Insulation Produzione dell'espanso rigido poliuretanico (PUR)

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3.4 Regole generali per la produzione di espansi rigidi PUR Per ottenere risultati ottimali nella produzione dell'espanso rigido PUR è necessario osservare determinati parametri e determinate regole. Per l'applicazione nel settore edile la schiumatura del materiale viene effettuata in prevalenza fra strati di copertura posti in posizione piana e parallela l'uno rispetto all'altro. La schiuma deve riempire la cavità compresa fra due coperture. Nella maggior parte dei casi un telaio sistemato ai bordi delle coperture provvede a limitare la propagazione della schiuma. Nella fase iniziale la schiuma si ancora saldamente a questi strati, per cui in dipendenza del materiale costituente e della qualità della superficie si ottiene un accoppiamento più o meno stabile. Le caratteristiche dell'espanso dipendono in gran parte dalla sua densità (cfr. Informazione tecnica 14/2000 "Caratteristiche tecniche dell'espanso rigido PUR come materiale isolante nell'edilizia" [4]). Di conseguenza, per ottenere determinate caratteristiche è necessario regolare opportunamente la densità. Ciò avviene attraverso la scelta mirata del sistema di materie prime e l'adattamento del contenuto in espandente. In linea generale la densità determinata nella schiumatura non coatta non è trasferibile al materiale espanso entro cavità, in quanto la resistenza di attrito a contatto delle coperture ostacola la libera espansione della schiuma, e tale effetto viene rinforzato dalla contropressione esercitata dall'aria da spostare. Come è già stato detto, la schiuma presenta un moto di scorrimento che causa a sua volta un orientamento delle celle, penalizzando di conseguenza le caratteristiche dell'espanso. L'orientamento delle celle può essere ridotto mediante un "addensamento" dell'espanso, vale a dire introducendo nella cavità una quantità di miscela superiore a quella necessaria per riempirla interamente. La quantità di miscela va regolata in modo che la cavità sia riempita completamente prima dell'inizio della gelificazione. Per questa ragione la densità del materiale liberamente espanso viene aggiustata su un valore decisamente più basso rispetto a quello previsto per l'espanso da produrre. L'addensamento della schiuma ha come conseguenza una notevole pressione da schiuma, che fino all'indurimento deve venire contenuta mediante adatte attrezzature (ad es. pressa, stampo contentivo o piccola unità con chiusura), allo scopo di mantenere le dimensioni desiderate. La pressio- Page 16 of 41 File No.: PU21012-0409 it Issue 2004-09-15 ne esercitata dipende dal grado di addensamento E che viene definito come segue: Densità prevista dell'espanso E = Densità dell'espanso non coatto La seguente tabella evidenzia la dipendenza della pressione dal grado di addensamento (valido per l'intervallo di densità intorno a 35 kg/m²). Tabella 2: Pressione in funzione del grado di addensamento La permanenza nella pressa o nello stampo va protratta finché l'espanso presenta una stabilità sufficiente per essere estratto senza che si verifichino deformazioni di entità intollerabile. Il tempo di permanenza determina fra l'altro l'economicità della produzione. Se il tempo minimo di permanenza non viene rispettato, il materiale può "spanciare" fortemente, formando una convessità, o addirittura lacerarsi nella zona del nucleo. Nel diagramma che segue si evidenziano le variazioni dello spessore di una lastra di espanso in funzione del tempo di permanenza nello stampo. Fig. 15: Variazione dello spessore di una lastra in dipendenza del tempo di permanenza nello stampo Le reazioni che portano alla formazione di poliuretani, poliuree e poliisocianurati sono esotermiche. Per mantenere la velocità di reazione su un livello sufficientemente elevato, si dovrebbe in primo luogo limitare la perdita di calore di reazione attraverso la superficie dell'espanso: già introducendo la Insulation Informazione tecnica
