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Artigo técnico analisa a indústria de poliuretanos
Autor: Walter Dias Vilar


Os poliuretanos (PU’s) foram desenvolvidos por Otto Bayer, em 1937, tornando-se uma fantástica história de sucesso e um negócio de muitos bilhões de dólares no mundo atual. Os PU’s são produzidos pela reação de poliadição de um isocianato (di ou polifuncional) com um poliol e outros reagentes como os agentes de cura ou extensores de cadeia, contendo dois ou mais grupos reativos; e diversos aditivos como: catalisadores; agentes de expansão; surfactantes; cargas; agentes antienvelhecimento, corantes & pigmentos, retardantes de chama, desmoldantes, etc. Os isocianatos podem ser aromáticos ou alifáticos. Os compostos hidroxilados podem variar quanto ao peso molecular, natureza química e funcionalidade. Os polióis podem ser poliéteres, poliésteres, ou possuir estrutura hidrocarbônica. A natureza química bem como a funcionalidade dos reagentes deve ser escolhida de acordo com as propriedades desejadas para o produto final.

1 – Histórico - O desenvolvimento comercial dos PU’s começou na Alemanha no final da década de 1930, inicialmente com a fabricação de espumas rígidas, adesivos, e tintas. Os elastômeros tiveram a sua origem na década de 1940, na Alemanha e Inglaterra. Durante a Segunda Guerra Mundial o desenvolvimento dos PU’s foi descontinuado, porém desde 1946 o seu mercado tem apresentado um crescimento enorme. A década de 1950 registrou o desenvolvimento comercial dos PU’s em espumas flexíveis. Durante os anos 60, o uso dos clorofluorcarbonos (CFCs) como agente de expansão das espumas rígidas resultou no grande emprego deste material em isolamento térmico. Na década de 1970 as espumas semi-flexíveis e semi-rígidas revestidas com materiais termoplásticos foram largamente usadas na indústria automotiva. Nos anos 80, o crescimento de importância comercial foi a moldagem por injeção e reação (RIM) e os estudos das relações entre estrutura molecular e propriedades dos PU’s. Na década de 1990 e neste início de milênio, presenciamos a preocupação com o meio ambiente, com as pesquisas voltadas para a substituição dos CFC’s considerados danosos à camada de ozônio terrestre, o desenvolvimento de sistemas que não possuam compostos orgânicos voláteis (VOC’s), e os processos de reciclagem dos PU’s.

2 - Mercado Mundial - O mercado para PU’s, iniciado nos anos 1930, já atingia em 2002 um consumo mundial da ordem de 10 milhões de toneladas, com previsão de 11,6 milhões de toneladas, em 2006 (Tabela 1.1). Atualmente, os PU’s ocupam a sexta posição, com cerca de 5% do mercado dos plásticos mais vendidos no mundo, comprovando ser um dos produtos mais versáteis empregados pela indústria. Os maiores centros consumidores são América do Norte, Europa e o Continente Asiático. É possível obter infinitas variações de produtos pela combinação de diferentes tipos matérias-primas como polióis, isocianatos e aditivos. Centenas de aplicações foram desenvolvidas para atender diversos segmentos de mercado. Na área de espumas flexíveis os PU’s se popularizaram nos segmentos de colchões, estofados e assentos automotivos; os semi-rígidos na indústria automotiva na forma de descansa-braços, painéis, pára-choques, etc; os micro-celulares em calçados; e os rígidos no isolamento térmico de geladeiras, “freezer” e caminhões frigoríficos, na construção civil em painéis divisórios, etc. Além destes, temos os PU’s não celulares usados como elastômeros sólidos, tintas & revestimentos, adesivos & ligantes, fibras, selantes & impermeabilizantes, encapsulamento elétrico, etc.
 
