¿Qué es un poliuretano?Agente de curado?
En la industria del poliuretano, el término "agente de curado" se utiliza ampliamente pero a menudo se malinterpreta. Diferentes fabricantes, formuladores y usuarios finales pueden utilizar el mismo término para describir diferentes materiales. Como resultado, frecuentemente surge confusión cuando se habla de sistemas de poliuretano.
Desde una perspectiva práctica, cualquier componente que ayude a un material de poliuretano a curarse y transformarse de líquido a sólido puede denominarse agente de curado. Sin embargo, desde un punto de vista químico, la definición es más específica.
Un agente de curado de poliuretano es el componente reactivo que participa en la reacción de reticulación y forma la red polimérica tridimensional-responsable de las propiedades mecánicas finales del material.
Comprender el papel de los agentes de curado requiere primero comprender cómo se forma el poliuretano.
¿Cómo se cura el poliuretano?
Los materiales de poliuretano se producen mediante la reacción de grupos isocianato (-NCO) con compuestos que contienen hidrógeno activo-, principalmente grupos hidroxilo (-OH) o grupos amino (-NH₂).
Durante esta reacción, las moléculas individuales se unen químicamente entre sí, creando una red polimérica. Este proceso transforma el material de un estado líquido o semi-líquido a un elastómero, revestimiento, adhesivo, espuma o sellador sólido.
El componente que reacciona con la resina principal y crea esta red generalmente se denomina agente de curado.
¿Cuándo actúan los isocianatos como agentes de curado?
El sistema de poliuretano más común es la formulación de poliuretano de dos-componentes.
En estos sistemas:
El componente A se compone principalmente de poliéterpolioles o poliésterpolioles.
El componente B se compone de isocianatos como MDI, TDI, HDI o IPDI.
El componente poliol sirve como resina primaria, mientras que el componente isocianato reacciona con grupos hidroxilo para crear enlaces y entrecruzamientos de poliuretano.
En esta formulación, el componente isocianato se considera el agente de curado.
Esta es la razón por la que en revestimientos, adhesivos, materiales para pisos y sistemas de impermeabilización de poliuretano, el componente B comúnmente se conoce como agente de curado de poliuretano o endurecedor de poliuretano.
¿Cuándo actúan los polioles o las aminas como agentes de curado?
En algunos sistemas de poliuretano la situación es la inversa.
Muchos sistemas de elastómeros de poliuretano fundido utilizan prepolímeros de poliuretano terminados en NCO-como componente principal. Estos prepolímeros ya contienen un exceso de grupos isocianato y, por lo tanto, requieren compuestos que contengan hidrógeno activo para completar el proceso de curado.
El prepolímero actúa como resina base, mientras que el componente poliol o amina sirve como agente de curado.
Por ejemplo, MOCA, DETDA, BDO y otros extensores de cadena a menudo se denominan agentes de curado en la producción de elastómeros de poliuretano fundido porque reaccionan con el prepolímero terminado en NCO-y completan la red de reticulación.
Por lo tanto, el hecho de que un material se considere agente de curado depende de su función dentro de la formulación más que de su identidad química.
Otra fuente de confusión es la diferencia entre agentes de curado y catalizadores.
Aunque ambos influyen en el proceso de curado, sus funciones son completamente diferentes.
Un agente de curado de poliuretano participa directamente en la reacción química y pasa a formar parte de la estructura polimérica final. Contribuye a las propiedades físicas del producto terminado, incluida la dureza, la resistencia a la tracción, el alargamiento, la adhesión, la resistencia química, la resistencia al agua y la durabilidad.
Por el contrario, un catalizador de poliuretano no pasa a formar parte de la red polimérica. Su función principal es acelerar o regular la velocidad de reacción.
Los catalizadores de poliuretano comunes incluyen: catalizadores de organoestaño, catalizadores de bismuto, catalizadores de amina terciaria, carboxilatos metálicos.
Los catalizadores normalmente se agregan en concentraciones muy bajas y afectan principalmente las características de procesamiento, como el tiempo de gel, el tiempo libre de pegajosidad, la velocidad de curado y la vida útil.
Sin un catalizador, un sistema de poliuretano todavía puede curar, aunque más lentamente.
Sin un agente de curado, la reacción del poliuretano no se puede completar y el material puede permanecer líquido o curarse solo parcialmente.
Esta diferencia fundamental resalta por qué los agentes de curado son componentes estructurales de la red de poliuretano, mientras que los catalizadores son aditivos de procesamiento.