Els agents desenmotllants tenen un paper vital en el sector de l’escuma de poliuretà enmotllat, però la seva elecció consisteix a equilibrar una sèrie de factors, incloent l’impacte ambiental, el cost i l’eficiència en l’ús. Angel Rodríguez Guitart i Joaquim Serra Pica, de Concentrol, consideren algunes de les opcions.
Hi ha molts factors a considerar per escollir el sistema de desemmotllament adequat per a una peça de poliuretà enmotllat. La indústria d’agents de desemmotllament ha estat treballant dur per reduir l’impacte ambiental, millorar l’economia en ús i mantenir l’eficiència dels desemmotllants per al sector.
Un dels desafiaments més difícils dels darrers anys ha estat reduir l’acabat greixós que els agents de desemmotllament a base d’aigua poden donar a les peces.
La pressió per passar dels agents de desemmotllament a base de dissolvent als de base d’aigua ha estat forta: els fabricants d’equips originals (OEM) han pressionat a la indústria per eliminar els VOC.
A més, l’exposició dels treballadors a dissolvents, mesurada a través dels valors TLV / DNEL relacionats amb els dissolvents utilitzats en l’alliberament del motlle, juntament amb una millora a l’entorn de l’àrea de treball, ha ajudat a dinamitzar el canvi de desemmotllants a força de dissolvents als de base aquosa.
La indústria del desemmotllant ha desenvolupat sistemes que ofereixen un acabat millorat de les peces produïdes amb agents de desemmotllament a base d’aigua i co-dissolvent. L’acabat de les peces s’ha tornat més sec, el que permet enganxar en superfícies coixinets de calefacció i tèxtils auxiliars sense sacrificar la capacitat de desemmotllament.
No es tracta d’un extrem o un altre, entre els agents de desemmotllament 100% a força de dissolvent i els 100% a base d’aigua, també hi ha dues solucions intermèdies: co-dissolvents i híbrids.
Els agents de desemmotllament de co-dissolvent contenen almenys 75 a 85% d’aigua i de 5 a 15% de dissolvent i típicament tenen un temps d’assecat més curt i millors emulsions de ceres i ingredients actius que els sistemes 100% a força de aigua.
Els híbrids es basen en un sistema de suport que és mig aigua – mig dissolvent. S’afirma que són almenys com un desenmotllantbasat en dissolvent pel que fa a funcionalitat i acabat de la peça desmoldeada, però almenys la meitat de les seves formulacions contenen VOC.
Un tercer enfocament és aplicar menys agent de desemmotllament, però més concentrat. Això permet als usuaris reduir els TLV, VOC i millorar l’ambient de treball i usar menys.
Un enfocament més sofisticat és utilitzar agents de desemmotllament electrostàtics.
Amb aquests, la pistola d’aplicació de desemmotllament està connectada a un pol elèctric que està carregat negativament, mentre que el motlle de treball està connectat a un pol positiu. Mitjançant l’aplicació d’un corrent d’alta tensió, es genera un camp electrostàtic entre l’elèctrode a la punta de la pistola i el motlle.
Quan l’aplicador pressiona el gallet per iniciar el flux de l’agent de desemmotllament, les partícules d’aerosol estan carregades negativament.
Les càrregues oposades s’atreuen: el motlle atreu a l’agent de desemmotllament, cobrint eficientment tota la seva superfície. Això ajuda a evitar pèrdues innecessàries i així ajuda a reduir el consum.
Qualsevol desenmotllantconvencional a força de dissolvent es pot convertir el procés de revestiment de motlle electrostàtic i això es pot optimitzar per donar una solució de conductivitat adequada que satisfaci les necessitats del client o l’aplicació.
Avui en dia les solucions electrostàtiques no presenten olors fortes o toxicitat addicional, i poden utilitzar-se amb dissolvents de classe I, II o III.
L’ús d’agents de desemmotllament electrostàtics pot conduir a una reducció significativa del consum d’entre el 30 i el 50% en comparació amb els sistemes convencionals. Això es deu al fet que el procés evita la sobre-polvorització sobre els suports del motlle, els sòls i l’ambient circumdant. També hi ha una reducció significativa de VOC emesos que ajuda a millorar l’ambient de treball.
Aplicar sistemes de desemmotllament electrostàtics és més eficient a través de sistemes robòtics – encara que l’aplicació manual és possible. Cal invertir en equipament específic, mentre que les pistoles de polvorització són més grans i més pesades del que és habitual.
L’ús d’agents de desemmotllament electrostàtics també pot conduir a una reducció de flux d’entre el 30 i el 50%, això vol dir que la generació de VOC i TLV s’estan reduint aquest mateix percentatge.
Això ajuda a millorar l’ambient de treball i hi ha una reducció en l’impacte ambiental global del procés de modelatge.
Desenmotllant sense estany:
Els proveïdors d’agents de desemmotllament han estat treballant per reemplaçar els compostos organoestànnics per altres compostos organometàl·lics. Això ha tingut un èxit moderat, però els nous materials tenen algunes limitacions.
Els compostos importants a força d’estany són octoato estannós, dilaurato de dibutilestany (DBTDL) i mercaptidos d’estany. També s’han utilitzat certes sals de plom, mercuri i antimoni.
La substitució de DBTDL com a catalitzador per altres substàncies no organoestánnicas és possible utilitzant coneixements d’avantguarda, col·laboració i assajos amb els clients per produir productes a mida.
Inflamabilitat:
Per reduir el risc d’inflamabilitat, de nou, com en el cas dels VOC / TLV, la millor opció és canviar de desenmotllant basat en dissolvent a aigua, però hi ha alternatives: Una és actualitzar el sistema de desemmotllament per utilitzar un dissolvent menys volàtil.
