

Queste informazioni vengono fornite sulla base delle nostre conoscenze più aggiornate. Data la molteplicità delle formulazioni, delle condizioni produttive e d‘impiego, tutti i dati sopra menzionati devono essere adattati alle circostanze d‘utilizzo. Nessuna responsabilità per singoli casi, inclusa quella inerente a diritti brevettuali, può essere originata da tale fatto.

La presenta edizione sostituisce tutte le versioni precedenti – Stampato in Germania

Prodotti e applicazioni

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