Guida all'acquisto del tris(2-idrossietil) isocianurato (THEIC)

isocianurato di tris(2-idrossietil), solitamente chiamato TEICO, è un poliolo trifunzionale utilizzato principalmente nelle resine poliestere resistenti al calore, negli smalti per fili magnetici e nei materiali isolanti elettrici.

Quando si acquista THEIC, la purezza è solo una delle specifiche da verificare. Anche il valore di idrossile, il valore di acidità, l'umidità, il punto di fusione e le impurità possono essere importanti, soprattutto quando il THEIC viene utilizzato per produrre isolanti elettrici in poliestere.

Questa guida si concentra sulle specifiche e sulle differenze applicative che gli acquirenti dovrebbero comprendere prima di selezionare un grado THEIC.

Cos'è THEIC?

THEIC (CAS 839-90-7) contiene un anello isocianurato e tre gruppi idrossietilici.

I tre gruppi idrossilici consentono al THEIC di reagire come un poliolo trifunzionale durante la sintesi del poliestere. La struttura isocianurata è uno dei motivi per cui il THEIC viene comunemente scelto per i sistemi poliestere che necessitano di buone prestazioni ad alte temperature.

Le specifiche commerciali variano a seconda del grado e del produttore. Gli acquirenti dovrebbero quindi confrontare le specifiche effettive e il certificato di analisi (COA) anziché valutare il THEIC solo in base alla purezza dichiarata.

Perché il valore di idrossile è importante per il THEIC?

THEIC contiene tre gruppi idrossilici per molecola.

In base al suo peso molecolare di circa 261,23 g/mol, il THEIC puro ha un valore teorico di idrossile pari a circa:

3 × 56.100 ÷ 261,23 ≈ 644 mg KOH/g

Questo valore è molto vicino all'intervallo di 630-650 mg KOH/g comunemente riscontrato nelle specifiche commerciali THEIC.

Questo spiega perché il valore di idrossile sia un parametro utile per gli acquisti.

Il THEIC viene normalmente acquistato come poliolo reattivo, non semplicemente come additivo inerte. I gruppi idrossilici partecipano alla formazione del poliestere. Un valore di idrossile stabile aiuta quindi i produttori di resine a controllare i calcoli delle materie prime e la consistenza dei lotti.

Per questo motivo, due prodotti venduti entrambi come “THEIC 99%” potrebbero dover essere confrontati anche in base al valore di idrossile.

Dove viene utilizzato principalmente THEIC?

Smalti per fili magnetici

L'isolamento dei fili magnetici è una delle applicazioni più consolidate del THEIC.

Il THEIC reagisce con i glicoli e gli acidi o diesteri aromatici per formare resine poliestere che possono essere applicate a fili di rame o alluminio.

Il motivo per cui si utilizza THEIC in questo caso non è semplicemente la "resistenza al calore". L'isolamento in poliestere THEIC è stato sviluppato per una combinazione di proprietà che includono:

• prestazioni dielettriche;
• adesione al filo;
• flessibilità;
• resistenza agli shock termici;
• resistenza all'invecchiamento termico.

Queste proprietà sono importanti perché il rivestimento di un filo smaltato deve rimanere elettricamente isolante e al contempo resistere all'avvolgimento, alla flessione e alle elevate temperature di esercizio.

La tecnologia storica dei fili magnetici dimostra inoltre che i poliesteri THEIC possono essere formulati in smalti ad alto contenuto di solidi. Ciò riduce la quantità di solvente necessaria rispetto ad alcuni sistemi di smalto poliestere a basso contenuto di solidi più datati.

Vernici isolanti elettriche

Il THEIC viene inoltre utilizzato come materia prima poliolo per vernici isolanti elettriche resistenti al calore.

Per questa applicazione, la consistenza delle materie prime merita maggiore attenzione rispetto a quanto potrebbe essere richiesto in un sistema di resine meno esigente.

In particolare, occorre considerare le impurità ioniche e metalliche.

La letteratura tecnica sull'isolamento in poliestere THEIC rileva che le impurità cationiche possono aumentare la conduttività elettrica dell'isolante. Possono anche interferire con la formazione del poliestere.

Ciò significa che un acquirente di THEIC che produce isolanti elettrici non dovrebbe basarsi esclusivamente sulla purezza.