La indústria del poliuretà de la UE treballa àmpliament en la classificació de dissolvents segons la Directiva Europea 67/548 / CEE (4). Aquesta divideix els dissolvents en tres grups:
Classe I: Fàcilment inflamable: Substàncies el punt d’inflamació és inferior a 21ºC.
Classe II: Inflamable: Substàncies el punt d’inflamació és entre 21ºC i 55ºC.
Classe III: Combustible. Substàncies el punt d’inflamació és superior a 55ºC.
Per exemple, si un modelador utilitzava un desenmotllantde Classe I, que pot contenir heptà, amb un punt d’inflamació menor o igual a 0ºC, el pas lògic és canviar-ho a un desenmotllantde Classe II amb un punt d’inflamació de 28ºC. Aquest pot contenir una nafta C9-C10.
Canviar d’un sistema Classe II a 1 Classe III, basat en isoparafina amb un punt d’inflamació per sobre de 55ºC, de nou reduiria significativament la volatilitat. Canviar a dissolvents de punt d’inflamació més alt és una bona manera de reduir ràpidament els VOC i TLV, però hi ha un preu.
El temps d’assecat augmenta amb l’augment de la temperatura del punt d’inflamació i la manera de treball en la línia de producció es torna una mica més crític. Això es deu al fet que es necessita més temps per assecar en els motlles abans d’abocar PU en ells.
VOC i FOG
Els VOC són un dels contaminants més importants presents en l’atmosfera, perquè són substàncies clau en la formació d’ozó troposfèric o a nivell de terra i juguen un paper important en la formació d’òxids de nitrogen que contribueixen a l’escalfament global.
Les reaccions químiques implicades en la formació d’ozó troposfèric són una sèrie de cicles complexos en els quals el monòxid de carboni i els VOC s’oxiden a vapor d’aigua i diòxid de carboni, i tots dos contribueixen al canvi climàtic.
La Unió Europea i l’Organització Mundial de la Salut defineixen un VOC com “qualsevol compost orgànic que tingui un punt d’ebullició inicial inferior o igual a 250 ° C (482 ° F) mesurat a una pressió atmosfèrica normal de 101,3 kPa”.
Punt d’ebullició Denominació UE / OMS
< 50ºC Compostos orgànics molt volàtils (VVOC)
> 50ºC- <250ºC Compostos orgànics volàtils (VOC)
> 250ºC- <400ºC Compostos orgànics semivolàtils (SVOC)
> 400ºC Matèria Orgànica de Partícules (POM)
Els compostos orgànics volàtils són compostos químics orgànics que contenen àtoms de carboni que tenen una alta pressió de vapor a temperatura ambient ordinària. Aquesta pressió de vapor està relacionada amb el punt d’ebullició. Com més baix és el punt d’ebullició d’un líquid, més ràpid s’evaporen les seves molècules en l’aire circumdant.
En el sector de l’automòbil, les normatives VDA d’Alemanya són molt influents. Les normatives VDA aborden les emissions orgàniques de components d’automoció, i en analitzar-es distingeixen dues classes de compostos: VOC i FOG.
Segons les proves VDA, la quantitat de VOC emesa s’obté de la suma de VVOC i VOC que s’evapora fàcilment de la mostra a una temperatura d’assaig de 25 << 100ºC i amb una concentració al cotxe almenys dues vegades més gran que la concentració exterior. La prova denine FOG com la suma de VOC i SVOC que s’evaporen de la mostra a temperatura d’assaig> 90ºC.
TLV, DNEL
Els valors límit llindar (TLV) són les concentracions de substàncies suspeses en l’aire. Són importants per als usuaris d’agents de desemmotllament pel fet que la majoria d’aquests són ruixats sobre el motlle.
Els TLV representen condicions sota les quals es creu que gairebé tots els treballadors poden ser exposats repetidament dia rere dia sense mostrar efectes adversos per a la salut.
Hi ha diversos tipus de TLV. La mitjana ponderat en el temps (TWA) és la concentració mitjana, ponderada amb el temps per a un dia laboral normal de 8 hores i una setmana de 40 hores, a la qual els treballadors poden ser exposats repetidament sense efectes adversos per a la salut. Aquests són útils per definir la mida i la potència de la capacitat d’extracció de la planta per assegurar que el TLV per a cada dissolvent no sigui violat.
El nivell sense efecte derivat (DNEL) és el nivell d’exposició a una substància per sobre de la qual els éssers humans no han d’estar exposats.
D’acord amb la legislació de la UE, els fabricants i importadors de substàncies químiques han de calcular els DNEL com a part del seu Avaluació de Seguretat Química (CSA) (2) per a qualsevol producte químic utilitzat en quantitats de 10 tones per any o més.
El DNEL mesura el potencial de la substància per causar efectes adversos per a la salut. Aquest potencial variarà depenent del patró d’exposició a la substància, que generalment es defineix mitjançant una combinació dels següents elements:
- La població probable de ser exposada al producte químic, és a dir, els treballadors, els consumidors o els éssers humans exposats a través del medi ambient. En alguns casos, es poden considerar subpoblacions vulnerables específiques com a dones embarassades o nens.
- La freqüència i durada de l’exposició;
- La via d’exposició: dèrmica, per inhalació o oral.
Un hidrocarbur desaromatizado C9-C10, que és un dissolvent alifàtic estàndard comunament utilitzat com a portador en agents de desemmotllament, conté el següent: DNEL (contacte amb la pell) de 208 mg / kg de pes corporal / dia i DNEL (inhalació) de 871 mg / m3.
Si s’utilitza un hidrocarbur Classe III C11-C12, el DNEL desapareix.
Aquesta és una versió editada d’un article que es va presentar a UTECH les Americas, del 4 al 6 d’abril, Centre Banamex, a Ciutat de Mèxic.
