El término poliuretano se le atribuye a la amplia gama de polímeros obtenidos mediante la reacción de polimerización entre los compuestos polioles con grupos hidroxilo y los compuestos con grupos isocianatos. Variando la naturaleza química de estos dos compuestos y la relación entre ambos, se pueden obtener distintos productos para cubrir una amplia gama de aplicaciones en distintos sectores industriales, así como espuma flexible para el sector automotriz o para la fabricación de sofás y colchones, espuma rígida para paneles aislantes tipo sándwich, espuma integral para suelas de zapato o incluso en aplicaciones como adhesivos o elastómeros.
En Concentrol disponemos de una amplia gama de estabilizantes de silicona que cubren las necesidades particulares de cada fabricante para los distintos sistemas de poliuretano. En el presente estudio se evaluan distintos estabilizantes de silicona en un sistema de poliuretano rígido, modelo utilizado en la fabricación de paneles continuos. En este caso se ha centrado en dos de las características más importantes de este tipo de espuma, su baja conductividad térmica (valor de lambda) y su estabilidad dimensional, calculado como la relación entre las fuerzas de compresión en las direcciones vertical y horizontal de crecimiento de la espuma.
El método de espumación consiste en una mezcla manual de la formulación poliol con el isocianato, siendo los parámetros más importantes:
- Preparación de la mezcla de poliol, estabilizante de silicona, catalizadores y agente espumante con agitador especial durante 15 segundos a 2500 rpm.
- Los distintos reactivos se mantienen a una temperatura de 25ºC.
- Adición de MDI y mezcla durante 8 segundos a 2500 rpm.
- Vertido de la mezcla de reacción en un molde de dimensiones 30x30x20 cm, donde se produce el crecimiento libre de la espuma. La espumación se inicia a 25ºC.
Primer ensayo: densidad de la espuma
Se ha medido la densidad de la espuma a las 24h de la espumación. El resultado es el siguiente:
Segundo ensayo: conductividad térmica
La conductividad térmica fue analizada usando un sistema de medidor de flujo de calor NETZSCH modelo HFM 436 Lambda. El tamaño de las muestras es de 300 mm X 300 mm de longitud de la base y 30mm de espesor.
El sistema funciona según las normas ASTM C 518, ISO 8301, DIN EN 12667, DIN EN 13163 y JIS A1412.
Tercer ensayo: estabilidad dimensional
En este proceso se mide el efecto de la compresión de un 10% de la espuma, en corte vertical y horizontal.
Cuarto ensayo: Afectación del envejecimiento en la conductividad
Las espumas se han vuelto a analizar después de un proceso de envejecimiento. Las espumas se mantuvieron durante un mes temperadas a 20ºC, almacenadas sin el contacto de luz natural, y se analizó de nuevo el valor de la conductividad térmica (lambda).
Quinto ensayo: Fluidez de la espuma
Una vez seleccionadas las espumas que presentan mejores valores de conductividad térmica, se han evaluado también en un ensayo modelo que simula la capacidad de fluir de la colada de poliuretano. Los estabilizantes de silicona inciden en esta propiedad, y este ensayo permite analizar este efecto. En este caso, el crecimiento libre de la espuma se desarrolla dentro de un tubo de plástico de 125 mm de diámetro. La altura alcanzada por la espuma está directamente relacionada con la fluidez.
Conclusiones
En la primera serie de experimentos se identificaron 3 estabilizantes, CONCENTROL STB PU-2242, STB PU-2285 y STB PU-2245B cuyos valores de lambda son los más bajos de todos los candidatos.
En cuanto a la estabilidad dimensional, CONCENTROL STB PU-2242 obtiene el mejor valor. Todos los candidatos están lejos del coeficiente ideal (1) debido a las grandes diferencias entre la fuerza de compresión vertical y la horizontal.
En lo relativo al valor de lambda envejecida, el mejor resultado se obtiene con el estabilizante CONCENTROL STB PU-2285. En todos los casos los valores envejecidos son peores que los valores iniciales, comportamiento coincidente con lo habitual en el sector.
Concluimos que 3 de nuestros estabilizantes de silicona, CONCENTROL STB PU-2242, STB PU-2285 y STB PU-2245B son los mejores candidatos.
Desde Concentrol consideramos que este tipo de estudios y pruebas son clave para conocer a fondo los productos que ofrecemos y para poder informar lo mejor posible a nuestros clientes sobre las posibilidades de nuestros productos y ayudarlos a escoger los más indicados en cada caso.
Para revisar la gama de estabilizantes para poliuretano de Concentrol STB PU y todas sus posibilidades consultar aquí.
