El barniz de madera de poliuretano bicomponente (2K PU) es un acabado de mobiliario que reticula a temperatura ambiente, formado por una resina hidroxilada (acrílico hidroxilado, alquídico o poliéster, en disolución o dispersión) como componente A y un prepolímero de poliisocianato como endurecedor B; ambos se dosifican en obra y reticulan por adición entre grupos —NCO y —OH. A diferencia de las lacas monocomponente, sus propiedades dependen sobre todo de la relación de mezcla, del tiempo de utilización tras el mezclado y de las condiciones de curado, no solo de la evaporación del disolvente.
Claves: la variable que manda en el 2K PU de muebles es la relación molar NCO:OH (índice de isocianato) — habitualmente 1,05–1,15 en sistemas al disolvente. Por debajo de 1,0 la red queda poco reticulada y la película blanda y pegajosa; por encima de 1,2 queda —NCO libre, lo que favorece microporos de CO₂ y sensibilización respiratoria. La vida útil tras mezclar es de varias horas; en barnices blancos y claros conviene usar endurecedores alifáticos (HDI, IPDI) para evitar el amarilleo de los TDI/MDI aromáticos. Referencias: GB/T 23997-2009, GB 18581-2020, GB/T 23987-2009.
1. Mecanismo de curado
Tras mezclar, el oxígeno del hidroxilo ataca al grupo isocianato formando el enlace uretano —NH—CO—O—. A 25 °C la constante de velocidad es del orden de 10⁻²–10⁻⁴ L/(mol·s), reacción de velocidad media, de ahí las varias horas de utilización. La humedad ambiental compite por el —NCO (H₂O + —NCO → —NH₂ + CO₂, y luego urea), consume NCO útil y puede dejar microburbujas de CO₂; controlar el agua acompaña formulación, aplicación y curado.
Selectividad del catalizador
Los catalizadores organoestánnicos (p. ej. DBTDL) favorecen la vía —NCO/—OH con pocas burbujas; las aminas terciarias empujan la reacción —NCO/agua y amplifican el picado por CO₂, por lo que se evitan en alto brillo. La humedad alta acorta las ventanas de secado y repintado.
2. Datos clave
Tomados de GB/T 23997-2009, GB 18581-2020 y GB/T 23987-2009.
- Secado (GB/T 23997-2009): al polvo ≤ 1 h, al tacto profundo ≤ 24 h.
- Relación: al disolvente NCO:OH 1,05–1,15; acuoso 2K PU 1,2–1,5.
- Vida útil: al disolvente varias horas; acuoso medido ≈ 4–6 h, con ~30 % del —NCO útil consumido al final.
- Adherencia (ensayo de rejilla, GB/T 9286): ≤ grado 1.
- Abrasión: pérdida de masa ≤ 0,050 g a 750 g / 500 vueltas (barniz).
- Amarilleo (GB/T 23987-2009, UVA-340, panel negro (60±3) °C, 0,68 W/m², 168 h): ΔE ≤ 3,0 incoloro / ≤ 6,0 pigmentado.
- COV (GB 18581-2020): ≤ 500 g/L barniz, ≤ 550 g/L imprimación.
- TDI libre (GB 18581-2020): ≤ 0,4 % / ≤ 0,7 %.
- Metales pesados: Pb ≤ 90, Cd ≤ 75, Cr ≤ 60, Hg ≤ 60 mg/kg.
3. La relación NCO:OH: palanca de la reticulación
Por qué un ligero exceso de NCO
La estequiometría es exacta en 1,0, pero el agua residual consume —NCO; en disolvente se trabaja a 1,05–1,15 para cubrir esa pérdida y añadir entrecruzamientos de urea, ganando dureza y resistencia química. La relación debe calcularse a partir del índice de hidroxilo (mgKOH/g) del poliol y del contenido —NCO del endurecedor, no por «más endurecedor = más duro».
Consecuencias de pasarse
- NCO:OH < 1,0 (exceso OH): poco reticulado, blando y pegajoso, menor resistencia al agua y disolventes.
- NCO:OH > 1,2 (gran exceso NCO): el —NCO libre reacciona con la humedad del aire → microporos de CO₂, zonas de urea quebradizas, riesgo de sensibilización y de incumplimiento.
Los sistemas acuosos requieren una relación aparente mayor porque el agua consume más —NCO; es el error de formulación más común.
4. Vida útil y ventana de taller
La vida útil es el tiempo tras mezclar hasta que la viscosidad ya no permite aplicar. Las líneas de mobiliario preparan lotes pequeños y frecuentes; superada la vida útil empeora el nivelado y aparecen piel de naranja y cráteres. La viscosidad y el brillo son indicadores pobres — la literatura muestra que la nebulosidad (haze) y la dureza péndulo siguen mejor el consumo de —NCO.
Relación con la ventana de repintado
Repintar después del secado al polvo pero antes de la reticulación completa para asegurar la adherencia entre capas; una capa ya reticulada debe matarse antes. El límite de 24 h de GB/T 23997-2009 acota la planificación.
5. Elegir el endurecedor: alifático vs aromático
| Endurecedor | Intemperie / amarilleo | —NCO (típ.) | Reactividad | Uso en mueble |
|---|---|---|---|---|
| Trímero HDI (alifático) | excelente, sin amarilleo | ≈ 21–23 % | media | barnices blancos/claros |
| IPDI / H₁₂MDI (alicíclico) | excelente | ≈ 15–25 % (prepolímero) | menor (estérica) | intemperie + química |
| Adducto TDI (aromático) | mala, amarillea | ≈ 12–14 % | alta | imprimaciones oscuras |
| MDI polimérico (aromático) | mala, amarillea | ≈ 15–25 % (prepolímero) | alta | sistemas activos, ocultos |
Para barnices de mueble claros y blancos, prefiera endurecedores alifáticos (HDI) o alicíclicos; los TDI/MDI aromáticos amarillean con el UV y van en caras oscuras o en imprimaciones cubiertas por el barniz.
6. Desarrollo de dureza y curado
La dureza lápiz/péndulo no alcanza su meseta al secar a fondo: la red se sigue densificando a temperatura ambiente, con dureza útil hacia 24 h y estabilización cerca de 7 días. Los puntos de embalaje, apilado e inspección deben considerar ese curado posterior. Un calentamiento suave acelera, pero uno brusco agrava humedad y microporos de CO₂.
7. Preguntas frecuentes
¿Debe dosificarse la relación con exactitud?
Sí — a partir de la relación másica del proveedor, el índice de hidroxilo y el contenido —NCO. Excederse en endurecedor eleva el —NCO libre y produce poros y sensibilización.
¿Por qué amarillea un barniz blanco?
Suele ser un endurecedor aromático (TDI/MDI) que amarillea con la luz. Cambie a HDI/IPDI y acepte según ΔE ≤ 3,0 (incoloro, GB/T 23997-2009).
¿Cuánto dura el material mezclado?
Según sistema y temperatura: al disolvente varias horas, acuoso ~4–6 h. Pasada la vida útil, deséchelo; no lo «resucite» con disolvente.
¿Y la humedad del taller?
La humedad alta acelera la reacción —NCO/agua → microburbujas de CO₂ y superficie pegajosa; trabaje dentro de la banda de T°/humedad recomendada.
¿Cómo se comprueba el cumplimiento ambiental?
Según GB 18581-2020: COV ≤ 500/550 g/L, TDI libre ≤ 0,4/0,7 %, metales Pb ≤ 90 / Cd ≤ 75 / Cr ≤ 60 / Hg ≤ 60 mg/kg. Exija un informe de ensayo tipo conforme a GB/T 23997-2009.
Fuentes
- GB/T 23997-2009, barnices de poliuretano al disolvente para madera de interiores (en vigor 2010-02-01).
- GB 18581-2020, límite de sustancias peligrosas en barnices para madera.
- GB/T 23987-2009 (intemperie acelerada / amarilleo); GB/T 9286 (rejilla).
- Literatura sobre 2K PU acuosos y ensayo de vida útil (2012–2019).
Última actualización: 2026-10-16 | Elaborado por el equipo técnico de Kexin New Materials (Guangdong) Co., Ltd. Valores límite citados de GB/T 23997-2009 y GB 18581-2020; verifique relación y parámetros según la ficha técnica. Suministro EXW / FOB, clientes B2B.