miscela fra gli strati di copertura o nello stampo la sottrazione di calore deve essere minima. Per questa ragione si consiglia di preriscaldare a 30 - 45 °C gli strati di copertura, lo stampo o il dispositivo di contenimento sul lato a contatto con la schiuma. Nella produzione degli espansi PIR-PUR la temperatura dovrebbe essere ancora più elevata (fino a 60 °C). Tuttavia a queste temperature relativamente alte possono verificarsi perdite di espandente, che si manifestano con un aumento della densità dell'espanso e talora anche con la formazione di cavità e bolle di certe dimensioni entro lo stesso. Anche nella fase di indurimento, allorché la schiuma ha riempito completamente lo spazio previsto, si dovrebbe mantenere entro certi limiti la sottrazione di calore attraverso gli strati di copertura e il dispositivo di contenimento. In caso contrario l'espanso potrebbe infragilire in superficie e sviluppare un adesione insufficiente agli strati di copertura. La miscela reagente dovrebbe venire introdotta nella cavità in modo che la schiuma che si forma si propaghi uniformemente senza turbolenze e sposti l'aria completamente. I fori di sfiato vanno posizionati in modo che la schiuma li raggiunga quando l'aria è stata completamente espulsa. In questo modo è possibile evitare inglobamenti d'aria. Si consiglia anche di sistemare lo stampo o il dispositivo contentivo (eventualmente inclinandoli) in una posizione che determini la direzione del flusso della schiuma in montata. Nella miscelazione in continuo dei componenti (ad esempio con macchine) e introduzione della miscela in una cavità, bisogna evitare l'aggiunta di materiale liquido a quello che si trova già in fase di schiumatura. 4. Procedimenti per la produzione di espansi rigidi PUR 4.1 Metodo manuale di miscelazione Come metodo manuale si intendeva in origine la miscelazione delle materie prime con l'ausilio di una barra di agitazione. Oggi si usa tale termine anche quando i componenti vengono mescolati in un contenitore a mezzo di un agitatore elettrico. Questo metodo viene applicato oggi principalmente per lo sviluppo ed il controllo in laboratorio di sistemi di materie prime nonché per la produzione di blocchi di espanso di dimensioni ridotte. Page 17 of 41 File No.: PU21012-0409 it Issue 2004-09-15 4.1.1 Produzione di espansi sperimentali su scala di laboratorio Per la determinazione o la regolazione dei tempi di reazione di un sistema poliuretanico e della densità dell'espanso si utilizzano di regola piccoli blocchi di espanso con un volume di 5 - 10 litri prodotti in laboratorio. Poiché i risultati devono essere riproducibili, è necessario osservare sempre le stesse condizioni ed attenersi alla medesima procedura di produzione. Per la produzione si consigliano i seguenti apparecchi: - 1 agitatore di laboratorio Pendraulik, tipo LM-34 con interruttore a pedale (Pendraulik, - Maschinen- und Apparate GmbH, D-31832 Springe, telefax +49 (5 41) 50 29) - 1 recipiente di plastica con detergente per la pulizia del piatto dell'agitatore - 1 agitatore rapido Lenart (Maschinenfabrik Paul Vollrath, Max-Planck-Str. 13, D-50354 Hürth, tel.: +49 (2233) 7 98 90) - becher di cartone avvolti a spirale con fondo bordato in lamiera, 140/137 x 96 x 1 [mm] (Brüggen & Söhne, Postfach 52303, D-52399 Düren) - 1 cronometro, precisione 1 s - 2 termometri con graduazione di 0,1 °C - 1 bilancia (suddivisione 0,1 g) - bacchette di legno, ca. 200 x 2 [mm] - scatoletta per test (cartoncino preparato con carta da imballaggio, base 20 x 20 cm², altezza 14 cm) - 1 sega a nastro (per tagliare provini) con dispositivo di aspirazione da tavolo; filtri antipolvere per l'addetto al lavoro di taglio - adatto recipiente per il raffreddamento dei componenti in becher di cartone (ad es. contenitore Dewar con ghiaccio secco) - 1 barometro per la misurazione della pressione atmosferica. La temperatura delle materie prime impiegate dovrebbe essere superiore a 23 °C. Il condizionamento fino alla temperatura prevista (ad es. 20 o 23 °C) può quindi essere effettuato mediante semplice raffreddamento (vedi più avanti). Insulation Informazione tecnica
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