Tabela 1.1 - Demanda mundial de PU por região (1000 t)
 
Região 1998 2002 2006
NAFTA 2.350 2.855 3.265
América do Sul 449 405 450
Oriente 706 680 710
Japão 535 520 535
China 813 1.802 2.409
MEAF 415 485 520
Europa Ocidental 2.620 3.017 3.277
Europa Oriental 315 400 487
Total 8.203 10.164 11.654

Tabela 1.2 - Mercado mundial de PU (%) em 2001 e 2010


 
Produto/Aplicação
2001
2010
Colchões & Estofados
32
26
Calçados
6
6
Elastômeros & RIM
6
7
Espumas Moldadas
15
17
Revestimentos, Adesivos & Selantes
18
19
Construção
17
24
Equipamentos (isolamento térmico)
6
5

2.2 – Mercado Brasileiro - Com a instalação no Brasil das fábricas de isocianatos e polióis, na década de 1970, o setor ganhou impulso e evoluiu rapidamente. Em 1980, o setor já consumia 80 mil toneladas de PU's. Quinze anos mais tarde, a demanda dobrou, tornando-o o maior consumidor de PU na América Latina. Atualmente, o mercado brasileiro de PU com aproximadamente 300.000 toneladas anuais é cerca de 50% do total latino americano e mais de 70% do Mercosul (Tabelas 1.4 e 1.5).

Segundo a ABIQUIM (Associação Brasileira da Indústria Química) a produção de 255 mil toneladas (2003) aparece direcionada para os seguintes segmentos: espumas flexíveis 54%; espuma rígida 19%; CASE (tintas, adesivos, selantes, elastômeros) 16%; espuma flexível moldada 8%; e outras aplicações 3%. Por produto, 49% da produção foram de poliol poliéter, 11% de poliol poliéster, 23% de TDI e 17% de MDI. O mercado nacional fechou 2004 com um faturamento estimado de 520 a 550 milhões de dólares.

Segundo a IAL Consultants o mercado brasileiro em 2003 foi estimado em 291.000 mil toneladas, com a produção direcionada para os segmentos: espumas flexíveis 54%; espumas flexíveis moldadas 11%; espumas rígidas 15% (construção 7% e refrigeração 8%); elastômeros / calçados 13%; adesivos 4%; e tintas 3%.
No mercado brasileiro um dado interessante diz respeito ao peso das Casas de Sistema. Em 2004, as vinte principais Casas de Sistema transformam 70 mil toneladas de matérias-primas em produtos de maior valor agregado, ou seja, por volta de um quarto da produção total de poliuretanos no Brasil.

As Casas de Sistema com maior destaque na história do mercado brasileiro são: BASF (Mauá, SP) - uma empresa com atuação global, presente no mercado brasileiro desde meados de 70; BAYER - outro gigante global também presente no mercado brasileiro desde meados de 70, possuindo uma planta multipropósito em Belford Roxo, RJ; DOW - também presente no mercado brasileiro desde os anos 70, instalou na década de 90 uma Casa de Sistema em Jundiaí, SP; SINTENOR – operou de 1984 até 1999 em Barueri, SP, como Casa de Sistema da antiga PRONOR; COIM – o grupo italiano com atividades no mercado brasileiro desde a década de 80, adquiriu em 1998 a Polimind em Vinhedo, SP; POLY-URETHANE (Ibirité, MG) - fabrica sistemas desde a década de 80; AMINO QUÍMICA (Diadema, SP) começou suas atividades em 1985; TECPUR (Mauá, SP) existe como casa de sistemas há quinze anos; ECOPUR (Jundiaí, SP) - fundada em 1997; HUNTSMAN - no mercado brasileiro desde 1999; UTECH (Bariri, SP) – fabricando sistemas há sete anos; PURCOM (Barueri, SP) é uma das mais novas casas de sistemas, fundada em 2002.

Os artefatos feitos com poliuretanos podem ser fabricados pela mistura direta das matérias primas, e neste caso o fabricante da peça necessita possuir o conhecimento necessário para formular o poliuretano com as propriedades desejadas, a partir das diferentes matérias.

