Espumas de baixa densidade para isolamento trmico Gerson

Espumas de baixa densidade para isolamento térmico Gerson Silva Painel de isolamento térmico 13/09/2017

isolamento térmico com espumas de baixa densidade a partir de: &

semelhanças • Material leve com densidade variável; • Excelentes propriedades de isolamento; • Excelentes propriedades mecânicas; • Aderência a muitos tipos de superfície; • Resistência à absorção de água; • Uma grande variedade de aplicações; = &

diferenças • Estrutura química; • Formulação química; • Resistência ao fogo; • Geração de fumaça; • Resistência à temperatura; • Vantagens ambientais. =/ &

fabricação de espuma rígida PUR e PIR Os processos são idênticos em relação aos equipamentos. Componentes líquidos de baixa viscosidade A A B Moldes e Prensas Molde B Equipamento de dosificação e mistura

Estrutura química

estrutura química O poliuretano é formado pela reação do isocianato com o poliol.

estrutura química isocianato poliol

estrutura química O poliisocianurato é formado pela reação de 3 moléculas de isocianato.

estrutura química Esta é uma reação de trimerização.

estrutura química O conceito de densidade de ligação cruzada em polímeros. Mc Ponto de reticulação Cadeia de polímero O nível de reticulação determina a rigidez e a estabilidade térmica do polímero. No caso do PUR e PIR, o nível de reticulação pode ser variado para obter diferentes propriedades. Mc Mc = distância entre pontos de ligação cruzada em unidades de peso molecular

estrutura química O conceito de densidade de ligação cruzada em polímeros. Polímero termoplástico Polímero linear sem pontos de reticulação, como polietileno. Polímero termofixo Levemente reticulado Altamente reticulado

Módulo de Rigidez estrutura química O gráfico mostra um valor de Mc mais baixo para o PIR, que resulta em maior módulo e uma maior resistência à compressão. Mc PIR ESPUMA SEMI-RÍGIDA PUR RÍGIDO 0 200 400 600 800 1000 ESPUMA FLEXÍVEL 1200 1400 1600 Mc = distância entre pontos de ligação cruzada em unidades de peso molecular 1800 2000 2200 2400

as formulações de PUR e PIR Ambos os tipos de espuma rígida contêm alguns ingredientes similares. Poliol Polieter ou Poliester Considerações de inflamabilidade Catalisador PU Considerações ambientais Catalisador PIR Surfactante Antichama Considerações ambientais Agentes de expansão Considerações ambientais MDI Polimérico Relação diferente

por que as espumas PIR? • A espuma rígida de PIR oferece vantagens significativas para as indústrias de construção e isolamento térmico; • A espuma PIR é uma tecnologia desenvolvida aproximadamente há 50 anos; • As vantagens proporcionadas pelas espumas PIR são globalmente reconhecidas; Nesta era moderna, onde a conservação de energia e as questões ambientais representam prioridades elevadas, o PIR tornou-se uma categoria cada vez mais importante de produtos para isolamento térmico.

vantagens das espumas PIR A diferente estrutura química de PIR atribuível às formulações químicas específicas, empregadas na fabricação de espumas PIR, resulta em várias diferenças para as espumas PIR em comparação com as de PUR: • Resistência ao fogo; • Geração de fumaça; • Resistência à temperatura; • Vantagens ambientais.

resistência ao fogo • A estrutura química do PIR incorpora uma grande quantidade de estruturas aromáticas; • Essas estruturas provêm do MDI polimérico e do uso de poliésteres aromáticos; • Níveis elevados de conteúdo aromático aumentam a resistência à inflamabilidade; • A estrutura altamente reticulada do PIR contribui para a sua resistência ao fogo; • O PIR é naturalmente resistente ao fogo; • Podem ser utilizados aditivos antichama adicionais para proporcionar maior resistência; • Os aditivos antichama para PIR exibem menor risco ambiental aos equivalentes de PUR.

resistência ao fogo Testes de incêndio mostrando desempenho superior usando PIR Steiner Tunnel Test ASTM E 84 Propagação da chama <25 pés Geração de fumaça <450 Material de calibração = madeira de carvalho Para obter resultados semelhantes com PUR, é necessário incorporar grandes quantidades de aditivos não ecológicos.

resistência ao fogo Testes de incêndio mostrando desempenho superior usando PIR LIMITING OXYGEN INDEX TEST • O ar natural contém 18% de oxigênio (O 2 = 18% N 2 = 82%) • Muitos plásticos comuns queimarão no ar natural com um índice de oxigênio de 18% ou menos; • PIR tipicamente mostra um índice de oxigênio de 28%, indicando resistência ao fogo; Amostra da espuma Teste de índice de oxigênio • Para obter valores semelhantes com PUR, níveis elevados de aditivo antichamas são necessários.

