Espuma de montaje

Espuma de montaje [1]  - sellador de espuma de poliuretano . Desde el punto de vista del uso doméstico y profesional, la espuma de poliuretano es un producto químico doméstico en envase de aerosol. La espuma consta de 2 componentes principales: diisocianato de metileno difenilo (MDI) y polioles . En la producción de espuma se utilizan diversos agentes auxiliares: catalizadores, agente espumante, estabilizantes, etc.

Descripción

Términos comúnmente utilizados para describir la espuma:

• Un prepolímero  es un producto formado por la reacción química de la combinación de los extremos hidroxilo de los polialcoholes y los grupos isocianato del MDI, que se produjo en el interior del globo.
• Propulsor (del propulsor inglés - gas propulsor): - una mezcla de gases en el cilindro, en parte en la fase gaseosa, en parte licuada, en parte disuelta en el prepolímero. El propulsor tiene dos funciones principales: empujar el prepolímero fuera del globo y generar burbujas de espuma.

Características de la espuma:

• El volumen de producción de espuma se caracteriza por la cantidad de sustancia liberada de un cilindro y su formación de espuma, medida en litros; la cantidad de producción de espuma depende en gran medida de las condiciones externas, como la temperatura del contenedor y del ambiente, la humedad, el viento;
• La adhesión determina la firmeza con la que se une la espuma al soporte (sustrato); por lo general, la espuma tiene una excelente adherencia a la mayoría de los materiales de construcción ( hormigón , ladrillo , madera , PVC , etc.), pero no al hielo, teflón , polietileno , silicona , superficies aceitosas;
• Espuma ( espuma en inglés - espuma)  - el proceso de hervir la masa del prepolímero cuando sale del cilindro y la posterior fijación de la forma resultante en forma de espuma. Dentro del cilindro, hasta formar espuma, hay un líquido, que es un prepolímero con una mezcla de gases (propulsor) disueltos en él. Debido al hecho de que las sustancias a partir de las cuales se fabrica el propulsor tienen un punto de ebullición bajo y una presión de vapor de saturación lo suficientemente alta en las condiciones en que se usa la espuma, la presión en el globo es mucho más alta que la presión atmosférica y hierven . al salir del globo y formar burbujas. Así, el líquido del globo se convierte en espuma debido a la ebullición del propulsor disuelto en el prepolímero. Teóricamente, el volumen de espuma formado es aproximadamente igual al volumen total del propulsor en estado gaseoso. La fijación de las burbujas de líquido formadas se debe al hecho de que también se agregan al globo tensioactivos (generalmente siliconas) que, al reducir la tensión superficial, mantienen la forma de las burbujas resultantes. Si no hay suficientes o su equilibrio se elige incorrectamente, las burbujas "colapsan": se combinan en otras más grandes, a veces saliendo a la superficie. El resultado de este proceso puede ser la formación de grandes cavidades en la espuma y/o su contracción. Además, a la espuma se le añaden sustancias especiales para abrir los poros, también del grupo de las siliconas, que “abren” las membranas de las burbujas, permitiendo que los gases del interior se muevan libremente por el cuerpo de la masa de espuma formada. Moviéndose a lo largo de estos "pasajes" de la espuma, el exceso de propelente se elimina naturalmente, así como el exceso de dióxido de carbono, que se forma debido a la reacción de los grupos isocianato de MDI con la humedad del aire. Como resultado, la espuma es una estructura espacial con el equilibrio adecuado de celdas abiertas y cerradas (burbujas). Un exceso de celdas abiertas o cerradas afecta negativamente a las propiedades de la espuma. Un ejemplo de espuma con celdas 100% abiertas es la gomaespuma: dicha espuma no retiene la estructura y puede acumular humedad. Si hay un exceso de celdas cerradas en la espuma, esta contendrá gases en exceso, lo que también afectará negativamente a sus propiedades.
• La expansión es un  proceso natural de aumento del volumen de la masa de espuma después de que se completa la formación de espuma. Cuando el prepolímero ha salido de la lata y ha entrado en contacto con el aire o la humedad de la superficie, comienza la polimerización. Procede a través de la formación de "puentes" debido a la reacción de los grupos isocianato libres del prepolímero y MDI con moléculas de agua. Al mismo tiempo, se libera dióxido de carbono . La espuma absorbe la humedad y se forman enlaces de poliuretano (es por eso que la espuma de poliuretano también se llama espuma de poliuretano). Dado que el dióxido de carbono tiene un exceso de presión parcial en comparación con el aire atmosférico, se evacua a través del sistema de poros abiertos o comienza a expandir la espuma desde el interior. El proceso continúa hasta la finalización del proceso de polimerización. El proceso de expansión de la espuma es una consecuencia natural de la reacción de polimerización química en curso, y es completamente imposible evitarlo, ya que para ello sería necesario asegurar el 100% de celdas abiertas en la estructura de la espuma, pero entonces obtendríamos un producto con propiedades completamente diferentes y otro efecto secundario: la contracción. La tarea del fabricante es reducir el efecto de expansión. A su vez, el lado positivo de la expansión es que la costura de montaje se puede llenar de forma incompleta, lo que aumenta la capacidad del cilindro y, lo que es más importante, la espuma se autosella en la costura de montaje y, al mismo tiempo, proporciona una fijación fiable y la amortiguación necesaria. propiedades. La expansión excesiva es mala porque puede proceder sin control.
• La expansión posterior , o expansión secundaria , es la  propiedad negativa de la espuma de cambiar su estabilidad espacial después de completar el proceso de polimerización de la capa exterior. La espuma de poliuretano de alta calidad, en la que se completa el proceso de polimerización, es un cuerpo físico completamente inerte que no es capaz de cambiar su volumen espontáneamente. El estándar de la Asociación de Fabricantes Europeos de Espuma (FEICA) prescribe la medición de la estabilidad espacial de la espuma después de la finalización del proceso de polimerización, cuando el crecimiento natural de la espuma se ha detenido [2] . Son posibles dos efectos negativos: contracción o expansión. La contracción puede deberse a una densidad de espuma insuficiente debido al exceso de lastre y/o al exceso de celdas abiertas. Es posible un aumento posterior en el volumen bajo la influencia de un aumento en la temperatura ambiente, si se observa un exceso de celdas cerradas en la espuma, en la que el propulsor está "unido". Si el fabricante utiliza gases "respetuosos con el medio ambiente" con una presión de vapor de baja saturación en las condiciones de funcionamiento de la espuma, este efecto, por regla general, no existe. Además, el cambio en la estabilidad espacial puede verse afectado por factores externos que resultan de una instalación incorrecta: daño a la espuma sin madurar debido a un impacto físico externo, procesamiento de la espuma terminada con materiales de baja calidad (por ejemplo, el sellador protector de baja calidad puede deformarse y transfiera esta deformación a la espuma), aplicando espuma a la superficie sin limpiar del polvo y la suciedad, humedecimiento insuficiente de la costura en climas cálidos o, por el contrario, secos y helados, mayor estrés físico en la estructura de la ventana, uso de un perfil de baja calidad por el fabricante de la ventana, etc.
• Viscosidad  : el resultado del uso de espuma depende en gran medida de la estabilidad de la viscosidad (consistencia) de la sustancia de trabajo; cuando la temperatura del cilindro cae por debajo de +5 ˚C o aumenta por encima de +30 ˚C, la sustancia de trabajo del cilindro comienza a perder la consistencia requerida, lo que afecta negativamente a los resultados obtenidos;

