Guía de compra de isocianurato de tris(2-hidroxietil) (THEIC)

isocianurato de tris(2-hidroxietilo), generalmente llamado TEICO, Es un poliol trifuncional que se utiliza principalmente en resinas de poliéster resistentes al calor, esmaltes para alambre magnético y materiales aislantes eléctricos.

Al comprar THEIC, la pureza es solo una de las especificaciones a verificar. El índice de hidroxilo, el índice de acidez, la humedad, el punto de fusión y las impurezas también pueden ser importantes, especialmente cuando el THEIC se utiliza para fabricar aislamiento eléctrico de poliéster.

Esta guía se centra en las especificaciones y las diferencias de aplicación que los compradores deben comprender antes de seleccionar un grado de THEIC.

¿Qué es THEIC?

THEIC (CAS 839-90-7) Contiene un anillo de isocianurato y tres grupos hidroxietilo.

Los tres grupos hidroxilo permiten que el THEIC reaccione como un poliol trifuncional durante la síntesis de poliéster. La estructura de isocianurato es una de las razones por las que el THEIC se suele elegir para sistemas de poliéster que requieren un buen rendimiento a temperaturas elevadas.

Las especificaciones comerciales varían según el grado y el fabricante. Por lo tanto, los compradores deben comparar la especificación real y el certificado de análisis (COA) en lugar de basar su juicio sobre el THEIC únicamente en la pureza declarada.

¿Por qué es importante el valor del grupo hidroxilo para el THEIC?

THEIC contiene tres grupos hidroxilo por molécula.

Basándose en su peso molecular de aproximadamente 261,23 g/mol, el THEIC puro tiene un valor de hidroxilo teórico de aproximadamente:

3 × 56.100 ÷ 261,23 ≈ 644 mg KOH/g

Esto se aproxima mucho al rango de 630–650 mg KOH/g que se observa habitualmente en las especificaciones comerciales de THEIC.

Esto explica por qué el valor hidroxilo es un parámetro útil a la hora de comprar.

El THEIC se suele adquirir como un poliol reactivo, no simplemente como un aditivo inerte. Los grupos hidroxilo participan en la formación del poliéster. Por lo tanto, un valor de hidroxilo estable ayuda a los fabricantes de resinas a controlar los cálculos de materia prima y la consistencia de los lotes.

Por este motivo, dos productos que se venden bajo la denominación “THEIC 99%” aún podrían necesitar compararse según su valor de hidroxilo.

¿Dónde se utiliza principalmente THEIC?

Esmaltes de alambre magnético

El aislamiento de alambre magneto es una de las aplicaciones mejor consolidadas del THEIC.

El THEIC reacciona con glicoles y diácidos o diésteres aromáticos para formar resinas de poliéster que pueden aplicarse a cables de cobre o aluminio.

La razón para utilizar THEIC aquí no es simplemente “resistencia al calor”. El aislamiento de poliéster THEIC se ha desarrollado para una combinación de propiedades que incluyen:

• rendimiento dieléctrico;
• adhesión al alambre;
• flexibilidad;
• resistencia al choque térmico;
• resistencia al envejecimiento por calor.

Estas propiedades son importantes porque el recubrimiento esmaltado del alambre debe seguir siendo eléctricamente aislante, a la vez que resiste el bobinado, la flexión y las altas temperaturas de funcionamiento.

La tecnología histórica de alambre magnético también demuestra que los poliésteres THEIC pueden formularse en esmaltes con un contenido relativamente alto de sólidos. Esto reduce la cantidad de disolvente necesaria en comparación con algunos sistemas de esmalte de poliéster más antiguos y de bajo contenido de sólidos.

Barnices aislantes eléctricos

El THEIC también se utiliza como materia prima de poliol para barnices aislantes eléctricos resistentes al calor.

Para esta aplicación, la consistencia de la materia prima merece más atención que en un sistema de resina menos exigente.

En particular, deben tenerse en cuenta las impurezas iónicas y metálicas.

La literatura técnica sobre el aislamiento de poliéster THEIC señala que las impurezas catiónicas pueden aumentar la conductividad eléctrica del aislamiento. También pueden interferir con la formación del poliéster.