resistência ao fogo Outros testes de incêndio mostrando desempenho superior usando PIR RADIANT PANEL FM CORNER TEST UK Test BS 4766 CONE CALORIMETER ISO 5660 Amostra 100 x 25 mm Fluxo de color = 50 k. W/m² PIR 500 m. J/kg calor emitido PUR 1000 m. J/kg calor emitido DIN B 4102 Teste alemão predominante na Europa Factory and Mutual Insurance FM 4880 Teste de grande escala 15. 2 x 11. 05 x 7. 6 m

geração de fumaça CALOR OXIGÊNIO PRODUTOS DE DECOMPOSIÇÃO GASES COMBUSTÍVEIS DA FUMAÇA CAMADA DE PROTEÇÃO DO PIR CARBONIZADO COMBUSTÍVEL • CALOR ZONA DE DECOMPOSIÇÃO A fumaça é gerada após a combustão da matéria orgânica; • Espuma rígida PIR forma uma camada carbonizada pesada, que protege o combustível das fontes de calor e oxigênio. • A fumaça é a causa principal de mortes em situações de fogo.

resistência à temperatura A faixa de temperatura de operação para a espuma PIR é de -75ºC a + 125ºC Devido à estrutura polimérica do PIR, a temperatura de serviço é maior do que o PUR convencional e muito maior do que as espumas de poliestireno. A estrutura polimérica do PIR proporciona resistência contra a força de contração resultante de temperaturas inferiores a zero, o que permite a possibilidade de redução da densidade em comparação com as espumas PUR convencionais.

vantagens ambientais As espumas PIR permitem soluções de formulação ambientalmente positivas. • Agentes de expansão com zero ODP / baixo GWP; • Poliois base poliester com conteúdo biorenovável e de reciclagem; • Químicos antichamas não nocivos à saúde; • Catalisadores de baixa emissão.

vantagens ambientais As tecnologias PIR e PUR utilizam as mais recentes tecnologias de agentes de expansão. 1988 2017 R 11 R 141 b HFC’s Pentanos e HCO’s HFO’s ODP Alto ODP Médio ODP Zero GWP Alto GWP Baixo Pentano e HCO permitem soluções econômicas com zero ODP e GWP extremamente baixo. As modificações do processo devem permitir o manuseio seguro desses líquidos inflamáveis. Os últimos agentes de expansão de HFO com ODP zero e GWP muito baixo podem ser usados com sucesso para produzir espumas PIR com baixa condutividade térmica.

vantagens ambientais Poliois de poliester com conteúdo de reciclagem e bio-renovável. Fabricação de poliésteres aromáticos com níveis de PET reciclado e óleo de soja em torno de 40%. PET reciclado a partir de garrafas Óleo de soja

vantagens ambientais Químicos antichamas e problemas de saúde. Para atender as exigências contra incêndio, é necessário incorporar grandes quantidades de substâncias químicas antichama em espumas PUR. Muitos desses compostos químicos, particularmente os que contêm bromo, representam perigos significativos para a saúde e são proibidos em muitos países. Devido ao alto nível de resistência ao fogo, o PIR oferece flexibilidade na seleção, quantidade e categoria de agentes antichamas adicionais, necessários para atender às demandas dos códigos de incêndio. O PIR não requer produtos químicos antichamas à base de bromo. 35 Br Bromo 79. 904

vantagens ambientais Químicos antichamas e problemas de saúde. O TCPP ou o Tris (2 -cloro-1 -metil) fosfato e único entre os retardadores de chamas para espuma comumente disponíveis, na medida em que não é classificado como um produto químico de interesse por qualquer autoridade ambiental. Recentemente, foram desenvolvidos produtos químicos reativos a base de fósforo. Estes produtos reagem para formar parte da molécula PIR.

vantagens ambientais Catalisar a reação de PIR • Catalisadores típicos utilizados no fabricação de PUR são baseados em aminas orgânicas; • Tais catalisadores são voláteis e têm altos níveis de odor; • O catalisador de amina requer ventilação adequada durante o manuseio e o processo de fabricação de espuma. A catálise da reação PIR ocorre usando catalisadores de baixo nível de odor, não amínicos, não voláteis.

resumo das vantagens do PIR • Todos os atributos positivos associados ao PUR; • Processamento com equipamento convencional; • Resistência ao fogo superior; • Redução da geração de fumaça em caso de incêndio; • Química ecológica; • Tecnologias prontas para produção.

Obrigado. Gerson Silva tel +55 (11) 4161 8900 cel +55 (11) 99408 5250 gerson@purcom. br