Ao longo da evolução global da tecnologia dos poliuretanos, verificou-se que na maioria dos casos é mais adequado ao fabricante do artefato adquirir tanto a matéria prima quanto o conhecimento para formular, na forma de aquisição de sistemas de dois componentes já formulados. Nesta situação os sistemas de dois componentes são fornecidos pelos fabricantes de sistemas, também conhecidos como Casas de Sistemas, que detêm o conhecimento especializado para formulação de poliuretanos com diferentes propriedades, a partir de diferentes matérias primas.
Nestes sistemas previamente formulados o componente isocianato ou componente (A) pode ser MDI puro, MDI modificado, MDI polimérico, TDI puro, TDI modificado ou ainda, prepolímeros de MDI, como no caso dos sistemas para solados de calçados; e o outro componente denominado poliol ou componente (B) pode conter uma mistura de polióis, com as demais matérias primas, como: extensores ou reticuladores, agentes de expansão, catalisadores, surfactantes, corantes, retardantes de chama, cargas, agentes antienvelhecimento, etc.

Esta grande diversidade resulta no fato de que os artefatos com propriedades físicas e químicas equivalentes possam ser fabricados com poliuretano, partindo-se de matérias primas ou sistemas diferentes. Ou seja, os técnicos podem desenvolver formulações diferentes para obter produtos com características idênticas, a partir do conhecimento adquirido na tecnologia dos poliuretanos. Isto faz com que os PU’s ocupem uma posição de destaque no mercado mundial de polímeros sintéticos de alto desempenho.

Tabela 1.3 – Mercado Latino Americano de PU (ton) / Taxa de Crescimento (%)

Produto
Espumas flexíveis
Espumas rígidas
País
2003
2008
Taxa
2003
2008
Taxa
Argentina
24.350 
27.300 
2,3
6.550 
6.610
0,2
Brasil
187.600 
242.100 
5,2
43.250
48.780
2,4
Chile
18.700
20.720
2,0
3.800 
4.350
2,7
Colômbia
17.880
21.840
4,1
1.600
1.860
3,1
México
84.500
104.300 
4,3
38.950
47.900 
4,2
Peru
10.500
13.570
5,3
2.400
2.820
3,3
Venezuela
14.580
15.500
1,2
1.230
1.400
2,6
Outros
25.300
32.350
5,0
2.750
3.050
2,1
Total
383.440
477.680
4,5
100.530
116.770
3,0

Produto
CASE
Total PU
País
2003
2008
Taxa
2003
2008
Taxa
Argentina
2.780
2,070 
- 5,7
33.680 
35.980
1,3
Brasil
60.800
76.000
4,6
291.650
366.880 
4,7
Chile
1.700
2.110 
4,4
24.230 
27.180
2,3
Colômbia
1.880
1.880
0,0
21.360
25.580
4,7
México
32.490
38.630
3,5 
155.940 
190.830
4,1
Peru
400
450
2,4 
13.300 
16.840
4,8
Venezuela
6.250
5.900
- 1,1
22.060
22.800
0,7
Outros
800
1.100
6,6
28.850
36.500
4,8
Total
107.100
36.500
3,7
591.070
722.590
4,1


2.2 – Mercado Brasileiro - Com a instalação no Brasil das fábricas de isocianatos e polióis, na década de 1970, o setor ganhou impulso e evoluiu rapidamente. Em 1980, o setor já consumia 80 mil toneladas de PU's. Quinze anos mais tarde, a demanda dobrou, tornando-o o maior consumidor de PU na América Latina. Atualmente, o mercado brasileiro de PU com aproximadamente 300.000 toneladas anuais é cerca de 50% do total latino americano e mais de 70% do Mercosul (Tabelas 1.4 e 1.5).

Segundo a ABIQUIM (Associação Brasileira da Indústria Química) a produção de 255 mil toneladas (2003) aparece direcionada para os seguintes segmentos: espumas flexíveis 54%; espuma rígida 19%; CASE (tintas, adesivos, selantes, elastômeros) 16%; espuma flexível moldada 8%; e outras aplicações 3%. Por produto, 49% da produção foram de poliol poliéter, 11% de poliol poliéster, 23% de TDI e 17% de MDI. O mercado nacional fechou 2004 com um faturamento estimado de 520 a 550 milhões de dólares.

Segundo a IAL Consultants o mercado brasileiro em 2003 foi estimado em 291.000 mil toneladas, com a produção direcionada para os segmentos: espumas flexíveis 54%; espumas flexíveis moldadas 11%; espumas rígidas 15% (construção 7% e refrigeração 8%); elastômeros / calçados 13%; adesivos 4%; e tintas 3%.

No mercado brasileiro um dado interessante diz respeito ao peso das Casas de Sistema. Em 2004, as vinte principais Casas de Sistema transformam 70 mil toneladas de matérias-primas em produtos de maior valor agregado, ou seja, por volta de um quarto da produção total de poliuretanos no Brasil.

As Casas de Sistema com maior destaque na história do mercado brasileiro são: BASF (Mauá, SP) - uma empresa com atuação global, presente no mercado brasileiro desde meados de 70; BAYER - outro gigante global também presente no mercado brasileiro desde meados de 70, possuindo uma planta multipropósito em Belford Roxo, RJ; DOW - também presente no mercado brasileiro desde os anos 70, instalou na década de 90 uma Casa de Sistema em Jundiaí, SP; SINTENOR – operou de 1984 até 1999 em Barueri, SP, como Casa de Sistema da antiga PRONOR; COIM – o grupo italiano com atividades no mercado brasileiro desde a década de 80, adquiriu em 1998 a Polimind em Vinhedo, SP; POLY-URETHANE (Ibirité, MG) - fabrica sistemas desde a década de 80; AMINO QUÍMICA (Diadema, SP) começou suas atividades em 1985; TECPUR (Mauá, SP) existe como casa de sistemas há quinze anos; ECOPUR (Jundiaí, SP) - fundada em 1997; HUNTSMAN - no mercado brasileiro desde 1999; UTECH (Bariri, SP) – fabricando sistemas há sete anos; PURCOM (Barueri, SP) é uma das mais novas casas de sistemas, fundada em 2002.

Os artefatos feitos com poliuretanos podem ser fabricados pela mistura direta das matérias primas, e neste caso o fabricante da peça necessita possuir o conhecimento necessário para formular o poliuretano com as propriedades desejadas, a partir das diferentes matérias.

Ao longo da evolução global da tecnologia dos poliuretanos, verificou-se que na maioria dos casos é mais adequado ao fabricante do artefato adquirir tanto a matéria prima quanto o conhecimento para formular, na forma de aquisição de sistemas de dois componentes já formulados. Nesta situação os sistemas de dois componentes são fornecidos pelos fabricantes de sistemas, também conhecidos como Casas de Sistemas, que detêm o conhecimento especializado para formulação de poliuretanos com diferentes propriedades, a partir de diferentes matérias primas.
Nestes sistemas previamente formulados o componente isocianato ou componente (A) pode ser MDI puro, MDI modificado, MDI polimérico, TDI puro, TDI modificado ou ainda, prepolímeros de MDI, como no caso dos sistemas para solados de calçados; e o outro componente denominado poliol ou componente (B) pode conter uma mistura de polióis, com as demais matérias primas, como: extensores ou reticuladores, agentes de expansão, catalisadores, surfactantes, corantes, retardantes de chama, cargas, agentes antienvelhecimento, etc.

Esta grande diversidade resulta no fato de que os artefatos com propriedades físicas e químicas equivalentes possam ser fabricados com poliuretano, partindo-se de matérias primas ou sistemas diferentes. Ou seja, os técnicos podem desenvolver formulações diferentes para obter produtos com características idênticas, a partir do conhecimento adquirido na tecnologia dos poliuretanos. Isto faz com que os PU’s ocupem uma posição de destaque no mercado mundial de polímeros sintéticos de alto desempenho.

Walter Dias Vilar é Doutor em Química e autor do livro "Química e Tecnologia dos Poliuretanos", disponível no site www.poliuretanos.com.br.




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