Aplicación de poliuretano en las cubiertas de las ruedas de repuesto.

La cubierta de la rueda de repuesto del automóvil (también conocida como moqueta del maletero o moqueta del compartimento de equipaje) se instala dentro del maletero del vehículo y cumple principalmente las siguientes funciones:

1. Ocultación: Separa el compartimento de la rueda de repuesto del maletero, ocultando la rueda y las herramientas, lo que garantiza una apariencia uniforme y una distribución coherente del maletero. Por ello, la tapa de la rueda de repuesto no puede ser pequeña.

2. Capacidad de carga: Debe soportar parte del peso de los objetos guardados en el maletero. Por ello, la cubierta de la rueda de repuesto debe ser robusta, fiable y duradera.

3. Aislamiento acústico y amortiguación de vibraciones: La cubierta de la rueda de repuesto puede bloquear parte del ruido generado por el chasis y las ruedas traseras, convirtiéndose así en una parte integral del sistema NVH (Ruido, Vibración y Aspereza) del vehículo. Esto requiere que el material de la cubierta de la rueda de repuesto posea ciertas propiedades de absorción acústica y amortiguación de vibraciones.

A lo largo de la historia del desarrollo de las cubiertas para ruedas de repuesto, se han utilizado diversos materiales, como paneles de nido de abeja de PHC, paneles compuestos de PU, paneles de PP moldeados por inyección, paneles de nido de abeja de PP, paneles SMC y tableros de fibra dura, cada uno con características de rendimiento diferentes. Debido a factores como la escasa resistencia a altas temperaturas del PP, su peso excesivo, su insuficiente respeto al medio ambiente o el deficiente aislamiento acústico y la escasa capacidad de amortiguación de vibraciones de otros materiales, su cuota de mercado está disminuyendo gradualmente.

Según un documento compartido por BASF, los paneles de nido de abeja PHC ofrecen el mejor rendimiento general, satisfaciendo las demandas actuales del mercado de productos ligeros, ecológicos y resistentes, y son actualmente uno de los materiales más utilizados.

Hoy nos centraremos en el tema y presentaremos dos procesos de producción de paneles para cubiertas de ruedas de repuesto fabricados con poliuretano: paneles de nido de abeja de PHC y paneles compuestos de PU.

1. Paneles de nido de abeja PHC

Los paneles PHC (Panal de Papel) se fabrican basándose en el principio de las estructuras naturales de panal. El papel base corrugado se adhiere para formar innumerables hexágonos huecos regulares, creando una estructura portante integral —el núcleo de papel— que luego se lamina con papel de revestimiento en ambos lados, dando como resultado un nuevo tipo de material con estructura tipo sándwich, ecológico y de bajo consumo energético.

Cuando se utilizan como cubiertas para ruedas de repuesto, los paneles de nido de abeja de PHC se combinan con la tecnología de pulverización de material compuesto de poliuretano (PU-R-CSM). El núcleo de nido de abeja de papel se refuerza con materiales fibrosos como la fibra de vidrio y, posteriormente, se rocía con poliuretano para un moldeo compuesto eficaz, formando un material compuesto de poliuretano más resistente y ligero que los paneles tradicionales.

El flujo del proceso específico, tomando como referencia Wuxi Gissing Muqiao, es el siguiente:

(1) El cartón alveolar sin estirar se procesa adecuadamente utilizando un dispositivo de estiramiento y conformado;

(2) Las esteras de fibra de vidrio se colocan uniformemente en ambos lados del cartón alveolar;

(3) El poliuretano se rocía uniformemente en ambos lados del sustrato mencionado. La cantidad total de rociado depende de las normas de resistencia y capacidad de carga del fabricante, que generalmente oscilan entre 250 y 600 g/m²;

(4) El sustrato se envía a un molde de prensa caliente para moldeo por compresión. Las temperaturas superior e inferior del molde se ajustan a 100–130 °C, la presión a 8–12 MPa y el tiempo de prensado en caliente a 280–350 segundos;

(5) El sustrato prensado se retira y se enfría a temperatura ambiente en un dispositivo de enfriamiento durante 40–60 segundos;

(6) Después de enfriar y dar forma, se rocía adhesivo termofusible en un lado a 90–130 g/m² y se lamina la tela no tejida;

(7) Los accesorios se instalan, inspeccionan y embalan.

