Le colle poliuretaniche, o colle PU, sono adesivi creati a partire da un polimero chiamato poliuretano. Le colle a base di prepolimero poliuretanico o colle PU sono adesivi monocomponenti termoindurenti che reagiscono a contatto con l‘umidità dell‘ambiente e il pezzo da incollare. Questi adesivi hanno delle proprietà speciali: sono impermeabili, resistenti alle alte temperature e si asciugano velocemente.
La colla poliuretanica è in grado di creare legami resistenti tra due materiali diversi. In numerose applicazioni industriali l’utilizzo di adesivi è una valida alternativa a metodi di fissaggio tradizionali quali rivettature e saldature. Tra le tecnologie di assemblaggio industriale, gli adesivi reattivi hanno progressivamente sostituito o integrato i metodi di fissaggio meccanico tradizionali. Tra questi, le colle poliuretaniche occupano una posizione rilevante grazie alla loro capacità di formare legami intermolecolari forti su substrati eterogenei.
Tipologie di Colla Poliuretanica
Il mondo della colla poliuretanica è estremamente variegato ed è possibile scegliere tra tantissimi prodotti per ottenere il risultato migliore per la propria applicazione. Ogni tipologia di adesivo ha caratteristiche specifiche che la rendono più adatta a particolari applicazioni rispetto ad altre.
Adesivi Monocomponenti (1K)
Le colle a base PU sono disponibili in diversi livelli di viscosità, partendo da una consistenza liquida per arrivare ad una pastosa, che si adattano a diversi campi di impiego. Le colle con consistenza più densa, ad esempio, sono più adatte per gli incollaggi in verticale e sono le preferite quando si lavora in cantiere. La variante più fluida trova il suo impiego ideale nell‘incollaggio di grandi superfici e in falegnameria in genere.
Entrambe le consistenze si lasciano lavorare bene per mezzo di una spatola; nel caso della colla più fluida si può optare anche per uno stendicolla. Gli adesivi poliuretanici monocomponenti sono spesso preferiti da hobbisti e utilizzatori occasionali per la loro semplicità di utilizzo ed economicità.
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Per gli adesivi PU monocomponenti la reazione chimica con acqua è essenziale per la reticolazione. Il meccanismo di polimerizzazione che porta alla polimerizzazione della colla poliuretanica monocomponente si basa sulla presenza di umidità nell’aria e sulle superfici. L’acqua permette infatti di dare inizio alla reazione chimica di polimerizzazione e porta in breve tempo alla formazione di una pelle. Se la colla non può ricevere l‘umidità necessaria dai materiali o dall‘ambiente, se necessario, è possibile bagnare accuratamente i pezzi da lavorare. Uno dei materiali da incollare deve essere poroso o contenere umidità. Nel caso di due materiali non porosi, spruzzare una nebbia d’acqua leggera (da 10 a 15 g/mq) sulla pellicola adesiva. Il tempo di presa dipende dall’umidità e dalla temperatura.
Molti adesivi di questo tipo coniugano l’elevata rapidità di polimerizzazione con una espansione del materiale che li rende adatti a colmare giochi tra componenti e cavità. Il diverso grado di formazione della schiuma è indicato nella scheda tecnica di ogni adesivo PU. Le colle 1K contengono prepolimeri con gruppi (-NCO) liberi che necessitano di un reagente esterno per polimerizzare: l’acqua. Questa può provenire dall’umidità atmosferica o dall’umidità residua dei substrati. Successivamente, l’ammina formata reagisce con altro isocianato per formare gruppi urea. La dipendenza dalla diffusione dell’umidità fa sì che la polimerizzazione proceda dall’esterno verso l’interno.
Adesivi Bicomponenti (2K)
Gli adesivi poliuretanici bicomponenti sono composti da una resina e un indurente. Tecnicamente, una colla poliuretanica bicomponente è un sistema adesivo reattivo costituito da due formulati distinti, denominati Parte A (resina o poliolo) e Parte B (indurente o isocianato). Le colle bicomponenti superano i limiti delle monocomponenti contenendo il reagente necessario (il poliolo con gruppi -OH) direttamente nella formulazione.
La parte A è tipicamente una miscela di polioli, cariche minerali, catalizzatori e additivi. La parte B è costituita da diisocianati, prevalentemente MDI (difenilmetano diisocianato) in varie forme (monomerico, polimerico o prepolimerizzato). L’impiego della colla poliuretanica bicomponente costituisce uno standard tecnico per applicazioni industriali che richiedono adesione strutturale, resistenza chimica e stabilità termica.
