Els sistemes de poliuretà

Concentrol revisa constantment tota la seva gamma de productes per adaptar-la als requeriments de la indústria i normativa vigent. Els sistemes de poliuretà han centrat la darrera investigació de l’empresa química i que definirà l’estratègia per a cada una de les línies.

Els sistemes de poliuretà consten de dos components, un d’ells és barreja de poliols amb additius i l’altre un diisocianat. En ser barrejats en forma homogènia reaccionen per formar el poliuretà. Concentrol ha centrat esforços en el sistema durant els darrers 6 anys, invertint hores de recerca tant en l’àmbit de laboratori com en l’àmbit comercial.

El primer dels components del sistema és la mescla de poliols amb grups reactius -OH, contenint catalitzadors, retardants de flama, agents expansius i agents estabilitzadors de l’escuma. De poliols n’hi ha del tipus polièster (els més habituals), polièter -que entrega bones propietats mecàniques i una alta reactivitat- o poliols especials. 

El segon component del sistema del poliuretà és l’Isocianat, un enllaç d’un o diversos grups d’NCO. Els més habituals serien els tipus aromàtics (MDI, TDI, PMDI), però també existeixen els tipus alifàtics.

Cada sistema de poliuretà s’adapta a les necessitats del client. D’aquesta manera el poliuretà pot adquirir diverses propietats a través dels additius:

• Catalitzadors
• Silicones Estabilitzants
• Agents expansius
• Agents retardants de flama
• Agents desairejants i antiespumants
• Antioxidants
• Obridors de cel·la
• Additius anti-separació
• Absorbents d’humitat
• Fungicides
• Colorants

La versatilitat dels sistemes de poliuretà, la seva composició i els seus additius fa que s’utilitzin en molts sectors. N’hi ha de diversos tipus: flexible, viscoelàstica, rígida, semirígida, integral, RIM, RRIM.

El procés productiu

El procés productiu és tant de tipus continu com discontinu i es basa en la mescla de matèries primeres (poliols o isocianats, segons el cas) i d’altres auxiliars (catalitzadors, agents expansius, agents retardants de flama, colorants i additius, segons el cas).

Per a la fabricació del component poliol formulat (component A) es barregen diferents classes de poliol junt amb altres matèries, com catalitzadors, escumants, retardants de flama, colorants, silicones estabilitzants i d’altres additius.

El poliol com a tal, aporta moltes de les propietats finals del polímer, incloent-hi flexibilitat, les propietats a baixa temperatura, característiques del processat i rigidesa. Els poliols més comuns destinats a la fabricació de poliuretans són els polièters sintetitzats a partir d’òxids d’etilè, òxid de propilè i de tetrahidrofuran (C2, C3 i C4, respectivament). També existeixen poliols polimèrics. 

D’altra banda, el component isocianat formulat (component B) es produeix a través de la mescla de diferents tipus de MDI (4-4-difenilmetanodiiscionato). En alguns casos, s’afegeixen també petites dosis de poliol al MDI, produint-se una reacció química de prepolimerització que té com a objectiu modificar les característiques finals del producte.

Dins dels isocianats es classifiquen, en general, com a aromàtics i alifàtics. Dins dels aromàtics podem citar el MDI, PMDI i el TDI. Els que són del tipus aromàtics, una de les seves dues característiques principals és que la seva aromaticitat provoca que aquests siguin propensos a absorbir radiació UV. Això provoca que es donin reaccions d’oxidació secundàries, especialment en presència d’oxigen atmosfèric i aigua. Això provoca coloracions des de groc fins a marró, en funció del grau d’oxidació. 

Una altra característica molt important, és que són més reactius que els tipus alifàtics. Aquests són més cars i menys reactius i es fan servir quan l´estabilitat a la llum és un factor important. Per a dur a terme la producció es disposa de reactors mescladors de diferents capacitats. El procés de dosificació i barreja està automatitzat i gestionat per autòmats.

Tecnologia

Existeixen dos tipus de màquines d’injecció de poliuretà: a baixa pressió i alta pressió. Aquestes es poden fer servir per a una producció discontínua o continua.

• Màquines de Baixa pressió: són les menys emprades, produccions baixes, petits volums de producció. En aquest cas, els capçals de mescla, els components es barregen en càmeres separades mitjançant un agitador mecànic. Es desaprofita més matèria primera i s’ha de netejar el capçal en cada injectada.
• Màquines d’alta pressió: amb aquestes es millora les condicions de treball. La fabricació és més precisa, ja que es mesclen els components de manera efectiva. Els capçals s’autonetegen cada vegada. 

Sectors

El mercat del poliuretà es reparteix entre una desena de sectors, els més importants dels quals són: la construcció i edificació, el sector de l’automòbil i l’electrònica. També s’utilitza en mobiliari, matalasseria i embalatge.

Per a la construcció i edificació es fan servir sistemes formulats i semiformulats de poliuretà per l’obtenció d’escumes rígides.

Una de les aplicacions rellevants dins d’aquest sector serien els panells Sandwich que estan formats per un nucli aïllant d’escuma rígida de poliuretà (PUR) o poli-isocianurat (PIR) adherit a dos perfils metàl·lics. Aquests solen ser d’acer o alumini.

L’escuma de poliisocianurat rígida (PIR) és una variant de l’escuma de poliuretà (PUR) que manté pràcticament la mateixa aparença, alterant, en canvi, les seves propietats mecàniques i tèrmiques, que difereixen principalment pel seu millor comportament del foc. PIR escuma reacciona al foc de forma segura formant una capa superficial carbonada que protegeix i evita el foc penetrant en les capes internes. 

A continuació es mostren exemples d´aplicacions de sistemes de poliuretà dins d´aquest sector:

• Panells Sandwich PUR i PIR amb tecnologia contínua, tant amb recobriments metàl·lics com flexibles, utilitzats en tancaments (façanes i cobertes), sales frigorífiques i aïllament en construcció. 
• Panells Sandwich PUR i PIR amb tecnologia discontínua usada en la indústria del fred. 
• Sistemes rígids PUR per a ser aplicats in situ per projecció en el sector de la construcció.
• Sistemes de poliuretà rígid a aplicar per fosa. Bloc de poliuretà rígid per a l’obtenció de plaques i coquilles per a l’aïllament.
• Sistemes de PUR rígid per a càrregues i persianes 
• Sistemes de poliuretà rígid per a aïllament de canonades (aïllant de canonades) 
• Sistemes de poliuretà rígid per a aïllaments en col·lectors solars tèrmics 
• Sistemes de PU Elastomèric per recobriment (densitat 1000) 
• Poliureas

En segon lloc, destaca el sector d’automoció. A continuació es detalla un resum segons el sistema de poliuretà quina aplicació tindríem dins del sector comentat:

Un altre sector prou important pel potencial de venda és el del moble. A continuació veiem les diferents possibilitats:

Pel que fa a un altre sector important, com és el de calçat, a continuació veiem les possibilitats: