C A P Í T U L O  1

 

Espuma Flexível de Poliuretano

 

1. DEFINIÇÃO

 

Uma Espuma Flexível de Poliuretano é um material sintético, obtido através de reações químicas entre substâncias de origem mineral e petroquímica. Esses produtos básicos que, na sua maioria encontram-se na forma líquida, quando misturados reagem entre si dando origem a um material plástico celular expandido.

 

São materiais, normalmente, fabricados numa faixa de densidade entre 8 e 80 Kg/m3, constituídos de células abertas altamente reticulados. Em outras palavras, o ar pode fluir através da estrutura muito facilmente. Materiais essencialmente macios, flexíveis e resilientes, as espumas flexíveis são produzidas facilmente numa ampla variedade de formas, por corte ou moldagem.

 

As espumas flexíveis de poliuretano são utilizadas em mobiliários tipo estofados, poltronas, assentos e encostos de cadeiras de escritório, além de colchões e travesseiros. Além dessas aplicações mais comuns, essas espumas são muito utilizadas em dublados com tecidos e não-tecidos no ramo automobilista, calçadista e na indústria de bonés.

 

As espumas flexíveis são utilizadas ainda na confecções de artigos de higiene e limpeza, tais como, esponjas para banho (esponja mar) e espumas para limpeza de utensílios e talheres (esponja de pia).

 

Encontramos ainda, aplicações bem específicas de espumas flexíveis de poliuretano, tais como, espuma de rolo para pintura de paredes; espuma para alisar cimento; corpos de filtros de ar; filtros de hemodiálise (espumas a base de poliésteres); artefatos de limpeza de oleodutos (apelidados de torpedos ou “pigs”).

 

Ainda podemos encontrar as espumas flexíveis de poliuretano em embalagens de artigos sensíveis, como protetores contra choques; em placas para isolamento acústico e térmico, em ambientes como salas de gravações musicais e auditórios.

 

As espumas de poliuretano são tão fáceis de ser produzidas e de ter suas cadeias químicas modificadas de forma a adequar suas características físicas e físico-químicas às suas aplicações que, muitas outras novas e inéditas aplicações poderão surgir ao longo do tempo. É importante que, para tal, consideremos a espuma flexível de poliuretano como uma matriz plástica celular e capaz de servir de suporte para inúmeros tipos de cargas orgânicas e inorgânicas inertes ao meio reacional de formação do poliuretano. Baseadas nesta visão de produto, inúmeras novas invenções poderão surgir, utilizando as espumas flexíveis de poliuretano como uma matriz de suporte.    

 

 

2. HISTÓRICO

 

O primeiro isocianato foi preparado em 1849 por Wurtz, que sintetizou um isocianato alifático. Estudou suas reações com álcoois e aminas (grande importância comercial), preparando a primeira uretana.

 

Em 1850, Hoffman preparou o primeiro isocianato aromático.

 

Em 1884, descobriu-se a reação entre aminas primárias e fosgênio, que ainda é a única rota de síntese comercial de isocianato utilizada hoje em dia.

 

Em 1937, Otto Bayer descobriu a polimerização de diisocianatos, que resultou na preparação de poliuretanos. A reação do diisocianato de hexametileno com diaminas e diglicóis, produziu materiais com propriedades de interesse no campo de plásticos e fibras.

 

Durante a II Guerra Mundial, a Alemanha estendeu o desenvolvimento dos poliuretanos a mercados tais como os de espumas rígidas, adesivos e revestimentos. Estas aplicações ganharam certa importância comercial na Alemanha, mas não eram conhecidas fora desse país, até que os registros alemães fossem analisados após a guerra.

 

O interesse inicial nos Estados Unidos recaiu sobre a espuma rígida, a qual despertou grande interesse na área   militar.  Muitas   indústrias   iniciaram   experiências   patrocinadas   pelo

governo americano.

 

Em 1950, a Du Pont e a Monsanto, nos Estados Unidos, iniciaram a produção em pequena escala de isocianatos.

 

Em 1953, a Bayer e a Du Pont introduziram comercialmente os componentes da formulação para a produção de espumas flexíveis e elastômeros, a partir de polióis poliésteres.