Se utiliza para montar y sellar bloques de puertas y ventanas y otras estructuras, para aislar la red de distribución, sellar juntas y grietas, llenar varios vacíos.

Especies

La espuma de montaje se subdivide:

• En composición:
  • monocomponente;
  • dos componentes;
• Temperatura de aplicación:
  • el verano;
  • invierno;
  • todos los climas;
• Según el método de liberación del cilindro:
  • profesional (pistola);
  • doméstico (con un adaptador de tubo);
• Clase de inflamabilidad:
  • B1 (lucha contra incendios);
  • B2 (autoextinguible);
  • B3 (combustible).

Hay espuma de montaje de invierno , difiere significativamente en la composición química de la espuma de verano y se puede usar para montar y sellar no solo a temperaturas ambiente altas, sino también bajas. A bajas temperaturas (hasta -10 °C ), y para algunos fabricantes incluso hasta -20 °C , se conserva la calidad de la espuma resultante y la salida del cilindro . Sin embargo, la temperatura del cilindro aún no debe estar por debajo de cero (mejor si al menos +10 °C), la superficie no debe estar cubierta de hielo , escarcha o nieve .

La espuma de poliuretano para todo clima funciona en un rango de temperatura más amplio (para algunos fabricantes, de -10 °C a +40 °C ).

Propiedades de la espuma:

• ensamblaje (fija, conecta partes separadas de la estructura),
• insonorizar,
• aislante térmico,
• sellando.

