Gli adesivi silanici, origine, diffusione e problematiche ambientali

Gli adesivi silanici, origine, diffusione e problematiche ambientali
Dott. Alessandro Galbiati1, Dott. Fabrizio Maestroni2
N.P.T. Srl, Unità di ricerca e produttiva; Gropello Cairoli (PV)
1
Responsabile Ricerca e Sviluppo; 2 Responsabile Laboratorio di Analisi
I prepolimeri polietere-metossisilanici (resine base per adesivi igroindurenti) nascono negli anni
settanta, come testimoniato dalla notevole letteratura brevettuale a nome di grandi multinazionali
del settore. Si ottengono della reazione fra prepolimeri polietere-poliuretanici e trimetossisilani ed,
opportunamente catalizzati, induriscono reagendo con l’umidità atmosferica e rilasciando metanolo
nell’ambiente circostante. Grazie alla compatibilità con gli additivi metossisilanici promotori di
adesione (inconciliabili con i poliuretanici tal quali) oltre che con le “classiche” sostanze minerali
ed organiche tipiche delle formulazioni adesive, tali prepolimeri permettono di ottenere adesivi e
sigillanti con uno spettro di adesioni fino ad allora inaccessibile, raggiungendo così un discreto
successo. Ciò nonostante, l’elevata viscosità che costringe all’aggiunta di solventi nelle
formulazioni e la scarsa resistenza alla radiazione solare ne limitano l’ulteriore diffondersi.
E’ solo negli anni ’90 che i prepolimeri a base alcossisilanica si espandono su larga scala, grazie
all’introduzione sul mercato di MS-Polymer, un prepolimero brevettato polietere-dimetossisilano a
bassissima viscosità ed elevata resistenza alla luce, che risolve brillantemente i due più grandi
problemi degli omologhi poliuretanici silanizzati. Altro vantaggio sostanziale è la capacità di
sopportare elevate quantità di catalizzatore di indurimento, tipicamente costituito da Sali organici di
Stagno, senza però di conseguenza alterare altre proprietà (i sali di stagno in concentrazioni elevate
causano degrado del materiale). Ciò apre le porte a svariate possibilità formulative e, così,
all’ottenimento di materiali adesivi con un ampio range di proprietà: infatti, più un prepolimero
possiede bassa viscosità e maggiormente si presta all’aggiunta di additivi, più è in grado di
sopportare il catalizzatore e in maggior misura consente di spaziare da prodotti rapidi a lenti in
funzione del tipo di applicazione.
Verso la fine degli anni ‘90 si ha la definitiva consacrazione dell’MS-Polymer grazie al contributo
di due ulteriori fattori: la maturazione della sensibilità verso le problematiche ambientali con lo
24/11/2006 14.49
Pagina 1 di 4
sviluppo di nuovi materiali esenti da solvente e l’introduzione di una nuova normativa a livello
europeo che limita la quantità di monomero isocianico nei materiali a base di poliuretano
(obbligandone di fatto l’etichettatura con simbolo di rischio: la croce nera su campo arancione, Xn
nocivo). La concomitante mancanza di etichettatura con simboli di rischio dei prodotti a base di
MS-Polymer risulta così essere la carta vincente.
Pertanto, riassumendo, è possibile affermare che l’insieme di vantaggi tecnici (bassa viscosità,
elevata rapidità, ottima adesione, ottima resistenza alla luce) ed il beneficio derivato dalla mancanza
di etichettatura con simboli di rischio sono all’origine del rapido diffondersi dei prodotti a base di
MS-Polymer, prodotti in grado di risolvere innumerevoli problematiche applicative.
Negli ultimi anni, grazie anche ad una politica di diminuzione dei prezzi del produttore
monopolista, l’MS-Polymer è proposto anche in formulazioni di adesivi monocomponenti adatte ad
applicazioni a pavimento, quali la posa del parquet. Fuori dai confini nazionali questo prodotto ha
rapidamente trovato una propria collocazione nella posa del parquet prefinto, facendo leva su due
fattori molto apprezzati: la facilità di pulizia del materiale dal legno e la già citata mancanza di
etichettatura di rischio, che lo rende “amico” dei posatori più attenti alla propria salute.
Con la diffusione di questi prodotti e con l’utilizzo in applicazioni quantitativamente importanti in
ambienti chiusi o scarsamente ventilati, un numero sempre crescente di tecnici ha però iniziato a
chiedersi quali siano le quantità di metanolo rilasciate durante l’indurimento. Si deve infatti tenere
conto che il metanolo è inodore, è volatile ed è classificato come pericoloso ai sensi della direttiva
67/548/EEC e che il venticinquesimo adeguamento a tale direttiva (98/98/EC) lo ha ridefinito
come tossico con pericolo di effetti irreversibili molto gravi per inalazione, contatto con la pelle ed
ingestione.
Anche NPT Srl, quale produttrice di prepolimeri e di adesivi, seguendo l’indirizzo di un maggior
rispetto ambientale dei propri prodotti e avendo intrapreso un progetto di ricerca sulla sintesi di
prepolimeri polietere-silanici, ha effettuato approfonditi studi sulla problematica del rilascio di
metanolo. I risultati, qui di seguito enunciati, sono sbalorditivi.
