Em 2025, a indústria de revestimentos está acelerando em direção aos objetivos duplos de “transformação verde” e “aprimoramento de desempenho”. Em segmentos de revestimentos de alta tecnologia, como automotivo e transporte ferroviário, os revestimentos à base de água evoluíram de “opções alternativas” para “escolhas convencionais” graças às suas baixas emissões de COVs (Compostos Orgânicos Voláteis), segurança e não toxicidade. No entanto, para atender às demandas de cenários de aplicação severos (por exemplo, alta umidade e forte corrosão) e às exigências cada vez maiores dos usuários em relação à durabilidade e funcionalidade dos revestimentos, os avanços tecnológicos em revestimentos de poliuretano à base de água (WPU) continuam em ritmo acelerado. Em 2025, as inovações da indústria em otimização de fórmulas, modificação química e design funcional injetaram nova vitalidade nesse setor.
Aprofundando o Sistema Básico: Da “Ajuste de Proporção” ao “Equilíbrio de Desempenho”
Como líder em desempenho entre os revestimentos aquosos atuais, o poliuretano aquoso bicomponente (WB 2K-PUR) enfrenta um desafio fundamental: equilibrar a proporção e o desempenho dos sistemas de polióis. Este ano, equipes de pesquisa realizaram uma investigação aprofundada sobre os efeitos sinérgicos do poliéter poliol (PTMEG) e do poliéster poliol (P1012).
Tradicionalmente, o poliéster poliol aumenta a resistência mecânica e a densidade do revestimento devido às densas ligações de hidrogênio intermoleculares, mas a adição excessiva reduz a resistência à água devido à forte hidrofilicidade dos grupos éster. Experimentos verificaram que, quando o P1012 representa 40% (g/g) do sistema de poliol, um "equilíbrio ideal" é alcançado: as ligações de hidrogênio aumentam a densidade de ligações cruzadas físicas sem hidrofilicidade excessiva, otimizando o desempenho geral do revestimento — incluindo resistência à névoa salina, resistência à água e resistência à tração. Essa conclusão fornece uma orientação clara para o desenvolvimento de fórmulas básicas de revestimentos poliuretano bicomponentes à base de água (WB 2K-PUR), especialmente para aplicações como chassis automotivos e peças metálicas de veículos ferroviários que exigem tanto desempenho mecânico quanto resistência à corrosão.
“Combinando Rigidez e Flexibilidade”: Modificações Químicas Desbloqueiam Novas Fronteiras Funcionais
Embora a otimização básica da proporção seja um "ajuste fino", a modificação química representa um "salto qualitativo" para o poliuretano à base de água. Duas vias de modificação se destacaram este ano:
Caminho 1: Aprimoramento sinérgico com polissiloxano e derivados de terpeno
A combinação de polissiloxano de baixa energia superficial (PMMS) e derivados de terpeno hidrofóbicos confere ao WPU propriedades duplas de “super-hidrofobicidade + alta rigidez”. Os pesquisadores prepararam polissiloxano com terminação hidroxila (PMMS) usando 3-mercaptopropilmetildimetoxisilano e octametilciclotetrasiloxano, e então enxertaram acrilato de isobornila (um derivado de canfeno obtido de biomassa) nas cadeias laterais do PMMS por meio de uma reação de clique tiol-eno iniciada por UV para formar o polissiloxano à base de terpeno (PMMS-I).
O WPU modificado apresentou melhorias notáveis: o ângulo de contato estático com a água aumentou de 70,7° para 101,2° (aproximando-se da super-hidrofobicidade da folha de lótus), a absorção de água caiu de 16,0% para 6,9% e a resistência à tração aumentou de 4,70 MPa para 8,82 MPa devido à estrutura rígida do anel terpênico. A análise termogravimétrica também revelou maior estabilidade térmica. Essa tecnologia oferece uma solução integrada “anti-incrustante + resistente às intempéries” para peças externas de transporte ferroviário, como painéis de teto e saias laterais.
Caminho 2: A reticulação da poliimina possibilita a tecnologia de “autorreparação”
A capacidade de autorreparação emergiu como uma tecnologia popular em revestimentos, e a pesquisa deste ano combinou-a com o desempenho mecânico do WPU para alcançar avanços duplos em "alto desempenho + capacidade de autorreparação". O WPU reticulado, preparado com polibutilenoglicol (PTMG), diisocianato de isoforona (IPDI) e poliimina (PEI) como agentes de reticulação, apresentou propriedades mecânicas impressionantes: resistência à tração de 17,12 MPa e alongamento na ruptura de 512,25% (próximo à flexibilidade da borracha).
Fundamentalmente, o material atinge a autorregeneração completa em 24 horas a 30 °C, recuperando a resistência à tração de 3,26 MPa e o alongamento de 450,94% após o reparo. Isso o torna altamente adequado para peças propensas a arranhões, como para-choques automotivos e interiores de trens, reduzindo significativamente os custos de manutenção.
“Controle Inteligente em Nanoescala”: Uma “Revolução de Superfície” para Revestimentos Anti-incrustantes
Resistência a grafite e facilidade de limpeza são requisitos essenciais para revestimentos de alta qualidade. Este ano, um revestimento resistente à incrustação (NP-GLIDE) baseado em "nanopools de PDMS com propriedades semelhantes a líquidos" chamou a atenção. Seu princípio fundamental envolve o enxerto de cadeias laterais de polidimetilsiloxano (PDMS) em uma estrutura de poliol dispersível em água por meio do copolímero de enxerto poliol-g-PDMS, formando "nanopools" com diâmetro inferior a 30 nm.
O enriquecimento de PDMS nesses nanopools confere ao revestimento uma superfície "semelhante a um líquido" — todos os líquidos testados com tensão superficial acima de 23 mN/m (por exemplo, café, manchas de óleo) escorrem sem deixar marcas. Apesar de uma dureza de 3H (próxima à do vidro comum), o revestimento mantém um excelente desempenho antiaderente.
Adicionalmente, foi proposta uma estratégia antigrafite de “barreira física + limpeza suave”: a introdução do trímero IPDI no poliisocianato à base de HDT para aumentar a densidade do filme e prevenir a penetração da pichação, controlando simultaneamente a migração dos segmentos de silicone/flúor para garantir uma baixa energia superficial duradoura. Combinada com DMA (Análise Mecânica Dinâmica) para o controle preciso da densidade de ligações cruzadas e XPS (Espectroscopia Fotoeletrônica de Raios X) para a caracterização da migração na interface, esta tecnologia está pronta para industrialização e espera-se que se torne uma nova referência para o tratamento anti-incrustante em tintas automotivas e invólucros de produtos eletrônicos de consumo.
Conclusão
Em 2025, a tecnologia de revestimento WPU está passando da "melhoria de desempenho único" para a "integração multifuncional". Seja por meio da otimização da fórmula básica, avanços na modificação química ou inovações no design funcional, a lógica central gira em torno da sinergia entre "respeito ao meio ambiente" e "alto desempenho". Para setores como o automotivo e o de transporte ferroviário, esses avanços tecnológicos não apenas prolongam a vida útil do revestimento e reduzem os custos de manutenção, mas também impulsionam melhorias duplas em "manufatura sustentável" e "experiência do usuário de alta qualidade".
Data da publicação: 14/11/2025