Excelência na química base de poliuretano

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1 Excelência na química base de poliuretano

2 do poliuretano > Centros de produção em (França) e em (EUA) > Representação comercial em todo o mundo, em parte através organização de vendas da Perstorp. > Apostados na, e > para cumprir as novas restrições regulamentares. > Moldado por uma cultura de INOVAÇÃO > Apoiado por equipas e Em parceria comercial desde Junho de 2012, a Vencorex tem o apoio da PTT Global Chemical, a maior empresa integrada de petroquímica da Ásia, e do Grupo Perstorp, um líder mundial no mercado dos produtos químicos especializados. A nossa empresa é recente, mas os nossos produtos, tais como o Tolonate, A Vencorex detém tecnologias chave e é um dos maiores fabricantes de isocianatos aromáticos (TDI) e isocianatos alifáticos (HDI, IPDI) e seus derivados, para os mercados de poliuretano. Contando com uma representação comercial em todo o mundo, a Vencorex tem unidades de fabrico e laboratórios em França e nos Estados Unidos. Vamos construir o nosso juntos!

3 Introdução da Tecnologia de Poliuretano Os revestimentos de poliuretano são baseadas em ligantes formados pela reação entre um (poli)isocianato (-NCO) e outro polímero constituído por grupos hidroxilos (-OH), comummente designados poliol., permitindo muitas combinações com uma grande variedade de características. Os poliuretanos à base de poliisocianatos alifáticos são bem conhecidos pelas suas excelentes propriedades, especialmente pela sua Diisocianato de hexametileno (HDI) Diisocianato de isoforona (IPDI) é convertido em dois tipos principais de «derivados»: o biureto e o trímero. Ambos os produtos são líquidos transparentes e viscosos, com 100% de sólidos, solúveis em solventes orgânicos (acetato de butilo, xileno, ). é transformado em um tipo de derivado : Trímero. Na forma de produto sem solventes, encontra-se num estado sólido. Disponível comercialmente com 70% de sólidos em solvente.

4 Tolonate TM > Excecional retenção de brilho > Não amarelecem com o tempo > Opção de um teor elevado em sólidos e baixo COV > Possibilidade de secagem rápida As principais aplicações para as quais a gama de é ideal em formulações de poliuretano são: > Primários e vernizes para a indústria automóvel (fabrico e retoques) > Revestimentos na indústria de transportes para autocarros, camiões, vagões e indústria aeroespacial > Revestimentos na marinha e revestimentos protetores > Revestimentos de plástico > Revestimentos na indústria em geral ara metal e vidro > Revestimentos de madeiras > Revestimentos de latas e folhas metálicas > Revestimentos de betão

5 04 05 revestimentos de poliuretano Em virtude das suas pontes de hidrogénio internas, o Tolonate TM Série HDB é mais polar do que outros derivados HDI. Consequentemente, apresenta: > boa compatibilidade com uma vasta gama de resinas (especialmente polióis de poliéster e alquídos) > muito boa adesão a muitos substratos Graças à sua estrutura cicloalifática, o Tolonate TM Série ldt: > permite uma secagem rápida e melhora a > produz revestimentos com maior Graças à sua natureza alifática e à sua estrutura de anel de isocianurato, o Tolonate TM Série HDT apresenta: agentes atmosféricos (não amarelece e retém o brilho) > equilíbrio perfeito entre uma funcionalidade elevada e uma viscosidade baixa, que explica a sua utilização crescente em sistemas de baixo teor de COV (formulações com uma concentração elevada de sólidos e sem solventes)

6 Vantagens principais do Tolonate TM cor, os poliisocianatos Tolonate TM são ideais para vernizes e acabamentos de poliuretano cujas estética e durabilidade sejam importantes. Os revestimentos de poliuretano com Tolonate TM apresentam uma retenção de brilho excecional e não amarelecem com o tempo. Desenvolvemos um processo especial para as classes LV de baixa viscosidade do Tolonate TM (ver Estes produtos com 100% de sólidos foram especialmente adaptados para formulações com baixo teor de COV. Oferecemos variedades especiais, como o Tolonate TM Série IDT, Tolonate TM X FD 90, com menor tempo de secagem dos revestimentos, aumentando assim a produtividade. Viscosidade (mpa.s a 25 C)