 

Em 1956, iniciou-se a produção comercial de espumas flexíveis em uma só etapa (método “one shot”), à base de polióis poliésteres e TDI (tolueno diisocianato).

 

Em 1958, o mesmo processo foi estendido aos polióis poliéteres e, com novos desenvolvimentos de catalisadores e surfactantes, deu-se início ao crescimento extraordinário das espumas flexíveis de poliuretano.

 

O ano de 1958 também foi o início da ampliação do mercado das espumas rígidas, quando então, a Du Pont descobriu que o uso dos fluorocarbonos como agentes de expansão duplicava a eficiência térmica das espumas rígidas. No princípio da década de 60, iniciou-se o emprego de espumas rígidas na refrigeração, tanto em geladeiras, como em caminhões frigoríficos. Desde  então, vêm sendo descobertas novas aplicações para os poliuretanos, e o seu consumo tem se expandido consideravelmente nos mais diversos setores, tais como: elastômeros, tintas, revestimentos, RIM, pele integral, espuma flexível moldada, etc.

 

 

3. HISTÓRICO NO BRASIL

 

As primeiras fábricas no Brasil a produzirem espumas flexíveis de poliuretano em larga escala foram a Piraespuma e a Vulcan em meados da década de 60 a partir de matérias-primas importadas.

 

Em 1973 no Brasil, a PRONOR PETROQUÍMICA SA iniciou a produção de TDI, utilizando tecnologia da Dynamit Nobel AG no Pólo Petroquímico de Camaçari, na Bahia.

 

Em 1994 os fornecedores de matérias-primas para fabricação de espumas flexíveis de poliuretano no Brasil eram, basicamente, a Pronor Petroquímica (TDI 80/20 e TDI 65/35) e Dow Química (polióis poliéteres triol MW3000, o 100% PO e o PO/EO).

 

A Pronor possuía um Market Share de cerca de 70% do mercado nacional de TDI 80/20, e a Dow, um Market Share de cerca de 80% do mercado nacional de polióis básicos para PU flexível. O restante do mercado de TDI era dividido pela Olim Brasil e algum TDI importado direto por clientes e traders do mercado (ex: TDI da Enichen, Itália; e, TDI Basf, Alemanha). E, o restante do mercado de poliol era abastecido pela Arco Química (importação).

 

Em 1996 a Pronor encerrou definitivamente a produção de TDI 65/35 no Brasil. À época havia comentários nos bastidores de um acordo entre Pronor e Bayer, onde a Bayer forneceria o TDI 65/35 (Alemanha) para Pronor e MDI para a Casa de Sistemas do grupo (Sintenor) e em contrapartida a Pronor não fabricaria mais o TDI 65/35, cujo excedente de mercado nacional acabava negociado na Europa e África.

 

A demanda deste TDI 65/35 era extremamente pequena quando comparada com o mercado do TDI 80/2, que na época a Pronor atendia basicamente três grandes clientes, Colchões Castor (Colchões – Ourinhos-SP), Induspuma (Colchões – Sumaré e depois, Campinas-SP) e Espumasinos (Dublados para Calçados – São Leopoldo-RS).

 

Em 1996 a Pronor passa a sofrer a concorrência da PRIII (Petroquímica Rio Tercero) da Argentina, que passou a vender TDI a granel e em tambor para clientes do mercado, principalmente, para a região Sul do Brasil. Consequentemente a Pronor começou a perder seu Market Share de TDI 80/20 no mercado nacional.

 

Em 1997 a Dow comprou a Pronor do grupo Mariane (da Bahia) e constituiu a Isopol. Neste ano, a Dow Química passou a ter o par TDI/poliol no Brasil.

