Su Bazlı Poliüretan (PUD) – Su İzolasyon Membranları

04 Aralık 2019

İbrahim Kecin 
Yüksek Kimyager / Chemist, M. Sc.
Genel Müdür / General Manager
PURİN Poliüretan / PURIN Polyurethane

Ayşenur Dede
Ar-Ge Müdürü / R&D Manager
PURİN Poliüretan / PURIN Polyurethane

Poliüretan dispersiyonlar (PUD) polimer zinciri arasına eklenen bir dispersiyon ajanı yardımı ile su içerisinde dağıtılmış (dispers edilmiş) poliüretan partiküllerinden oluşur. Otomotiv, yapı, tekstil, ambalaj, kayıt vb birçok sektörde yüksek performanslı ve çevreci bir ürün olması nedeniyle tercih edilmektedir. Ulusal ve uluslararası alanda gün geçtikçe kullanımı artmaktadır. Bu artış performans açısından ve insan-çevre sağlığı nedeniyle yasal gerekliliklerden doğan bir tercih olmaktadır. PUD ürünler ile ilgili performans ve maliyet konularına kısaca açıklık getirip yapı sektörü için sunduğumuz reçine ve membran ürünlerini inceleyeceğiz.

Performans Yaklaşımı

Poliüretan dispersiyon ürünler öncelikle polimer zincirinde kullanılan hammaddeler ile performansları hakkında bilgi verir. Kullanılan poliol tipi, izosiyanat tipi seçimi büyük bir önem arz etmektedir. Kullanılacak hammaddeler PUD ürünlere mekanik ve kimyasal direnç gibi değişik özellikler katmaktadır. Kullanılan poliol tiplerine göre PUD ürünlerin bazı özellikleri aşağıdaki tabloda basitleştirilerek gösterilmektedir. Polimer yapısının dışında ilave performans artırıcı katkılar da PUD sistemlere eklenmektedir. Değişik çapraz bağlayıcılar, yapışma artırıcılar, yüzey düzenleyiciler, yanmazlık malzemeleri, tuşe sağlayıcı katkılar bunlardan bazılarıdır. Genel olarak PUD sistemler kendi içinde değerlendirildiğinde bu şekildedir. Geleneksel poliüretanlar ile karşılaştırdığımızda performans açısından ciddi farkları vardır. Bunun temel nedeni ise nano boyutta ürün sentezlenmesidir. Su bazlı poliüretan sistemlerin genel olarak tanecik boyutu 150nm’nin altındadır.

Maliyet Yaklaşımı

Yukarıda belirttiğimiz gibi PUD sistemler yüksek performans ve çevresel faktörler nedeniyle üreticiler için çok önemlidir ancak maliyetleri geleneksel akrilik emülsiyonlardan yüksek olması kullanımını kısıtlamaktadır. Daha uygun maliyetler ve performans için akrilikler ile birlikte kullanım tercih edilmektedir.

Bu iki şekilde yapılmaktadır;
1) Formülatörler veya PUD reçine üreticileri tarafından PUD reçinelerin ve akriliklerin fiziki olarak karıştırılmasıyla,
2) PUD reçine üreticileri tarafından sentez sırasında akriliklerin polimer zincirine katılmasıyla.

Bu ve benzeri işlemler ile PUD bazlı formüller fiyat-performansın optimum olduğu seviyeye kadar ilave katkılarla ucuzlatılabilmektedir. Tabi ki saf PUD reçineler ile aynı performans olmayacaktır. Birçok sektörde yapılan bu işlemlerle PUD kullanımı artmaktadır. Akrilik vb. polimerlerin tek başlarına yeterli olmadığı alanlarda PUD üstün kalitesi ile kendisine yer açmaktadır. PURIN olarak Türkiye’de yaptığımız yatırımlarla PUD teknolojisi ile su bazlı poliüretanları üretiyor ve rekabetçi fiyatlar ile müşterilerimize sunuyoruz. Bu rekabetçi fiyatlar ile müşterilerimiz maliyet ucuzlatmak için diğer polimerlerden ilave etmek zorunda kalmadan yüksek performanslı ürünler üretebiliyorlar.

Su İzolasyon Membranları

Su izolasyon işlemleri bir yapının ömrünü belirleyen en kritik konudur. Yapıları ayakta tutan iskeleti demirdir. Demir ise suyun olduğu yerde paslanacak ve performansı düşecektir. Demirdeki bu zayıflama binalarımızın zamanla çökmesine neden olmaktadır. Bu yüzden binaların ömrünü uzatmak için en fazla işlem su izolasyonudur. Su izolasyon işlemleri ise betona atılan bazı su itici katkılar, beton içi çatlaklarda kullanılan poliüretan enjeksiyonlar ve sürme esaslı likit membranlar şeklinde yapılır. Su izolasyon membranlarında çoğunlukla bitüm türevleri, akrilikler ve poliüretanlar çoğunlukla kullanılmaktadır. Performans açısından poliüretan malzemeler diğer ürünlere oranla çok fazla üstündür. Poliüretan ürünleri incelediğimizde ise çoğunlukla kullanılan tek bileşenli hava ile kuruyan reaktif poliüretan prepolimer esaslı dolgulu malzemelerdir. Bu ürünlerin reaktif olması avantaj ve dezavantajları beraberinde getirmektedir. En önemli avantajı yüzey ile yaptığı iyonik bağlanma ile yapışmanın çok yüksek olmasıdır.

Poliüretan prepolimer bazlı izolasyon membranlarının dezavantajları ise;
• Raf ömrünün kısa olması,
• Nemli yüzeylere uygulama yapılamaması,
• UV direncinin kısıtlı olması,
• Üreticiler için üretim zorluğu,
• Sistemin solvent içermesi.

