El poliuretano vaciado en caliente es un material versátil y resistente que ha encontrado su lugar en diversas industrias. En México, esta industria ha crecido significativamente, ofreciendo soluciones innovadoras y eficientes para una amplia gama de aplicaciones. Este artículo examina de este material las ventajas, el impacto, su eficiencia y ahorro, el futuro del poliuretano en México.
En México, el poliuretano vaciado en caliente se utiliza ampliamente en la fabricación de componentes para la minería, la automotriz y la construcción. En la minería, se emplea para fabricar piezas resistentes al desgaste y la abrasión, esenciales para maquinaria y equipos que operan en condiciones difíciles. En la automotriz, se utiliza para componentes que requieren alta resistencia y durabilidad, mejorando la longevidad y rendimiento de los vehículos. En la construcción, se valora por su flexibilidad y capacidad de soportar condiciones climáticas adversas, utilizándose en una variedad de aplicaciones estructurales y decorativas.
Beneficios y Comparación con Otros Materiales
La durabilidad es una de las principales ventajas del poliuretano vaciado en caliente. Su alta resistencia al desgaste y al desgarre prolonga la vida útil de los productos fabricados con este material, lo que se traduce en una menor necesidad de reemplazos frecuentes. Esta durabilidad, a su vez, reduce los costos operativos, ofreciendo una solución económica a largo plazo. Además, la flexibilidad del poliuretano permite su adaptación a diferentes formas y tamaños, lo que amplía su gama de aplicaciones y facilita su integración en diversos procesos industriales.
En comparación con otros materiales como el caucho y los plásticos convencionales, el poliuretano vaciado en caliente destaca por su mayor resistencia a la abrasión y la intemperie. Mientras que el caucho y los plásticos convencionales pueden deteriorarse rápidamente bajo condiciones extremas, el poliuretano mantiene su integridad y rendimiento, ofreciendo una alternativa superior y más sostenible.
Casos de Éxito
Empresas mexicanas han adoptado el uso de poliuretano vaciado en caliente en sus procesos, reportando mejoras significativas en la eficiencia y una notable reducción en los costos de mantenimiento. Estos testimonios subrayan el impacto positivo de este material en la industria nacional. Por ejemplo, una empresa de minería implementó componentes de poliuretano en sus equipos y observó una disminución en el tiempo de inactividad debido al desgaste, lo que resultó en una mayor productividad y menores costos operativos.
Del mismo modo, en la industria automotriz, la utilización de poliuretano ha permitido a los fabricantes ofrecer vehículos más duraderos y confiables a sus clientes. El poliuretano vaciado en caliente se ha establecido como un material clave en la industria mexicana, ofreciendo soluciones duraderas y eficientes. Con su capacidad para mejorar la vida útil de los productos y reducir costos, es una opción atractiva para diversas aplicaciones industriales.
La combinación de durabilidad, flexibilidad y resistencia a condiciones extremas hace del poliuretano vaciado en caliente una elección superior frente a materiales tradicionales como el caucho y los plásticos convencionales. A medida que más empresas reconocen sus beneficios, el uso de este material innovador continuará creciendo, impulsando la eficiencia y sostenibilidad en múltiples sectores industriales en México.
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Los prepolímerosAdiprene® y Vibrathane® se pueden utilizar para aplicaciones exigentes como:
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LANXESS para aplicaciones exigentes.
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Es un prepolímero base poliéster TDI que produce un poliuretano de dureza 70 Shore A, el cual se caracteriza por:
Alta resistencia a la tracción y al desgarro.
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Existen diferentes opciones de poliuretano en el mercado; adhesivos, recubrimientos, espumas y vaciado en caliente para la fabricación de piezas rígidas. Es en este último al que se referirá el presente artículo.
Los prepolímeros de poliuretano son sustancias capaces de ofertarnos un sin número de características desde alta o baja dureza, alto o bajo rebote y módulo, etc. Sin embargo también podemos encontrar diferencias importantes en cuanto al procesamiento de los mismos, como su temperatura de activación, el pot life que se puede lograr, siendo a veces necesario uno muy corto para piezas pequeñas y de producción larga o pot life largos para piezas muy grandes y de geometría complicada.
Todo esto hace que el mundo de los poliuretanos sea sumamente amplio y se logren cubrir todo el rango de requerimientos según la base del prepolímero y el curativo utilizado.
Este artículo informará sobre el Adiprene C930 y sus características tanto de procesamiento como en un producto final, al ser curado con Duracure C3.
El Adiprene C930 del proveedor LANXESS lo puedes encontrar en First Quality Chemicals, Chemicals distributors in Mexico, es un prepolímero base caprolactona con bajo contenido de isocianato MDI, libre del orden del 3% que permite alcanzar una dureza 90 shore A al ser curado con Duracure C3.
Ejemplo de pieza hecha con el sistema C930 + C3
Rolado del Duracure C3
Rolado del Duracure C3
Los sistemas base MDI ofrecen mejoras exclusivas en el procesamiento y la productividad. Por ejemplo: procesamiento del Adiprene C930 con Duracure C3. Este curativo se activa solo con el calor. A diferencia de otros agentes de curado que comienzan a reaccionar tan pronto entran en contacto con el prepolímero, el Duracure permanece inactivo mientras la temperatura de la mezcla se encuentra por debajo de la temperatura de activación. En este caso es de 120 °C. El prepolímero debe calentarse a 50 – 70 °C para llevar a cabo la mezcla con el curativo El curado del sistema C930 + C3 es de las paredes de la pieza hacia el centro de la misma. Por lo que se crea una ligera burbuja en el centro, esto puede evitarse colocando una tapa a la misma temperatura del molde. Esta forma de curar debe considerarse también al diseñar el molde, ya que el sistema presenta una ligera contracción del 1.5 al 3 % del tamaño de la pieza, por lo que el molde debe ser mayor a la pieza solicitada para contrarrestar este efecto.