Gli adesivi poliuretanici bicomponenti possono apparire di più difficile utilizzo a causa della necessità di mescolare nel giusto rapporto ed efficacemente due componenti. Tuttavia va tenuta in conto la possibilità di optare per diverse miscele e di ottimizzare la composizione per le varie applicazioni. Il processo è governato dalla cinetica di reazione. Si passa dalla miscelazione e bagnatura (viscosità minima), all’aumento del peso molecolare, fino al punto di gelo, dove il sistema diventa un gel solido elastico.
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Le resistenze chimiche di una colla poliuretanica bicomponente sono determinate dalla natura della catena polimerica e dalla densità di reticolazione. Un sistema correttamente formulato e polimerizzato mostra inerzia nei confronti di idrocarburi, oli lubrificanti, grassi industriali, acidi diluiti e basi deboli.
- Tempo aperto (open time): intervallo operativo massimo tra miscelazione e accoppiamento.
- Tempo di pressa (press time): periodo mandatorio sotto pressione.
- Tempo di gelo (pot life): tempo in cui la viscosità raddoppia a una data temperatura (solitamente 20°C).
Adesivi Poliuretanici Hot Melt
La categoria degli adesivi poliuretanici hot melt unisce caratteristiche dei polimeri termoplastici a quelle tipiche degli adesivi termoindurenti. La transizione da liquido a solido in una prima fase è puramente fisica e avviene per raffreddamento. I campi di applicazione degli adesivi hot melt sono molteplici poiché garantiscono ottima adesione su legno, plastiche e anche metalli.
La Diluizione di Prodotti Poliuretanici: Focus sulla Vernice
Mentre la diluizione della colla poliuretanica non è una pratica comune e di solito non raccomandata dai produttori per non alterare le proprietà adesive e meccaniche, esistono chiare indicazioni per la diluizione della vernice poliuretanica.
Per diluire vernice poliuretanica, è consigliabile utilizzare diluenti specifici per poliuretano, in genere a base di solventi come acetone o diluenti specifici per poliuretano. La miscela per diluire la vernice poliuretanica è composta da solventi specifici, come l’acetone o l’essenza di trementina, in grado di ridurre la viscosità del prodotto. Il processo di diluizione consente una migliore lavorabilità della vernice, facilitando la stesura e garantendo una finitura uniforme.
È importante seguire attentamente le indicazioni del produttore sulla quantità di diluente da utilizzare per ottenere la consistenza desiderata. Si consiglia di effettuare un test su una piccola superficie prima dell’applicazione su larga scala per verificare la compatibilità e il risultato finale. Il solvente per vernice poliuretanica è un prodotto specifico progettato per pulire e diluire vernici a base di poliuretano. Questo solvente è essenziale anche per la preparazione delle superfici e per la pulizia degli attrezzi utilizzati durante il processo di verniciatura. Usa la vernice diluita entro il tempo consigliato per evitare l’indurimento precoce.
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Tazza per catalizzare e diluire vernice o fondo .
Consigli per l'Applicazione e la Sicurezza
Quando si lavora con adesivi poliuretanici, è fondamentale seguire alcune pratiche per garantire sia l'efficacia dell'incollaggio che la propria sicurezza.
- Preparazione delle superfici: Le superfici devono essere pulite da qualsiasi tipo di polvere, sporcizia o grasso. Asciugale bene.
- Applicazione: Se si vuole incollare un pezzo di legno ad altri materiali, applica uno strato sottile di colla poliuretanica per legno ad entrambi le superfici. L’assemblaggio deve essere eseguito immediatamente e con una pressione uniforme applicata su tutta la superficie. Premi le parti e tienile insieme per un minimo di 3 ore, se c’è bisogno con l’aiuto di un morsetto o di un oggetto pesante.
- Riempimento: Puoi utilizzare questa colla per riempire i buchi lasciati dai fori dei pioli nelle assi di legno, o per sistemare degli oggetti. Puoi usarla, ad esempio, anche per sistemare le gambe di un tavolo da giardino.
- Sicurezza: Indossa dei guanti per proteggere la pelle. Il prodotto può essere dannoso se inalato ed irritare occhi, vie respiratorie e pelle. Da quando si usa, è consigliabile usare sempre i guanti di lattice. Se ci si sporca il vestiario, è difficile rimuovere la colla.
Conservazione dei Prodotti Poliuretanici
La colla poliuretanica reagisce con l'umidità dell'aria con cui va a contatto. Per questo per aumentarne espansione e velocizzarne l'attivazione si è soliti vaporizzare acqua sugli incollaggi. Non ci sono speranze di conservarla molto a lungo, dopo un po' all'interno si forma il tappo. Trasferirla in altro contenitore è un errore perché va a contatto con l'aria e nel versarla si emulsiona inevitabilmente, accelerando il processo.
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