La espuma curada suele ser de color amarillo claro. A la luz del sol, la espuma se oscurece después de un tiempo (se descompone bajo la influencia de los rayos ultravioleta) y se vuelve quebradiza, por lo que los lugares llenos de espuma deben cubrirse con cintas adhesivas especiales, sellador acrílico o al menos pintarse.

Formulario de liberación

La espuma de poliuretano se vende en cilindros que contienen un prepolímero líquido, plastificantes , tensioactivos y un propulsor (propelente). Cuando el contenido sale del cilindro, bajo la influencia de la humedad del aire y del sustrato (hormigón, madera, etc.), se produce una reacción de polimerización: la espuma se solidifica. Al final, se forma una espuma de poliuretano bastante rígida.

Los cilindros de espuma de poliuretano se fabrican:

1) con un gatillo de boquilla de plástico y un tubo, adecuado para usar sin herramientas adicionales (espuma de poliuretano doméstica);

2) con válvula de pistola. En las pistolas, por regla general, es posible ajustar la velocidad de salida de la espuma (espuma de poliuretano profesional).

El primer tipo de cilindros se puede usar varias veces si el tubo se sopla con un gas propulsor cuando el cilindro está en la posición de válvula hacia arriba.

En la pistola, cuando la boquilla está cerrada, la espuma no se solidifica. Al final del trabajo, mientras la espuma no se haya endurecido y si la pistola no se utilizará durante mucho tiempo, debe lavarse con un limpiador de espuma. En caso de uso regular, se recomienda dejar la pistola en el cilindro. Si la espuma se ha endurecido, puede limpiar las superficies mecánicamente o usar un limpiador para la espuma de montaje endurecida.

La espuma de poliuretano profesional en Rusia generalmente está marcada con algunos números (por ejemplo, 50, 65, 70), que caracterizan la salida de espuma del cilindro. El análisis de las recetas mostró que estos números corresponden al volumen de gases licuados bombeados al cilindro en condiciones normales.

En realidad, el volumen de espuma curada puede variar por varias razones:

• el volumen de los gases depende fuerte de la temperatura;
• la polimerización de la espuma continúa con la liberación de dióxido de carbono, que también crea un volumen adicional;
• en la espuma, una parte importante de las celdas están abiertas, lo que permite evacuar parte de los gases del volumen de la espuma;
• dependiendo de la tecnología de formulación y aplicación, parte de los gases en el proceso de formación de espuma no ingresa al volumen de espuma, etc.

El resultado de esto es el siguiente hecho: esta marca le permite navegar en el volumen de salida de espuma dentro de la misma formulación y las mismas condiciones de aplicación (temperatura, humedad, pistola, velocidad de salida, etc.), sin embargo, cambios en estas condiciones puede afectar a la espuma de diferentes fabricantes de diferentes maneras y, al final, en igualdad de condiciones, puede resultar que una espuma con un rendimiento declarado más bajo muestre un mejor resultado en términos de volumen real.

El limpiador de espuma consta de acetona (dimetilcetona), metiletilcetona y/o éter dimetílico y está disponible en latas de aerosol equipadas con la misma válvula de pistola que las latas de espuma.

Historia

El campeonato en la invención de la espuma de montaje de poliuretano pertenece a Otto Bayer, en 1947 [3] . Al principio, los poliuretanos se usaban como placas aislantes. La espuma de poliuretano en aerosol (PUR) comenzó a producirse en la década de 1970. El primer cilindro fue producido por Royal Chemical Industry (Inglaterra). La espuma comenzó a usarse en la construcción a principios de la década de 1980 en Suecia.

Notas

1. ↑ Espuma de montaje  // Gran Enciclopedia Rusa  : [en 35 volúmenes]  / cap. edición Yu. S. Osipov . - M.  : Gran Enciclopedia Rusa, 2004-2017.
2. ↑ TM-1002:2014 v4 . Determinación de la densidad de la espuma en una junta para calcular el Rendimiento de la Junta de una Espuma de Bote OCF1  (ing.) (pdf) . FEICA 4 . Bruselas: Asociación de la Industria Europea de Adhesivos y Selladores (8 de mayo de 2017) .  - FEICA - Método de Ensayo. Recuperado: 26 de marzo de 2022.
3. ↑ Otto Bayer. Das Di-Isocyanat-Polyadditionsverfahren (poliuretano)  (alemán)  // Angewandte Chemie: revista. – Weinheim: WILEY-VCH Verlag GmbH & Co. KGaA, 1947. - Bd. 59 , núm. 9 _ - S. 257-272 . -doi : 10.1002/ ange.19470590901 .

Enlaces

• Espuma de montaje. Características de la espuma doméstica y profesional.