RELLENOS Y CARGAS PARA ADHESIVOS

Por: Perla Itzel Alcántara Llanas

Un adhesivo tiene ciertos componentes básicos que siempre se encontrarán presentes en su formulación, y los más importantes son los siguientes:

·       Base, normalmente un polímero.

·       Colorantes

·       Antioxidantes

·       Iniciadores

·       Plastificantes

·       Agentes de “tack” o pegajosidad

·       Agentes de mojabilidad o “peel”

·       Estabilizantes

·       Cargas y/o espesantes

Todos estos componentes proveen de ciertas características a los pegamentos y mejoran su calidad. Las cargas o rellenos tienen por objetivo modificar y determinar ciertas propiedades químicas, físicas y mecánicas de los adhesivos, lo cual repercute directamente en el costo. La elección de las cargas se define dependiendo del tipo de base que se utilizará.

Los rellenos o cargas pueden ser de naturalezas muy variadas, pero su características principal, es que se encuentran en forma de polvo o partículas finas. Se pueden mencionar algunos ejemplos como: partículas de alúmina, cobre, taco, óxido de titanio, e incluso fibras de carbono, entre otros.

Las propiedades del adhesivo, que pueden ser modificadas en función de la adición de cargas son: viscosidad, tensión superficial y mojado, tiempo de curado, merma o contracción posterior al curado, elongación, resistencia al impacto, módulo de elasticidad, conductividad térmica y eléctrica, coeficiente de expansión térmica, color y precio.

Para ciertos rellenos, se tendrán propiedades muy concretas para formular adhesivos de aplicaciones muy específicas, como es el caso del polvo de plata que genera adhesivos eléctricamente conductores, los cuales permiten la unión de sustratos metálicos que necesitan conducir electricidad. Por el contrario, si lo que se desea es tener un pegamento con propiedades de aislamiento eléctrico, es deseable el uso de silicio y mica; aunque los silicatos de circonio, la alúmina hidratada y la sílice, tienen mayor resistencia a la conductividad.

Los óxidos de arsénico y de vanadio aumentan la resistencia al calor, la sílice aumenta significativamente la resistencia mecánica, mientras que pequeñas porciones de asbesto mejoran la resistencia al impacto.

Al realizar la formulación del pegamento se debe tomar en cuenta que cargas en exceso pueden aumentar la viscosidad de manera que no se tenga buena mojabilidad, y en caso contrario, la viscosidad puede ser tan baja que  se produzca mermado, ocasionando la falta de adhesión con el sustrato.

En la actualidad, se han hecho innovaciones en las cargas de los adhesivos, teniendo como resultado que utilizando rellenos de tamaño nanométrico se obtienen propiedades inigualables con cantidades muy pequeñas.

COMPONENTES BÁSICOS DE LOS ADHESIVOS REACTIVOS Y VENTAJAS DEL USO DE ACRíLICOS EN ELLOS

POR: Marcela Correa

El sector de los adhesivos está en pleno crecimiento y su desarrollo será muy importante en los próximos años, dado que ofrece rendimientos similares y en ocasiones superiores a los de otras soluciones para el ensamblaje y el sellado con ventajas en cuanto a ahorro de coste.
Como sistema de unión y/o sellado de materiales, los adhesivos ocupan un lugar muy importante que en ocasiones comparten con otros sistemas de unión. No obstante, los adhesivos requieren conocimientos básicos para un adecuado uso y solo a través de un diseño adecuado de la unión se logran resultados satisfactorios.

Los componentes básicos de los adhesivos reactivos son los siguientes:

1. Producto base ligante (Resina)

2. Aditivos:
(a) Colorantes
(b) Antioxidantes
(c) Iniciadores
(d) Plastificantes
(e) Agentes de “tack” (pegajosidad)
(f) Sustancias fluorescentes
(g) Agentes de acoplamiento
(h) Estabilizantes
3. Cargas/Espesantes

Una característica diferenciadora de los adhesivos acrílicos es que no necesita que la mezcla entre la resina y activador sea completamente homogénea, ya que una vez generado los “centros activos”, la propagación del polímero se produce en el seno del adhesivo. No se recomienda el uso de calor para acelerar el curado.