Esto significa que un comprador de THEIC que produce aislamiento eléctrico no debe basarse únicamente en la pureza.

Si la aplicación es delicada, pregunte al proveedor si dispone de datos sobre impurezas metálicas o iónicas.

Resinas de poliéster resistentes al calor

El THEIC puede utilizarse como alcohol trifuncional durante la síntesis de poliésteres.

Sus tres grupos hidroxilo reactivos introducen ramificaciones en la estructura del poliéster. El diseño de la resina resultante se puede ajustar para obtener propiedades como:

• resistencia al calor;
• dureza;
• adhesión;
• resistencia química;
• aislamiento eléctrico.

Por lo tanto, es mejor entender el THEIC como una materia prima para la formación de resinas, en lugar de un simple aditivo que se añade al final del proceso de producción del recubrimiento.

La cantidad necesaria depende de la formulación completa del poliéster, incluyendo el diol, el ácido o éster, el equilibrio OH/COOH y las propiedades de la resina objetivo.

Otros sistemas de resina

THEIC no se limita al poliéster convencional para alambres magnéticos.

Los proveedores de materiales comerciales también incluyen el THEIC en sus listas para barnices aislantes, materias primas de resina de curado UV y aplicaciones de estabilizadores de PVC.

También se encuentran disponibles comercialmente derivados líquidos de THEIC para sistemas de poliuretano y poliéster.

Sin embargo, los compradores deben distinguir estos materiales del THEIC cristalino estándar. Los grados de THEIC líquido pueden tener diferentes pesos moleculares e índices de hidroxilo y no deben considerarse automáticamente como la misma materia prima en los cálculos de formulación.

Polvo de THEIC vs. gránulos

El THEIC estándar se suele suministrar en forma de polvo cristalino blanco o en gránulos.

Químicamente, ambas formas cumplen con la misma especificación básica de THEIC. La diferencia radica principalmente en su manipulación.

Polvo THEICO

El polvo proporciona una mayor superficie y puede disolverse o fundirse más rápidamente durante el procesamiento.

Sin embargo, el material fino puede generar más polvo durante:

• apertura de la bolsa;
• peso;
• transportando;
• Carga del reactor.

Gránulos THEICO

El THEIC granular produce menos polvo fino y puede ser más fácil de manipular en algunas líneas de producción.

Por lo tanto, para la producción de resina a gran escala, la forma física puede ser un parámetro de compra práctico incluso cuando la especificación química es la misma.

Solicite información sobre el tamaño de las partículas si su proceso de alimentación o disolución es sensible a la forma del material.

Algunas especificaciones comerciales, por ejemplo, controlan el tamaño de partícula de THEIC en torno a un rango de malla definido, en lugar de simplemente indicar "polvo".“

Solubilidad del THEIC: una propiedad a menudo malinterpretada.

THEIC es altamente soluble en agua.

Los datos de referencia indican una solubilidad en agua de alrededor de 1190 g/L a 25 °C. Los datos técnicos comerciales también indican aproximadamente 119 g por cada 100 g de agua a 25 °C.

Su solubilidad en disolventes orgánicos comunes es mucho menor. Un grado comercial reporta aproximadamente:

Esto resulta útil al evaluar la manipulación y la formulación.

Por lo tanto, el THEIC no debería describirse simplemente como “insoluble en etanol y acetona”. Es más preciso decir que su solubilidad en estos disolventes es mucho más bajo que en el agua.

THEIC contra TMP

TEICO y trimetilolpropano (TMP, CAS 77-99-6) Ambos son polioles trifuncionales, pero tienen estructuras moleculares muy diferentes.

La diferencia en el peso equivalente de OH es particularmente importante.

Un kilogramo de TMP y un kilogramo de THEIC no proporcionan la misma cantidad de funcionalidad hidroxilo.

Por eso, sustituir TMP por THEIC por peso puede cambiar:

• Relación OH/COOH;
• estructura molecular de la resina;
• derivación;
• viscosidad;
• comportamiento de reacción;
• Rendimiento final de la resina.

Por lo tanto, el THEIC y el TMP no deben considerarse como sustitutos directos en proporción 1:1 en peso.