7 06 07 Temperatura ( C) Tempo no forno (min) Sem catalisador Com catalisador (0,5% de DBTL) Recomendações de formulação D2 O Tolonate TM D2 é utilizado como agente reticulante de revestimentos ativados por calor de uma embalagem (como agente único ou em conjunto com aminoresinas). Uma vez que o Tolonate TM está temporariamente bloqueado, estas formulações 1K não reagem à humidade e não estão limitadas por um tempo de vida útil durante a aplicação. Estão prontas a utilizar (não é necessário adicionar endurecedor em quantidade precisa antes de utilização). As condições normais de cura são minutos, a C ( F). Temperaturas mais elevadas permitem tempos de cura mais curtos. Como tal, as formulações 1K à base de Tolonate TM D2 só podem ser aplicadas a substratos de metal ou vidro. Podese recorrer aos catalisadores convencionais das reduzir a temperatura ou o tempo de cozedura (ver o Com exceção do Tolonate TM D2, as outras qualidades de Tolonate TM são utilizadas como agentes reticulantes de formulações de poliuretano de duas embalagens separados. O recipiente que contém o poliol é normalmente designado por parte A, enquanto endurecedor à base de Tolonate TM é denominado parte B. Imediatamente antes de utilização, é necessário misturar as duas partes numa determinada proporção (consulte as recomendações de utilização, página 8). Logo após a mistura das duas embalagens, os grupos NCO do poliisocianato reagem com os grupos OH do poliol, causando o aumento lento, contínuo e irreversível da viscosidade. O tempo durante o qual o revestimento pode ser aplicado é chamado «vida útil». a viscosidade inicial do revestimento pronto a utilizar tiver duplicado. Uma vez que a reação NCO + OH ocorre à temperatura ambiente, os poliuretanos 2K são utilizados em qualquer substrato sensível ao calor (tal como madeira ou plástico), ou em qualquer objeto grande demais para ir ao forno (aeronaves, pontes, vagões, etc.). Os revestimentos de poliuretano 2K são curados à temperatura ambiente, ou por secagem forçada entre 50 e 80 C, ou até mesmo no forno a 140 C, consoante pintura.

8 Formulações 2K de secagem rápida Tempo até as poeiras não aderirem (h) O tempo de secagem física pode ser bastante reduzido e a velocidade de endurecimento aumentada com a Tolonate TM série IDT 70 do revestimento, utiliza-se Tolonate TM série IDT 70 em misturas com TM das classes HDT ou HDB. Isocianato padrão Endurecedor com 40% de IDT O Tolonate TM X FD 90 B confere maior dureza (até 39%) do que um comum trímero de HDI. Dureza Persoz (s) Após 1 dia após 2 dias após 3 dias Tolonate TM X FD 90 B Trímero de HDI

9 08 09 Formulações 2K com um teor elevado em sólidos e baixo em COV, com Tolonate TM HDT-LV2 teor baixo em COV (Compostos Orgânicos Voláteis). > Desenvolvemos um processo único para obter o trímero de HDI com 100% de sólidos e baixa viscosidade Tolonate TM HDT-LV2. Graças ao Tolonate TM HDT-LV2, podem ser preparados revestimentos com um teor elevado em sólidos e dentro dos limites permitidos de COV Estas formulações apresentam propriedades semelhantes às formulações baseadas em poliisocianatos comuns.