Parámetros de referencia del producto terminado:

Parámetro Valor

Grosor del núcleo de panal de papel 12 mm

Estera de fibra de vidrio picada 600 g/m²

cantidad de aerosol de PU 600 g/m²

Espesor del sustrato 12 mm

Densidad del sustrato 0,25 g/cm³

Este proceso ofrece ventajas como procesamiento sencillo, curado rápido, bajo olor, alta automatización, baja intensidad de mano de obra y una calidad superior del producto. Actualmente, es la tecnología de producción más avanzada para las cubiertas de las ruedas de repuesto.

2. Paneles compuestos de poliuretano

La estructura de las cubiertas para ruedas de repuesto fabricadas con paneles compuestos de poliuretano es muy similar a la de los revestimientos del techo de los automóviles, y el proceso de producción también es similar.

El diseño estructural es el siguiente: La capa de poliuretano (PU) se ubica en el centro, con capas adhesivas de fibra de vidrio en los lados superior e inferior. La capa adhesiva superior de fibra de vidrio está cubierta con una capa de tejido superficial, mientras que la capa adhesiva inferior de fibra de vidrio está cubierta con una capa de tejido no tejido.

El flujo del proceso, que también hace referencia a Wuxi Gissing Muqiao, es el siguiente:

(1) Prepare todas las capas de materiales. La capa de PU generalmente está hecha de PU microcelular;

(2) Se colocan capas adhesivas de fibra de vidrio en ambos lados de la capa de PU, y se coloca tela no tejida debajo de la capa inferior de fibra de vidrio;

(3) El sustrato anterior se envía a un molde de prensa caliente para moldeo por compresión, luego se retira y se enfría a temperatura ambiente;

(4) El panel compuesto moldeado se envía a un horno para su calentamiento. Luego, la capa superior se une a la capa de tejido superficial y se envía a un molde para su moldeo por compresión.

Nota: La capa adhesiva de fibra de vidrio se fabrica combinando fibra de vidrio con polipropileno (PP) o polietileno de alta densidad (HDPE) mediante compresión a alta temperatura, alta presión y posterior enfriamiento. Ofrece una fuerte adhesión y elimina la necesidad de adhesivos adicionales, reduciendo así las emisiones de COV.

Este tipo de cubierta para rueda de repuesto se caracteriza por su ligereza, alta resistencia, buen aislamiento térmico y excelente absorción acústica y amortiguación de vibraciones.

Como se mencionó anteriormente, la cubierta de la rueda de repuesto es un componente interior automotriz de gran superficie y forma parte del sistema de ingeniería NVH del vehículo. No solo requiere flujos de proceso e indicadores de rendimiento específicos, sino que también se evalúan sus valores de contribución de COV y olores. La optimización se lleva a cabo tanto desde las materias primas como desde los procesos de síntesis. A continuación, se presentan los indicadores de referencia de COV y olores para las cubiertas de ruedas de repuesto terminadas:

(Nota: Los indicadores de referencia de COV y olores mencionados en el texto original no se proporcionaron en formato numérico, por lo que no se incluyen aquí. Si dispone de datos específicos, puedo añadirlos).

Resumen

De lo anterior se desprende que las tecnologías de producción avanzadas actuales para las cubiertas de las ruedas de repuesto aprovechan al máximo las ventajas de los materiales de poliuretano: ligereza, facilidad de procesamiento, buen aislamiento térmico, absorción acústica y amortiguación de vibraciones, además de ser respetuosos con el medio ambiente. Gracias a los numerosos beneficios que estas nuevas tecnologías aportan a la reducción de peso, la seguridad y la protección ambiental en la industria automotriz, también se utilizan ampliamente en otras aplicaciones del sector. Por ejemplo, la tecnología PHC se emplea en paneles de bandejas traseras, paneles de piso, techos corredizos y bandejas portaobjetos, mientras que los paneles compuestos de poliuretano se utilizan en revestimientos de techo y alfombras.