Se l'applicazione è delicata, chiedere al fornitore se sono disponibili dati relativi a impurità metalliche o ioniche.

Resine poliestere resistenti al calore

Il THEIC può essere utilizzato come alcol trifunzionale durante la sintesi del poliestere.

I suoi tre gruppi idrossilici reattivi introducono ramificazioni nella struttura del poliestere. La struttura della resina risultante può essere modificata per ottenere proprietà quali:

• resistenza al calore;
• durezza;
• adesione;
• resistenza chimica;
• isolamento elettrico.

Il THEIC è quindi più correttamente inteso come materia prima per la costruzione di resine piuttosto che come un semplice additivo aggiunto alla fine del processo di produzione del rivestimento.

La quantità necessaria dipende dalla formulazione completa del poliestere, inclusi il diolo, l'acido o l'estere, il bilancio OH/COOH e le proprietà della resina desiderate.

Altri sistemi di resina

THEIC non si limita al poliestere convenzionale con filo magnetico.

I fornitori di materiali commerciali includono THEIC anche nelle loro liste per vernici isolanti, materie prime per resine a polimerizzazione UV e applicazioni di stabilizzanti per PVC.

I derivati liquidi del THEIC sono disponibili in commercio anche per sistemi poliuretanici e poliestere.

Tuttavia, gli acquirenti devono distinguere questi materiali dal THEIC cristallino standard. I gradi di THEIC liquido possono avere pesi molecolari e valori di idrossile differenti e non devono essere automaticamente trattati come la stessa materia prima nei calcoli di formulazione.

Polvere THEIC vs. Granuli

Il THEIC standard viene comunemente fornito sotto forma di polvere cristallina bianca o granuli.

Dal punto di vista chimico, entrambe le forme possono soddisfare le stesse specifiche THEIC di base. La differenza riguarda principalmente la manipolazione.

Polvere THEIC

La polvere offre una superficie maggiore e può dissolversi o fondersi più rapidamente durante la lavorazione.

Tuttavia, i materiali fini possono generare più polvere durante:

• apertura della borsa;
• pesatura;
• trasporto;
• carica del reattore.

Granuli THEIC

Il THEIC granulare produce meno polvere fine e può essere più facile da gestire in alcune linee di produzione.

Nella produzione di resine su larga scala, la forma fisica può quindi rappresentare un parametro di acquisto pratico anche quando le specifiche chimiche sono le stesse.

Richiedete informazioni sulla granulometria se il vostro processo di alimentazione o di dissoluzione è sensibile alla forma del materiale.

Alcune specifiche commerciali, ad esempio, controllano la dimensione delle particelle di THEIC entro un intervallo di mesh definito, anziché limitarsi a indicare "polvere".“

Solubilità THEIC: una proprietà spesso fraintesa

THEIC è altamente solubile in acqua.

I dati di riferimento riportano una solubilità in acqua di circa 1.190 g/L a 25 °C. Anche i dati tecnici commerciali indicano circa 119 g per 100 g di acqua a 25 °C.

La sua solubilità nei comuni solventi organici è molto inferiore. Un prodotto commerciale riporta approssimativamente:

Ciò è utile nella valutazione della manipolazione e della formulazione.

Il THEIC non dovrebbe quindi essere semplicemente descritto come “insolubile in etanolo e acetone”. È più accurato dire che la sua solubilità in questi solventi è molto più basso che in acqua.

THEIC contro TMP

THEIC e trimetilolpropano (TMP, CAS 77-99-6) Sono entrambi polioli trifunzionali, ma hanno strutture molecolari molto diverse.

La differenza nel peso equivalente dell'OH è particolarmente importante.

Un chilogrammo di TMP e un chilogrammo di THEIC non forniscono la stessa quantità di funzionalità idrossilica.

Ecco perché la sostituzione del TMP con il THEIC in peso può cambiare:

• Rapporto OH/COOH;
• struttura molecolare della resina;
• ramificazione;
• viscosità;
• comportamento reattivo;
• prestazioni finali della resina.

THEIC e TMP non devono pertanto essere considerati sostituti diretti in rapporto 1:1.

Se si modifica una formulazione, ricalcolare innanzitutto la quantità di poliolo su base equivalente OH, quindi verificare la resina tramite un lotto di laboratorio o pilota.