 

Tamanho do mercado de espumas flexíveis

no Brasil nos anos 1996/1997

 

Faturamento em PQ’s: US$ 1,000,000,000 (Um bilhão de dólares)

 

Matérias-primas básicas (PQ’s) e respectivos volumes estimados:

 

• • Poliol Poliéter Triol (PM=3.000)              → 110.000 ton/ano

  • Poliol Polimérico (Copolímero)                → 3.000 ton/ano

  • Óleo de Mamona                                   → 4.200 ton/ano

  • TDI 80/20 (Tolueno diisocianato)          → 60.000 ton/ano

  • Silicone (Surfactante)                            → 1.200 ton/ano

  • Cloreto de Metileno                               → 2.000 ton/ano

  • Catalisadores (Amina e Estanho)           → 300 ton/ano

  • Corantes e Pigmentos                            → 200 ton/ano

  • Carga Mineral                                        → 10.000 ton/ano

 

Número aproximado de fornecedores (fabricantes e distribuidores) de produtos químicos (PQ’s) para espumas flexíveis que atuam nas regiões:

 

• Região Sul                         ......... 20

• Região Sudeste                  ......... 20

• Região Norte/Nordeste        ......... 15

• Região Centro-Oeste                    ......... 12

 

Número estimado de fabricantes de espumas:

 

• 250 + 10%

 

Número estimado de fabricantes por estado (1996):

 

• São Paulo         ........................... 50

• Amazonas        ........................... 04

• Paraná             ........................... 45

• Mato Grosso     ........................... 04

• Minas Gerais    ........................... 35

• Paraíba            ........................... 04

• Rio G. do Sul    ........................... 25

• Rio G. do Norte ........................... 03

• Pernambuco     ........................... 18

• Sergipe            ........................... 03

• Goiás               ........................... 11

• Alagoas          ........................... 02

• Ceará              ........................... 10

• Mato G. do Sul ............................ 02

• Bahia               ........................... 06

• Maranhão        ........................... 02

• Rio de Janeiro ........................... 06

• Piauí                ........................... 02

• Pará                ........................... 05

• Rondônia         ........................... 01

• Santa Catarina ........................... 05

 

Número estimado de fabricantes por região:

 

• Região Sudeste ..................... 90

• Região Sul ............................. 75

• Região Nordeste .................... 49

• Região C. Oeste .................... 17

• Região Norte ......................... 11

 

Produção total estimada de espuma:

 

• 180 mil toneladas

 

Total estimado de espumas de colchão:

 

• 115 mil toneladas

 

Total de colchões fabricados (estimado):

 

• 16 milhões de unidades

 

Nos fins dos anos 90, a Lyondell absorvera os negócios de TDI 80/20 da Olim Brasil e os negócios de poliol básico da Arco Química. Entretanto, ambos os negócios eram operações de importação com tancagem de produto a granel na Stolt, no complexo do Porto de Santos/SP.

 

Entre os anos de 2000 e 2001, a Bayer compra o negócio de polióis da Lyondell, que não só envolvia a compra do poliol básico de PU flexível, como também, de outros polióis especiais, tais como, polióis para espuma flexível moldada, poliol para espuma hipersoft e poliol para espuma viscoelástica.

 

Em 2004, encontramos um mercado altamente competitivo e disputado por big players e seus respectivos distribuidores. Tivemos nesse cenário a Dow/Isopol (Poliol e TDI); a Bayer (Poliol e TDI); a Lyondell (TDI); a PRIII (TDI); a Rapsol (Poliol); a Basf (Poliol e TDI); a Shell (Poliol). O mercado de Poliol Polimérico (Copolímero), que é uma mistura estabilizada de poliol poliéter com poli(estireno-acrilonitrila) (SAN) utilizado para o aumento de dureza das espumas, foi dividido entre Dow, Bayer, Arch Chemical, Basf, Shell e Rapsol.

 

Entre os anos de 2005 e 2006 a Rapsol praticamente se retira do mercado de poliuretano no Brasil, passandp a atender um ou outro cliente apenas através de importação direta.

 

Tamanho do mercado de espumas flexíveis

no Brasil nos anos 2006/2007

 

Número estimado de fabricantes de espumas (2006):

 

• • 300 + 10%

 

Matérias-primas básicas e respectivos volumes de consumo anual estimados:

 

• Poliol Poliéter Triol (PM=3.000)         → 110.000 ton/ano

• Óleo de Mamona                               → 27.500 ton/ano

• TDI 80/20                                        → 80.000 ton/ano

• Silicone                                            → 2.000 ton/ano

• Cloreto de Metileno                           → 2.600 ton/ano

• Catalisadores (Amina e Estanho)      → 300 ton/ano

• Corantes e Pigmentos                       → 200 ton/ano

• Poliol Polimérico (Copolímero)           → 4.000 ton/ano

• Carga Mineral                                    → 12.500 ton/ano

 