10 Recomendações de processamento A reação entre o endurecedor à base de Tolonate TM e o poliol forma uma rede de poliuretano. Em teoria, deve-se optar por uma razão estequiométrica (NCO/OH = 1), ou seja, os grupos NCO do Tolonate TM reagem com igual número de grupos OH do poliol*. > Na prática, a razão NCO/OH varia conforme as propriedades requeridas para o produto Caso dos revestimentos primários, - NCO/OH é normalmente inferior a 1 (de 0,7 a 0,9 por revestimento e o acabamento. Caso dos acabamentos NCO/OH é normalmente superior a 1 (de 1,1 a 1,5 por exemplo) para assegurar uma reticulação perfeita da película e, consequentemente, durabilidade e proteção contra os raios UV, humidade e substâncias químicas. > As quantidades de cada componente (Tolonate TM e poliol) são facilmente estimadas através dos chamados pesos equivalentes. produto ou podem ser calculados a partir do teor de NCO (%) e de OH (%), como se descreve a seguir: PE NCO = peso equivalente de NCO em gramas = 42 x 100/(% NCO) PE OH = peso equivalente de OH em gramas = 17 x 100/(% OH) apenas o índice de OH (I OH em mg de KOH por grama de resina seca). O teor de OH (%) pode ser estimado pela seguinte fórmula: % OH = I OH / > A razão entre os dois componentes pode ser obtida a partir de: - quantidade de Tolonate TM (em gramas) = NCO/ OH x EW NCO (como fornecido) - quantidade de poliol (em gramas) = PE OH (como fornecido) = EW OH (nos sólidos) / (teor de sólidos) > Exemplo: Para um poliol com um teor de OH = 4% (nos sólidos) e um teor de sólidos de 60% em peso: PE OH (nos sólidos) = 17x100/4 = 425g PE OH (como fornecido) = 425/(60/100) = 708g Quantidade de Tolonate TM HDB 75 MX que deve ser utilizada para NCO/OH = 1.1: Em % de NCO = 16,5%, portanto PE NCO (como fornecido) = 42 x 100/16.5 = 255g Será então necessário 255 x 1.1 = 280g de Tolonate TM HDB 75 MX para 708 g de poliol, ou seja, 39,6 g de Tolonate TM HDB 75 MX para 100g de poliol. * Os formuladores terão de realizar os seus próprios testes para determinar a melhor razão NCO/OH de

11 10 11 Diluições do Tolonate TM com solventes em formulações 2K Para reduzir a viscosidade do Tolonate TM e obter uma simples razão de mistura entre a parte A e a parte B, os formuladores normalmente diluem o Tolonate TM com um ou mais solventes. Na diluição do Tolonate TM podem ser utilizados alguns dos solventes mais comuns da indústria de tintas, exceto os que reagem com poliisocianato, como o álcool ou os monoéteres de glicol. Além disso, o Tolonate TM não é totalmente solúvel em hidrocarbonetos alifáticos (aguarrás por exemplo), pelo que estes não devem ser utilizados. Os melhores solventes para o Tolonate TM são os ésteres (como o acetato de butilo) e as cetonas (como a MIBK: metilisobutilcetona). São também muito utilizados ésteres de éter (como o MPA: acetato de metoxipropilo) e hidrocarbonetos aromáticos (tal como solventes de xileno ou nafta). As diluições com solventes hidrofílicos, tal como as cetonas, são mais sensíveis à humidade atmosférica do que as diluições com solventes hidrofóbicos, como os hidrocarbonetos aromáticos. Tal como todos os isocianatos, o Tolonate TM reage com a água. É por isso essencial usar solventes com um teor de água inferior a 500 ppm (preferivelmente inferior a 300 ppm), referidos como solventes de grau uretano. a quantidade de impurezas suscetíveis de reagir com os grupos NCO, tal como butanol e/ou ácido acético em acetato de butilo. É teoricamente possível diluir o Tolonate TM num grau elevado. Porém, quanto maior for a quantidade de solvente, maior será o risco de problemas causados pela reação dos vestígios de água do solvente com o poliisocianato diluído. Por essa razão, recomenda-se que o teor de sólidos não seja inferior a 35-40% em peso. Abaixo deste nível, aumenta o risco de formação de turbidez, precipitados e até mesmo gel. Convém referir que os trímeros de uma forma geral podem ser diluídos a níveis mais elevados do que os biuretos.