Quali specifiche dovresti verificare quando acquisti un THEIC?

1. Valore di idrossile

Un tipico range commerciale si aggira intorno a:

630–650 mg KOH/g

O

640 ±10 mg KOH/g

Questo è uno dei parametri più utili per gli acquirenti che utilizzano THEIC nella sintesi del poliestere.

2. Punto di fusione

Il THEIC commerciale ha in genere un intervallo di fusione intorno a:

133,5–138 °C

Un risultato al di fuori dell'intervallo normale non significa automaticamente che il materiale sia inutilizzabile, ma dovrebbe essere verificato rispetto alle specifiche del fornitore.

3. Umidità / Perdita durante l'asciugatura

Le specifiche commerciali spesso controllano l'umidità o la perdita durante l'essiccazione a valori approssimativamente pari a:

≤0,2–0,3%

Il controllo dell'umidità è particolarmente utile per mantenere una produzione di resina stabile.

Non dare per scontato che ogni classe THEIC utilizzi lo stesso limite. Verifica le specifiche effettive prima dell'acquisto.

4. Valore di acidità

Il valore di acidità viene spesso trascurato nelle descrizioni online dei prodotti THEIC.

Una specifica commerciale comune è:

≤1,0 mg KOH/g

Poiché il THEIC viene utilizzato come poliolo nella sintesi di resine, il valore di acidità fornisce un ulteriore utile controllo sulla consistenza della materia prima.

5. pH

Le specifiche commerciali THEIC mostrano comunemente un pH quasi neutro, spesso intorno a:

6.5–7.5

Quando si confrontano i dati provenienti da diversi fornitori, è opportuno verificare anche la concentrazione e il metodo di analisi.

6. Torbidità

Alcuni gradi industriali di THEIC includono un limite di torbidità per una soluzione acquosa.

Questo può aiutare a identificare materiali insolubili o contaminazioni che potrebbero non essere evidenti dal semplice valore di purezza.

Per le applicazioni in cui la trasparenza della resina o le proprietà elettriche sono importanti, questo può essere un utile parametro aggiuntivo per il controllo qualità.

7. Impurità metalliche e ioniche

Ciò è particolarmente importante per le applicazioni di isolamento elettrico.

La produzione di THEIC può prevedere l'utilizzo di catalizzatori e fasi di purificazione. Le impurità ioniche residue possono influenzare le proprietà elettriche e la sintesi del poliestere.

Se THEIC verrà utilizzato per lo smalto del filo magnetico o per un altro sistema di isolamento elettrico, chiedere al fornitore se può fornire informazioni su:

• Fe;
• Cu;
• altri ioni metallici;
• cenere o residuo ionico, ove applicabile.

Non tutti i prodotti di livello industriale controllano questi parametri, quindi questo requisito dovrebbe essere discusso prima di effettuare l'ordine.

8. Dimensione delle particelle

La dimensione delle particelle normalmente non modifica l'identità chimica del THEIC, ma può influenzarne la manipolazione e il comportamento di dissoluzione.

Per l'alimentazione automatizzata o per i reattori di grandi dimensioni, verificare se è necessario:

• polvere finissima;
• polvere controllata;
• granuli.

Un modo più utile per confrontare due fornitori di THEIC

Supponiamo che il fornitore A offra:

THEIC ≥99%

mentre il Fornitore B fornisce:

• Valore di idrossile: 640 ±10 mg KOH/g;
• punto di fusione: 133,5–137 °C;
• Valore di acidità: ≤1,0 mg KOH/g;
• umidità: ≤0,2%;
• pH: 6,5–7,5;
• dimensione delle particelle controllata.

Il primo prodotto non è necessariamente peggiore.

Ma il fornitore B ha fornito all'acquirente maggiori informazioni per determinare se il materiale manterrà la sua consistenza in un processo di resinatura esistente.

Per l'approvvigionamento industriale di THEIC, ecco perché una specifica dettagliata e il relativo certificato di analisi (COA) del lotto sono solitamente più utili del solo valore di purezza.

Cosa dovresti chiedere prima di effettuare un ordine all'ingrosso?