Segmentação do Mercado de Espumas Flexíveis (2006):

 

• Colchões                   → (55 ± 5)%

• Estofados                 → (30 ± 5)%

• Calçados                            → (13 ± 2)%

• Peças Técnicas                   → (2 ± 1)%

 

Produção total estimada de espuma:

 

• 225 mil toneladas

 

Total estimado de espumas de colchão:

 

• 125 mil toneladas

 

Total de colchões fabricados (estimado):

 

• 18 milhões de unidades

 

No final de 2008 uma crise econômica em escala mundial se dá devido à forte inadimplência no mercado imobiliário americano, arrastando alguns grandes bancos dos Estados Unidos, levando-os a pedir socorro ao governo americano. Essa situação que se arrastou com gravidade, pelo menos durante o primeiro semestre de 2009, levou várias empresas multinacionais do ramo petroquímico e derivados, instaladas no Brasil, a se reestruturarem. Assim, ao longo de 2009 a Shell do Brasil fechou seu escritório de poliuretanos no Brasil, estabelecendo uma parceria com a Petroquímica Rio Tercero (PRT – Argentina) para a distribuição de toda sua linha de polióis para o Brasil via Argentina.

 

Em novembro de 2011 a Dow Química ganha na justiça uma ação antidumping movida principalmente contra a PRT, contra a Bayer e contra a Basf com relação à importação do TDI (de origem argentina e americana, respectivamente) para o Brasil, fazendo elevar a alíquota do Imposto de Importação de 14 para 28%.

 

Ainda em novembro, paradoxalmente, a própria Dow Química, dona da única fábrica de TDI no Brasil, encerra a produção de TDI que, segundo informações de mercado, essa antiga planta de TDI em Camaçari-BA fora multada por órgão ambiental em valor considerado exorbitante pelos americanos, que optaram então, pelo encerramento da produção.

 

Em março de 2012, a Camex suspende, pelo prazo de um ano, o direito antidumping definitivo e o compromisso de preços, relativos às importações brasileiras de diisocianato de tolueno (TDI-80/20) originárias dos Estados Unidos e da Argentina. Com isso, a alíquota do Imposto de Importação do TDI, que estava alterada temporariamente para 28%, voltou a ser de 14%.

 

Em junho de 2012 o Comitê Executivo de Gestão (Gecex) da Câmara de Comércio Exterior (Camex), presidida pelo Ministério do Desenvolvimento, Indústria e Comércio Exterior (MDIC), concluiu a primeira revisão anual da Lista Brasileira de Exceções à Tarifa Externa Comum (Letec) de 2012. O resultado integra a Resolução Camex n°40 publicada em 20 de junho de 2012 no Diário Oficial da União (DOU). Como resultado da revisão, foram incluídos na Letec seis novos produtos, dentre eles a mistura de isômeros (diisocianato de tolueno-TDI), classificada no código NCM 2929.10.21 – com redução da alíquota do imposto de importação de 14% para 2%.

 

Segundo o Gecex, a redução tarifária relativa ao diisocianato de tolueno (TDI) foi necessária para evitar o desabastecimento no mercado interno, já que a única fabricante nacional encerrou a produção. O TDI é utilizado principalmente na produção de espumas flexíveis de poliuretano, colas, vernizes, elastômeros, e outros produtos que tem aplicação nas indústrias de móveis, veículos automotivos e construção civil em geral.

 

Neste momento estamos em agosto de 2024, em plena revisão da última edição deste projeto de ensino sobre a fabricação de espumas flexíveis de poliuretano. Até o ano de 2012 todos os principais dados e informações sobre o mercado de espumas flexíveis de poliuretano foram narrados neste documento. Os dados de mercado de 1996 e 2006 foram obtidos a partir de fontes fidedignas à época.

 

A partir de 2012 muitos outros novos fornecedores de produtos químicos, para poliuretano, surgiram no mercado. Tudo que se pode dizer com um pouco de certeza é que no mercado se fala que o número de fábricas de espumas no Brasil está em torno de 400.