PURIN, su izolasyon membranı için yüksek performanslı poliüretan prepolimer reçinelerini kurulduğu 2015 yılından bu yana üretiyor ve müşterilerine sunuyor. Ancak yenilikçi yanımız ve güçlü Ar-Ge birikimimizle 2018 yılı başından beri PUD Teknolojisi ile Su Bazlı Poliüretan Dispersiyon (PUD) ürünleri üretmekteyiz. Su izolasyonu için esnek dolgulu sistemler için ve sertşeffaf seramik yüzeyler için olmak üzere iki farklı reçine üretmekteyiz.

1) Esnek Su İzolasyon Membran Reçinesi:

Bu ürün polieter bazlı poliüretan dispersiyon reçinesidir. Reçine içerisine dolgu vb. katkılar ile membran ürününe çevrilebilen alifatik yapısı ile sararmayan, esnek bir üründür. Reçineyi tanımlayan bazı test sonuçlarını aşağıda bulabilirsiniz

2) Sert Su İzolasyon Membranı:

Diğer bir ürünümüz ise sert elastik olarak tanımladığımız seramik yüzeyler için şeffaf bir malzemedir. Yapısal olarak polikarbonat poliol esaslı alifatik poliüretan dispersiyondur. Bu ürün önceki gibi dolgunu sistem için değil doğrudan kullanıma hazır bir üründür. Şeffaf özelliği ile üzerine uygulanan seramik vb. yüzeylerin görselliğini korur. Ürünü tanımlayan bazı test sonuçlarını aşağıda bulabilirsiniz.

Su bazlı poliüretan dispersiyon izolasyon ürünlerinin diğerlerine göre avantajlarını şu şekilde özetleyebiliriz;
• Yüksek Mekanik Performans: Poliüretan dışı ürünlere göre çok yüksek mekanik performansa sahiptir. Poliüretan prepolimerler ile benzer performanslara sahiptir,
• Yüksek Kimyasal Performans: Hidroliz direnci çok yüksek, sulu ortamlarda parçalanmaz,
• Nemli Yüzeylere Uygulanabilir: Poliüretan prepolimer esaslı sistemler zemindeki neme çok duyarlıdır. Nemli yüzeylere uygulama yapılamaz ancak PUD membranlar yapılarında zaten su vardır. Bu sebeple her türlü nemli hatta ıslak yüzeylere rahatlıkla uygulama yapılabilir,
• UV Sararmaz: Poliüretan prepolimer esaslı ürünlerin çoğu aromatik yapılıdır ve sararmayı geciktirmek için UV güçlendirici katkılar kullanılır ancak belirli bir süre sonra sararma olacaktır. PUD membran sistemler ise yapısı gereği alifatik olarak üretilmektedir. Bu nedenle sararma sorunu olmaz,
• Çevreci Ürün: Poliüretan prepolimer esaslı ürünler yanıcı ve parlayıcı solvent içerir. Çevre ve insan sağlığı açısından riskleri ortaya koyar. PUD membranlar su bazlı sistemler olması nedeniyle insan ve çevre sağlığı ile ilgili risk taşımaz.
• Üretim Kolaylığı: Poliüretan prepolimer esaslı ürünlerin üretimleri riskler içermektedir. Ürünün nem ile etkileşmesi, ısının artması ve reaktivitenin artması,
paketleme, solventli sistem olması, raf ömrü ve üretim için gerekli özel katkıların stok maliyetleri ve bu katkıların yüksek maliyetleri üretimi zorlaştıran parametrelerdir. PUD membranlarda reçine su bazlıdır ve reaktif değildir. Bu nedenle yukarıdaki risklerin hiçbiri söz konusu değildir. Üretimi boya formülü yaparcasına kolaydır.
• Uzun Raf Ömrü: Poliüretan prepolimer malzemeler nem ile reaksiyonlarına devam ederler. Prepolimer içine dolgu malzemesi girdiğinizde dolgudan gelen nemin yok edilmesi gerekir. Bunun için özel kimyasallar kullanmanız gerekmektedir. Buna rağmen reaktif ürünlerin ambalaj içinde zamanla viskoziteleri artar hatta gerekli katkıların kullanılmadığı durumlarda ürün ambalaj içinde katılaşabilir. Bu nedenle bu ürünlere PUD membran sistemlerinde reçine reaktif olmadığından özel katkılara da gerek duymadan ürünün raf ömrü 12-24 ay gibi uzun bir süre elde edilebilir.
• Maliyet Avantajı: Poliüretan prepolimer esaslı membran ürünleri genellikle aromatiktir ve UV güçlendiriciler kullanılır. Bu sistemin maliyeti ve kullanılan özel katkıların stok maliyetleri düşünüldüğünde PUD membranların üreticilere maliyeti benzer rakamlarda olmaktadır. Tabi PUD membranların alifatik olması büyük avantaj ortaya koymaktadır. Poliüretan prepolimer esaslı alifatik bir reçine kullandığınızda ise PUD membran maliyetleri kesinlikle daha düşük maliyette olacaktır.

Sonuç olarak PURIN Poliüretan PUD Teknolojisi ile yeni ve özellikli ürünler üretmeye devam ediyor. Bazen teknik ekibimizin tasarladığı bazen ise müşterilerimizin talepleri doğrultusunda geliştirdiğimiz ürünler pazara farklılıklar katmakta. Yüksek performanslı ürünlerimizi çevre ve insan sağlığına duyarlı konumumuzla ve müşterilerimize maliyet avantajı sağlayarak sürdürülebilir süreçler tasarlıyoruz. Ulusal ve uluslararası sertifikalarımızla PUD ürünlerimizi Türkiye ve bölge ülkelere sunmaktayız.