Si se modifica una formulación, primero recalcule la cantidad de poliol en función del equivalente de OH y, a continuación, verifique la resina mediante un lote piloto o de laboratorio.

¿Qué especificaciones debe comprobar al comprar un THEIC?

1. Valor de hidroxilo

Una gama comercial típica ronda los siguientes valores:

630–650 mg KOH/g

o

640 ±10 mg KOH/g

Este es uno de los parámetros más útiles para los compradores que utilizan THEIC en la síntesis de poliéster.

2. Punto de fusión

El THEIC comercial suele tener un rango de fusión de aproximadamente:

133,5–138 °C

Un resultado fuera del rango normal no significa automáticamente que el material sea inutilizable, pero debe comprobarse según las especificaciones del proveedor.

3. Humedad / Pérdida por secado

Las especificaciones comerciales suelen controlar la humedad o la pérdida durante el secado a aproximadamente:

≤0,2–0,3%

El control de la humedad es especialmente útil para mantener una producción de resina estable.

No dé por sentado que todos los grados THEIC utilizan el mismo límite. Confirme la especificación real antes de comprar.

4. Índice de acidez

El índice de acidez suele pasarse por alto en las descripciones de productos THEIC en línea.

Una especificación comercial común es:

≤1,0 mg KOH/g

Dado que el THEIC se utiliza como poliol en la síntesis de resinas, el índice de acidez proporciona otra forma útil de comprobar la consistencia de la materia prima.

5. pH

Las especificaciones comerciales de THEIC suelen mostrar un pH casi neutro, a menudo alrededor de:

6.5–7.5

Al comparar datos de diferentes proveedores, también se debe verificar la concentración y el método de la prueba.

6. Turbidez

Algunos grados industriales de THEIC incluyen un límite de turbidez para una solución acuosa.

Esto puede ayudar a identificar materiales insolubles o contaminación que no resulten evidentes a partir del índice de pureza básico.

Para aplicaciones en las que la claridad de la resina o las propiedades eléctricas son importantes, este puede ser un parámetro de control de calidad adicional muy útil.

7. Impurezas metálicas e iónicas

Esto es especialmente importante para las aplicaciones de aislamiento eléctrico.

La fabricación de THEIC puede implicar catalizadores y etapas de purificación. Las impurezas iónicas residuales pueden afectar las propiedades eléctricas y la síntesis de poliéster.

Si se va a utilizar THEIC para el esmalte del alambre magneto u otro sistema de aislamiento eléctrico, pregunte si el proveedor puede proporcionar información sobre:

• Fe;
• Cu;
• otros iones metálicos;
• cenizas o residuos iónicos, según corresponda.

No todos los productos de grado industrial controlan estos parámetros, por lo que este requisito debe discutirse antes de realizar el pedido.

8. Tamaño de partícula

El tamaño de las partículas normalmente no altera la identidad química del THEIC, pero sí puede modificar su comportamiento en cuanto a manipulación y disolución.

Para la alimentación automatizada o reactores grandes, confirme si necesita:

• polvo fino;
• polvo controlado;
• gránulos.

Una forma más útil de comparar dos proveedores de THEIC

Supongamos que el proveedor A ofrece:

THEIC ≥99%

mientras que el Proveedor B proporciona:

• Índice de hidroxilo: 640 ±10 mg KOH/g;
• Punto de fusión: 133,5–137 °C;
• Índice de acidez: ≤1,0 mg KOH/g;
• humedad: ≤0,2%;
• pH: 6,5–7,5;
• tamaño de partícula controlado.

El primer producto no es necesariamente peor.

Sin embargo, el proveedor B ha proporcionado al comprador más información para determinar si el material mantendrá su consistencia en un proceso de resina existente.

Para la adquisición industrial de THEIC, esta es la razón por la que una especificación detallada más un certificado de análisis del lote suele ser más útil que un número de pureza por sí solo.

¿Qué preguntas debes hacer antes de realizar un pedido al por mayor?