·Pot life: sumamente prolongado, a una temperatura de 50 a 70 °C, el pot life es de aproximadamente 24 horas. Una vez que se alcanza la temperatura de activación, la reacción se completa rápidamente.
·Tiempo de desmolde: aunque depende del grosor de la pieza, éste es muy corto, a una temperatura de 120 °C se puede desmoldar pasados 20 minutos. A una temperatura de 140 °C se puede desmoldar pasados solo 10 minutos.
·Propiedades: tienen excelentes propiedades físicas y de ingeniería, incluidas alta resistencia a cortes y desgarres, alta resistencia a la fatiga por flexión y flexibilidad a baja temperatura. Excelentes propiedades dinámicas y en alta temperatura.
·Seguridad: ofrecen la ventaja de ser productos seguros, higiénicos y que no causan alteraciones al medio ambiente ya que están basados en una tecnología de bajos monómeros libres.
·Curativo: el Duracure es un agente de curado amínico inactivo, formado por la reacción del diaminodifenilmetano con NaCl; las partículas de este complejo coordinado están dispersas en plastificante de dioctil adipato. Y tiene un peso equivalente de 250.
El Duracure C3, al ser una sal, precipita en estado de reposo, por lo que el material debe rolarse, garantizando así la homogeneidad del producto y que se lleve a cabo la reacción completamente.
Una vez que se lleva a cabo el desmolde, el tiempo de post curado es de hasta 24 horas a una temperatura de 120 °C para lograr propiedades de desempeño standard y el mismo tiempo pero a una temperatura de 140 °C se logra un alto performance.
Los moldes utilizados deben ser de aluminio o acero y soportar temperaturas mínimas de 127 °C. Es importante considerar que el horno debe estar entre 5 y 20 °C más caliente que la temperatura de molde requerida.
En caso de requerir una pieza de color, es necesario saber que los plastificantes polares como Benzoflex, aceleran pronunciadamente la reacción. Por lo que el pigmento debe estar disuelto en un plastificante base ftalato.
El Adiprene C930 debe desgasificarse antes de mezclarseconel curativo, para garantizar la ausencia de burbujas. Y es importante que al momento de hacerla mezcla entre el prepolímero y el curativo se continue el mezclado. En caso contrario habrá manchas blancas irreversibles en el poliuretano curado.
En First quality Chemicals Chemicals distributor in Mexicoencontraras estos productos.. En la sección de imágenes se ofrecen varios ejemplos del procesamiento y efectos del sistema Adiprene C930 curado con Duracure C3 y posibles aplicaciones del mismo.
Presencia de manchas blancas por un mal rolado del Duracure C3
Ejemplo de aplicación – recubrimiento interno de tubería
Ejemplo de aplicación – cribas
Curado de las paredes hacia el centro
Ejemplo de aplicación – ruedas
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Cuando se busca sustituir con poliuretano una pieza que se fabrica actualmente en hule, normalmente se desea reemplazar mediante un producto que obtenga la misma dureza sin tomar en cuenta las condiciones de trabajo como son:
Contacto con químicos, concentración de estos
Contacto con agua
Temperatura de trabajo
Carga que va a soportar
Resistencia al corte, desgarre, abrasión
Elongación
Rebote
Tomando en consideración el trabajo que va a desempeñar la pieza de poliuretano se hará una selección del tipo de poliol, isocianato y curativo que puedan cubrir las necesidades del usuario ya que no existe un poliuretano que funcione en todos los ambientes de trabajo.
Una industria altamente demandante y creciente en nuestro país es la minería, por lo que se requieren piezas de repuesto que permitan tiempos más largos de operación, facilidad de instalación/manipulación y tiempos de entrega cortos, por mencionar algunos.
Dentro de los poliuretanos vaciados en caliente, se cuenta con productos que ya han sido probados en campo presentando resultados satisfactorios en piezas tan demandantes como:
Comúnmente las piezas de repuesto en minería son fabricadas en TDI polieter PTMEG / MOCA dureza 80 Shore Apara aplicaciones como cribas, lainas para bomba, hidrociclones, apex, clasificadores, rotores, estatores, etc. Ya que la mayoría trabaja en ambientes húmedos y requiere alta resistencia a la abrasión, sin embargo existen diferentes formulaciones que pueden cubrir los requerimientos de operación necesarios para el usuario y fabricante.
Como ejemplo podemos mencionar un caso práctico donde se encontró que el usuario tenía dificultades para montar la pieza de repuesto debido a la rigidez de la misma, por lo que estaba buscando disminuir la rigidez del material sin afectar el desempeño del mismo.
Tomando en cuenta que la principal propiedad física que ofrecía el TDI polieter PTMEG / MOCA dureza 80 Shore A para esta aplicación era resistencia a la abrasión se desarrolló una formulación con un polieter MDI con bajo contenido de isocianato libre (LF) curado con poliol polieter PTMEG 2000 y MOCA en relación 60/40 obteniendo los siguientes resultados:
Posteriormente serealizó una pieza de prueba y se colocó en campo para rastrear el desempeño. El juego de laina para bombas se probó en una mina localizada en Chihuahua donde se extrae plata, cobre y zinc, obteniendo los siguientes resultados:
Una vez obtenido el desempeño de la prueba se continuó el monitoreo con pruebas de repetitividad encontrando resultados similares, lo que permitió proporcionar una solución al usuario de la pieza de repuesto.
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