Prima di approvare un nuovo fornitore THEIC, richiedere:

• specifiche del prodotto;
• Certificato di analisi (COA) del lotto più recente;
• SDS;
• valore di idrossile;
• valore di acidità;
• umidità o perdita durante l'essiccazione;
• punto di fusione;
• forma fisica e dimensione delle particelle;
• informazioni sull'imballaggio;
• dati sulle impurità metalliche, se richiesti per l'isolamento elettrico;
• campione di produzione per la prova della formulazione.

Successivamente, testa il campione nel tuo effettivo processo di resinatura.

Verifica se cambia:

• tempo di dissoluzione o di fusione;
• comportamento di poliesterificazione;
• viscosità della resina;
• colore della resina;
• prestazioni finali del rivestimento.

Una specifica ti dice se la materia prima soddisfa i limiti definiti. Una prova di produzione ti dice se funziona in il tuo processo.

Imballaggio e stoccaggio

THEIC di FoconsciIl prodotto viene fornito in sacchi da 25 kg, ma sono disponibili anche big bag da 500 kg o di dimensioni maggiori.

Tenete la confezione ben chiusa e conservatela in un luogo asciutto.

Poiché il THEIC è altamente solubile in acqua e i gradi commerciali spesso hanno specifiche di umidità controllata, proteggere il materiale aperto dall'umidità è particolarmente importante.

Anche le polveri devono essere gestite in modo da limitare la produzione di polvere non necessaria.

Domande frequenti

Il THEIC è principalmente un ritardante di fiamma?

Il THEIC contiene azoto e può essere utilizzato in alcuni sistemi ignifughi o come intermedio reattivo.

Tuttavia, il suo ruolo industriale più consolidato è quello di poliolo trifunzionale, soprattutto nei poliesteri resistenti al calore e nei sistemi di isolamento elettrico.

Non deve essere automaticamente considerato un sostituto diretto di un ritardante di fiamma convenzionale.

Qual è il valore teorico dell'ossidrile del THEIC?

Considerando tre gruppi idrossilici e un peso molecolare di circa 261,23 g/mol, il valore teorico è di circa 644 mg KOH/g.

Il THEIC è solubile in acqua?

SÌ.

Il THEIC è altamente solubile in acqua. I dati di riferimento riportano una solubilità di circa 1.190 g/L a 25 °C.

La sua solubilità in etanolo e acetone è molto inferiore.

Il THEIC può sostituire il TMP?

Entrambe presentano tre gruppi idrossilici, ma i loro pesi molecolari e i pesi equivalenti degli OH differiscono sostanzialmente.

Qualsiasi sostituzione deve essere ricalcolata sulla base dell'equivalente OH e confermata tramite test sulla resina.

Perché chi acquista materiale isolante elettrico dovrebbe preoccuparsi delle impurità?

Le impurità ioniche possono aumentare la conduttività elettrica e interferire con la formazione del poliestere.

Per le applicazioni di smaltatura dei fili magnetici e altri isolanti elettrici, il controllo delle impurità può quindi essere importante oltre al valore di purezza di base indicato dal THEIC.

Devo acquistare THEIC in polvere o in granuli?

Scegli in base alle tue attrezzature di produzione.

La polvere può dissolversi o fondersi più rapidamente, mentre i granuli possono ridurre la formazione di polvere durante la manipolazione e l'alimentazione.

Nella produzione automatizzata, la consistenza della granulometria può essere più importante della semplice scelta tra "polvere" o "granuli".“

Assegno finale di acquisto

Per la produzione di resine industriali, non confrontare i fornitori di THEIC utilizzando solo:

Purezza CAS 839-90-7 + 99% + prezzo/kg.

Un confronto migliore è:

Valore di idrossile + valore di acidità + umidità + punto di fusione + impurità + forma delle particelle + consistenza del lotto + prezzo.

Nella produzione generale di poliestere, il valore di idrossile e l'umidità possono essere sufficienti per selezionare un grado.

Per lo smalto dei fili magnetici e la resina isolante elettrica, il controllo delle impurità merita maggiore attenzione, poiché la materia prima diventa parte integrante di un sistema di isolamento elettrico.

Foconsci fornisce Isocianurato di tris(2-idrossietil) (THEIC), CAS 839-90-7 in quantità industriali. Gli acquirenti possono richiedere specifiche, certificato di analisi (COA), informazioni sull'imballaggio e campioni per testare la resina prima dell'acquisto all'ingrosso.