12 Resumo dos dados do produto B = acetato de butilo X = xileno M = acetato de metoxipropilo S = hidrocarboneto aromático NM = não determinado (1) = Hazen ou APHA (2) = a 25 C (3) = na forma fornecida (4) = em recipiente fechado

13 12 13 Efeito da temperatura sobre a viscosidade HDB NM NM HDB 75 B HDB 75 M NM NM HDB 75 MX HDB-LV NM HDT NM HDT HDT 90 B NM NM X FD 90 B* NM NM HDT-LV NM HDT-LV2 NM D2 NM NM IDT 70 B NM NM NM

14 Easaqua necessidade de revestimentos fáceis de utilizar e respeitadores do ambiente. Assim como as linha de produtos também, com várias novidades que oferecem secagem mais rápida, menor > Permitem mistura fácil e secagem rápida amigo do ambiente > Oferecem uma tecnologia inovadora de compatibilidade generalizada > Incluem qualidades prontas a utilizar As principais aplicações para as quais a nossa gama é ideal em formulações de poliuretano de base aquosa são: > Revestimentos de madeiras > Revestimentos de plástico (incluindo formulações suaves ao toque) > Revestimentos para a reparação de automóveis, transportes e equipamento agrícola > Revestimentos de metal para a indústria em geral > Revestimentos de betão NEW

15 14 15 Boa dispersibilidade associada a A nossa inovação mais recente, facilidade de mistura pela qual a nossa gama Easaqua é em geral reconhecida. Easaqua X L 600 apresenta uma distribuição granulométrica estreita após proteção ao substrato revestido com este Além disso, Easaqua X L 600 é um dos produtos da gama Easaqua com a viscosidade mais baixa, reduzindo assim a necessidade de solvente (a sua utilização não requer qualquer solvente). Easaqua X L 600 apresenta um bom equilíbrio entre viscosidade e teor de NCO. Um acabamento de poliuretano aquoso 2K à base do novo Easaqua X L 600 em água a 40 C, durante dez dias, em comparação com os poliisocianatos hidrofílicos comuns Hidrofílico comum Easaqua TM X L 600 Como camada superior, aplicada sobre um primário comercial, avaliação do teste crosshatch, de 0 a 5, onde 5 é o melhor O mais recente desenvolvimento na nossa gama Easaqua, Easaqua X L forma inovadora que: > Combina facilidade de dispersão com maior resistência à humidade > Assegura uma distribuição granulométrica > Atinge o equilíbrio ótimo entre baixa viscosidade e funcionalidade > Aumenta a aderência a uma vasta gama de substratos

16 Soluções fáceis de utilizar de base aquosa para aplicações de revestimento Horas Todas as nossas classes Easaqua consistem água. Hidrofílico comum Funcionam como agentes reticulantes para formulações de duas embalagens (2K), contribuindo para uma excelente miscibilidade, secagem rápida, brilho elevado, durabilidade excecional e de poliuretano. Mistura à mão de Easaqua (direita) e isocianato hidrofóbico comum (esquerda) Não é necessário equipamento de mistura de alta velocidade. Os produtos Easaqua são auto-emulsionáveis e muito fáceis de incorporar em formulações de revestimentos de base aquosa. Basta misturar à mão: As classes Easaqua não necessitam de equipamento especial de velocidade ou corte elevados Contato sob 1200 kg/m2 durante 16 horas entre painéis revestidos com Easaqua X D 401 (esquerda) e com um endurecedor hidrofílico comum (direita) Melhor dureza e, consequentemente, melhor empilhamento. Na secagem dos revestimentos à base de Easaqua X D 401 poeiras não aderem à superfície é 25% a 60% mais curto, resultando numa aplicação película. Easaqua X D 401 proporciona igualmente um melhor empilhamento dos painéis revestidos