En cuanto al ligante para adhesivos industriales (ensamblaje de piezas) el uso de acrílicos tiene grandes ventajas: los diversos ensayos realizados sobre adhesivos acrílicos muestran su excelente durabilidad (resistencia a la fatiga, a agentes medioambientales, propagación de la ruptura, efecto de la holgura de adhesión, diseño de la junta, etc.) comparado con los adhesivos estructurales más conocidos. Presenta además tiempos de manipulación muy cortos.

Algunas otras ventajas son:

• Versatilidad
• Insuperable resistencia hidrolítica y permanencia en diversos medios agresivos.
• Excelente relación precio-rendimiento.
• Preparación superficial mínima o innecesaria para metales y plásticos.
• Propiedades físicas estructurales o de resistencia frente a cargas
• Cierta capacidad de relleno de holgura (3mm).

Las aplicaciones de los acrílicos son muy diversas gracias a su alto rendimiento frente a cargas dinámicas y a temperaturas moderadamente altas:

• Adhesión de ferritas a carcasas de motores eléctricos.

• Adhesión de zapatas de frenos a coronas

• Paneles de calefacción solar

• Equipamiento deportivo sometido a tensiones como las raquetas de tenis

• Adhesión estructural en aviones y embarcaciones

• Adhesión entre madera y vidrio (carpintería)

• Uniones metal-metal, metal-vidrio y metal-plástico

VARIEDADES Y NATURALEZA DE LOS PLASTIFICANTES

Por: Marcela Correa

Un plastificante es una sustancia que, añadida a un material, generalmente plástico o elastómero sirve para aumentar su flexibilidad y facilitar su transformación. Un plastificante puede reducir la viscosidad del fundido, rebajar la temperatura de transición vítrea (también actúa como coalescente) o disminuir el módulo elástico y dependiendo del porcentaje añadido, aumento en la adhesión en pegamentos.

Los plastificantes son disolventes de las resinas, y tienen baja volatilidad. La naturaleza de los plastificantes es muy variada:

-Ésteres del ácido ftálico.

-Ésteres del ácido adípico.

-Ésteres del ácido fosfórico.

-Ésteres butílicos de ácidos poliacrílicos.

-Ésteres del ácido esteárico.

-Ésteres del ácido abiótico.

-Ésteres de ácidos grasos y aceite de ricino.

-Ésteres de ácidos grasos epoxidados.

-Resinas epoxi de bajo peso molecular.

-Resinas de hidrocarburos de bajo peso molecular.

-Parafinas cloradas

-Etc.

Según sus necesidades del producto a formular se utilizarán un tipo u otro de plastificante. Algunos ejemplos que podemos dar son los siguientes.

1) El acetato de vinilo es un producto de elevada dureza y frágil. En la fabricación de pinturas no se utiliza solo, se emplea con una adición del 10-15% de ftalato de butilo. Esta mezcla proporciona una mayor elasticidad, así como una reducción de la tg y de la TMFF. Los esteres del ácido ftálico son incoloros y estables a la luz.

2) Las parafinas cloradas se utilizan preferentemente con resinas de caucho clorado o caucho ciclado. Tienen como principal ventaja que son insaponificables.

3) Las resinas de hidrocarburos líquidas, de bajo peso molecular, se utilizan en sistemas epoxi con objeto de mejorar la elasticidad, siempre a costa de la resistencia a los productos químicos, e incluso para la obtención de membranas sensibles.

4) Los diluyentes reactivos epoxi monofuncionales se utilizan principalmente para la flexibilización de sistemas epoxi y con ello se obtienen productos que conservan mejor su resistencia al ataque de productos químicos que en el caso de las resinas de hidrocarburos.

Como puede verse, la utilización de un plastificante u otro depende tanto de la durabilidad del efecto de la aplicación concreta a que va destinado. Si se busca un plastificante para una pintura industrial que deba tener una buena resistencia a los álcalis y ácidos. El di fenoxi etil formaldehido cumple estas expectativas y además con una volatilidad muy baja.