Portiamo ad esempio, un test effettuato su di un adesivo per parquet a base di MS-Polymer,
ampiamente diffuso all’estero. In laboratorio sono state ricreate le condizioni di applicazione: 1 litro
di prodotto per 1 metro quadrato di pavimento, in un ambiente di altezza standard di 2,8 metri; il
risultato è una quantità di adesivo pari a 0,36 litri per metro cubo d’aria a disposizione. In una
camera da laboratorio da 20 litri è stata introdotta una quantità di adesivo pari a quella calcolata
(0,36 l/m3), a 20°C e con il 60% di umidità relativa, e di seguito la camera è stata chiusa. Ad
intervalli di tempo prestabiliti è stata determinata la quantità di metanolo nell’aria (secondo il
24/11/2006 14.49
Pagina 2 di 4
metodo NIOSH - National Institute for Occupational Safety and Health, U.S.A - method 2000, Issue
3). Nella tabella sottostante sono riportati i risultati.
Metanolo
nell’aria
(mg/m3)
5 min
15 min
30 min
1h
3h
6h
8h
24h
48h
600
1100
1400
2100
4100
5200
5400
6500
6800
Il valore limite occupazionale, cioè il valore massimo di esposizione consentito per il metanolo
espresso come media nelle 8 ore lavorative, è di 260 mg/m3 (2006/15/EC del 7 Febbraio 2006); cioè
un lavoratore che fosse esposto per un’ora a 2000 mg/m3 dovrebbe fermare il proprio lavoro ed
evitare ogni ulteriore contatto con il metanolo nelle successive 7 ore lavorative. Le elevatissime
concentrazioni determinate renderebbero perciò di fatto irrealizzabile la posa senza gli adeguati
mezzi di protezione delle vie respiratorie (maschere facciali con filtri per solventi). Va oltre a ciò
ben evidenziato che molti paesi, quali ad esempio gli Stati Uniti, l’Inghilterra, il Belgio, hanno
stabilito che la massima concentrazione alla quale un lavoratore può essere esposto per un breve
periodo (15 minuti) è di 330 mg/m3 (TLV-STEL). Come è possibile ravvisare, già dopo 5 minuti le
concentrazioni sono il doppio del consentito, dopo 3 ore 12 volte superiori, dopo 8 ore 16 volte,
dopo 24 ore 20 volte; dopo 24 ore quasi tutto il metanolo si è sviluppato e quindi, dopo un ulteriore
giorno, la concentrazione aumenta di poco.
E’ giusto dire che questo test non tiene conto del possibile ricambio d’aria (se presente) e che, nella
posa reale, il materiale è, più o meno rapidamente, coperto dallo strato di legno. Ciò nonostante, a
causa delle enormi quantità in gioco e della rapidità di sviluppo del metanolo, questi fattori non
sembrerebbero in grado di modificare sostanzialmente i risultati.
La copertura del prodotto non ancora indurito con la formazione di un “sandwich” fra massetto e
legno pone, tra altro, anche il problema del rilascio di metanolo nel lungo periodo, coinvolgendo,
probabilmente, anche chi andrà poi ad abitare la stanza.
Un secondo problema per questo tipo di prodotti, messo da tempo a fuoco da NPT ma ancora molto
sottovalutato, è relativo alle ingenti quantità di Sali organici di Stagno che devono essere aggiunte
per ottenere il rapido indurimento dopo la posa (aspetto molto apprezzato). Uno studio danese del
2004 su prodotti a base di MS-Polymer, commissionato dall’Ente per la Protezione Ambientale
(EPA), ha rilevato concentrazioni di stagno 10 volte maggiori rispetto a quelle determinate, ad
esempio, nei siliconi ed anche 100 volte superiori rispetto a quelle contenute nei poliuretanici.
Tenendo conto che anche i Sali organici di Stagno sono classificati come tossici, ecco presentarsi
24/11/2006 14.49
Pagina 3 di 4
un ulteriore problema ambientale, forse non tanto all’atto della posa, ma nell’ambito dell’intero
ciclo di vita del prodotto, dalla produzione allo smaltimento. Per meglio far comprendere il
problema, può essere utile ricordare che i paesi scandinavi, da sempre all’avanguardia sulle
problematiche ambientali, nella loro classificazione della “Casa ecologica” del 2005 invitano
all’uso di adesivi esenti da Sali organici di Stagno (SWAN Ecolabel for Small Houses) .
Questo articolo vuole essere spunto di discussione sul futuro di questi prodotti nelle applicazioni a
pavimento ed, in generale, in tutte quelle applicazioni in ambienti chiusi (ma forse non solo).
Con l’introduzione, nel 2007, della normativa europea sulla valutazione, l'autorizzazione e la
restrizione delle sostanze chimiche che modifica anche la direttiva sugli inquinanti organici
persistenti (Reach), non è difficile prevedere che questi prodotti saranno messi sotto esame.
Ma, oltre a ciò, va posto l’accento sul vergognoso vuoto legislativo attuale che di fatto autorizza
l’immissione sul mercato di prodotti ad uso professionale senza che sia minimamente tenuta in
considerazione la salute dei lavoratori. Ciò è aggravato dallo sfruttamento, ai fini della vendita,
dell’immagine di “eco-compatibilità” del prodotto, che non solo è fasulla ma è nella realtà
diametralmente opposta.
24/11/2006 14.49
Pagina 4 di 4