17 16 17 Caraterísticas principais Secagem rápida Hidrofilicidade Baixa viscosidade Pode ser misturado à mão Brilho elevado Os produtos Easaqua são a escolha ambientalmente responsável para formulações de revestimento de alto desempenho, teor ultra-baixo de COV e isentas de APEO. Os nossos produtos estão em linha com o desenvolvimento sustentável e atendem às regulamentações de proteção ambiental que surgem cada vez mais em todo o mundo. Aderência Secagem rápida Todos os produtos Easaqua são concebidos para satisfazer as regulamentações globais e estão registados nos seguintes inventários: > EINECS (Europa) > TSCA (USA) e DSL (Canadá) > AICS (Austrália) e IECS (China) Hidrofilicidade Baixa viscosidade Aderência Pode ser misturado à mão Brilho elevado Os produtos Easaqua são compatíveis com a maior parte dos polióis de base aquosa (acrílicos, poliésteres, PUD, etc.), aumentando assim as opções de formulação de primários, vernizes e acabamentos pigmentados, e minimizando os custos.

18 A solução perfeita para sistemas 2K de base aquosa Na maior parte dos casos, escolhe-se uma razão NCO/OH entre 1,0 e 1,4. Uma razão demasiado elevada pode reduzir a vida útil e causar defeitos na superfície da película, como espuma e turbidez. Uma razão demasiado baixa pode caso de dispersões PUD não hidroxiladas, a quantidade adicionada de Easaqua é determinada empiricamente. É geralmente recomendada a escolha de uma classe de Easaqua como único agente reticulante. No entanto, Easaqua auto-emulsionável é totalmente compatível com Tolonate hidrofóbico e é possível produzir misturas com uma vasta gama de propriedades. Os trímeros de HDI de baixa viscosidade, Tolonate HDT-LV e Tolonate HDT-LV2, são as classes mais utilizadas em combinação com Easaqua. A escolha adequada do solvente utilizado na diluição de uma classe de Easaqua resulta em partículas muito pequenas e numa distribuição granulométrica muito tipo e a quantidade de solvente utilizados na diluição do agente reticulante à base de Easaqua afetam as propriedades da película, como, por exemplo, o brilho Easaqua WT 2102 Easaqua M 501 Easaqua M 502 Easaqua X D 401 Easaqua X D 803 Easaqua X L 600 Tolonate HDT-LV Tolonate HDT-LV2 Easaqua WT / / Easaqua M / / Easaqua X D /

19 18 19 Brilho a em MPA 502 em DMM 502 em EEP Parte A apenas A adição de co-solventes orgânicos a poliisocianatos Easaqua geralmente não é necessária, mas pode auxiliar a incorporação do endurecedor em formulações de viscosidade muito baixa, como vernizes, e melhorar as propriedades óticas da película. Não podem ser utilizados solventes constituídos por grupos OH (álcoois, água, etc) Viscosidade* NCO* Teor de sólidos* Livre de APEO (mpa.s a 25 C) (%) (%) (1) 4, Não 1, Sim 3, Sim 1, Sim Sim 1, Sim 1, NA NA NM NM etilo O processo de formulação de Easaqua e Tolonate em sistemas de base aquosa não é perigoso, mas é necessário seguir algumas instruções simples: > Nunca adicione água ao endurecedor, verta sempre Easaqua no revestimento aquoso que contém a resina de poliol > Nunca feche hermeticamente o revestimento pronto a utilizar depois de a mistura de poliol e endurecedor ter sido feita. > Nunca coloque os resíduos num recipiente de recolha hermeticamente fechado; utilize antes um recipiente equipado com uma válvula de segurança que permita a libertação de gases é necessário realizar testes de laboratório em pequenas quantidades.

20 Vencorex o seu parceiro mais importante na química do poliuretano A Vencorex detém tecnologias-chave e é um dos principais fabricantes de isocianatos aromáticos, (TDI), e alifáticos, (HDI, IPDI), e de seus derivados, para o mercado de poliuretano. Contando com uma representação comercial em todo o mundo, a Vencorex tem unidades de fabrico e laboratórios em França e nos Estados Unidos. A Vencorex é apoiada pela PTT Global Chemical, a principal empresa de petroquímica integrada na Ásia, e pelo grupo Perstorp, um líder mundial no mercado de produtos químicos especializados. Construímos o futuro juntos! 196, allée Alexandre Borodine Saint-Priest - France Tel. +33 (0) Fax. +33 (0)