Antes de aprobar un nuevo proveedor de THEIC, solicite lo siguiente:

• especificación del producto;
• Certificado de análisis de lote reciente;
• Hoja de datos de seguridad;
• valor de hidroxilo;
• índice de acidez;
• humedad o pérdida durante el secado;
• punto de fusión;
• forma física y tamaño de partícula;
• información de embalaje;
• Datos sobre impurezas metálicas, si fueran necesarios para el aislamiento eléctrico;
• muestra de producción para pruebas de formulación.

Luego, pruebe la muestra en su proceso de resina habitual.

Comprueba si cambia:

• tiempo de disolución o fusión;
• comportamiento de poliesterificación;
• viscosidad de la resina;
• color de la resina;
• Rendimiento del recubrimiento final.

Una especificación le indica si la materia prima cumple con los límites definidos. Una prueba de producción le indica si funciona en tu proceso.

Embalaje y almacenamiento

El TEICO de FoconsciSe suministra en sacos de 25 kg, aunque también están disponibles sacos a granel de 500 kg o de mayor tamaño.

Mantenga el paquete bien cerrado y guárdelo en un lugar seco.

Debido a que el THEIC es altamente soluble en agua y los grados comerciales suelen tener especificaciones de humedad controlada, proteger el material abierto de la humedad es especialmente importante.

Los polvos también deben manipularse de forma que se limite la generación innecesaria de polvo.

Preguntas frecuentes

¿El THEIC es principalmente un retardante de llama?

El THEIC contiene nitrógeno y puede utilizarse en algunos sistemas ignífugos o como intermediario reactivo.

Sin embargo, su función industrial más consolidada es la de poliol trifuncional, especialmente en poliésteres resistentes al calor y sistemas de aislamiento eléctrico.

No debe considerarse automáticamente como un sustituto directo de un retardante de llama convencional.

¿Cuál es el valor teórico de hidroxilo del THEIC?

Basándose en tres grupos hidroxilo y un peso molecular de aproximadamente 261,23 g/mol, el valor teórico es de unos 644 mg KOH/g.

¿Es el THEIC soluble en agua?

Sí.

El THEIC es altamente soluble en agua. Los datos de referencia indican aproximadamente 1190 g/L a 25 °C.

Su solubilidad en etanol y acetona es mucho menor.

¿Puede THEIC reemplazar a TMP?

Ambos tienen tres grupos hidroxilo, pero sus pesos moleculares y pesos equivalentes de OH difieren sustancialmente.

Cualquier sustitución debe recalcularse sobre una base de equivalentes de OH y confirmarse mediante pruebas de resina.

¿Por qué deberían preocuparse por las impurezas los compradores de aislamiento eléctrico?

Las impurezas iónicas pueden aumentar la conductividad eléctrica y pueden interferir con la formación de poliéster.

Por lo tanto, en el caso del esmalte para alambre magnético y otras aplicaciones de aislamiento eléctrico, el control de impurezas puede ser importante más allá del índice de pureza THEIC básico.

¿Debo comprar THEIC en polvo o en gránulos?

Elija según su equipo de producción.

El polvo puede disolverse o derretirse más rápidamente, mientras que los gránulos pueden reducir el polvo durante la manipulación y la alimentación.

Para la producción automatizada, la uniformidad del tamaño de las partículas puede ser más importante que simplemente elegir entre "polvo" o "gránulos".“

Verificación final de compra

Para la producción de resina industrial, no compare proveedores de THEIC utilizando únicamente:

Pureza CAS 839-90-7 + 99% + precio/kg.

Una mejor comparación es:

Índice de hidroxilo + índice de acidez + humedad + punto de fusión + impurezas + forma de partícula + consistencia del lote + precio.

Para la producción general de poliéster, el índice de hidroxilo y la humedad pueden ser suficientes para seleccionar un grado.

En el caso del esmalte para alambre magneto y la resina aislante eléctrica, el control de impurezas merece mayor atención, ya que la materia prima finalmente pasa a formar parte de un sistema de aislamiento eléctrico.

Suministros Foconsci Isocianurato de tris(2-hidroxietilo) (THEIC), CAS 839-90-7 en cantidades industriales. Los compradores pueden solicitar especificaciones, certificado de análisis, información sobre el embalaje y muestras para pruebas de resina antes de realizar la compra al por mayor.