ADHESIVOS DE FUSIÓN EN CALIENTE (HOT- MELT)

Por: Marcela Correa

Una gran parte de las resinas termoplásticas pueden utilizarse como adhesivos de fusión en caliente o adhesivos hot-melt, debido a que son materiales 100% sólidos, no contienen agua ni solvente. La aplicación de calor hace que éste se funda, poniéndose en contacto con la superficie del material a unir y produciéndose un alto grado de humectación entre el adhesivo y el adherente. Este tipo de adhesivos se aplica a una temperatura que oscila entre los 120°C y 215°C, dependiendo de la sensibilidad al calor de los materiales a unir, el tiempo abierto (tiempo que transcurre desde que un adhesivo Hot-melt se aplica hasta que deja de tener un encolado satisfactorio) oscila entre unos pocos segundos o hasta a varios minutos.

Usualmente, estos adhesivos, tienen varios componentes adicionales a la resina base, como son: plastificantes, extendedores, antioxidantes, etc. De los tipos de resina podemos mencionar el polietileno, el polipropileno, poliamidas, acetatos de polivinilo, poliestireno y polivinil acetales, y su presentación comercial puede ser variada, desde barras delgadas, cordones continuos, gránulos, en pastillas cilíndricas, en películas, etc. Su utilización viene muy determinada por razones de producción, tanto por el tema de costos como por la simplicidad y la necesidad de procesos rápidos, siempre y cuando se prevea, un alto grado de automatización, que este acorde con la rapidez de aplicación de estos adhesivos. Son de gran utilidad en procesos dentro de la industria textiles, sobre todo en procesos de laminación.

Uno de los polímeros base más usado, en la formulación de adhesivos para el embalaje y ensamblaje de productos, es el etileno vinilo acetato (EVA). Es económico, y tiene un rango de temperatura útil que oscila entre los -30°C y los 80°C. Es un polímero termoplástico conformado por unidades repetitivas de Etileno y Acetato de Vinilo, se obtiene por la copolimerización de éstos. Las propiedades de este polímero, dependen fundamentalmente del peso molecular del polímero y del contenido de acetato de vinilo. A mayor peso molecular se obtiene mayor polaridad y menos capacidad de cristalizarse. Un aumento de la fracción de acetato de vinilo mejora las propiedades ópticas, la flexibilidad y la soldabilidad al reducir el punto de reblandecimiento y empeora la inercia y disminuye la capacidad de cristalizarse.

Algunas de las aplicaciones son:

·         Suela de zapatos.

·         Calzado (sandalias de uso diario o de baño).

·         Juguetes.

·         Adhesivos termofusibles.

·         Colchonetas.

·         Artículos para el hogar.

·         Parte trasera de los paneles solares fotovoltaicos.

En este tipo de polímeros (EVA) a medida que varía la concentración de acetato de vinilo, podemos obtener diferentes propiedades y con esto aplicaciones:

Si tiene un 45% de acetato de vinilo (proporción molar), se comporta como el caucho. Vulcaniza con peróxidos.

Si tiene 35% de acetato de vinilo, da lugar a resinas flexibles, soluble en tolueno y benceno a temperatura ambiente. Densidad 0.95 gr/cm3. Aplicación en adhesivos y aditivos de ceras.

Si tiene 10-15% de acetato de vinilo, el producto es similar al PVC plastificado. Se usa para recubrimientos y adhesivos.

Con 3% de acetato de vinilo, es un polietileno de baja densidad modificado, con mayor flexibilidad, menor dureza y mayor brillo superficial en films. 

ADHESIVOS TERMOFUSIBLES (HOT-MELT)

Por: Perla Itzel Alcántara Llanas

Debido a la cantidad de VOC que se emiten al ambiente, por el uso de resinas y diversos productos base solvente, se han desarrollado alternativas que reducen la emisión de contaminantes. En el caso de los adhesivos, se ha optado por los pegamentos en base acuosa y los 100% sólidos o termofusibles.

Los adhesivos termofusibles, también son llamados colas en caliente o "hot melts", y son materiales termoplásticos sólidos a temperatura ambiente, tienen un comportamiento plástico si se eleva ligeramente la temperatura, y se vuelven líquidos a la temperatura de aplicación, que oscila entre los 120 y 215°C, dependiendo de la sensibilidad del sustrato a unir, mientras que la temperatura de  fusión se encuentra alrededor de los 40°C por debajo de la temperatura de aplicación. El tiempo abierto, que se define como el tiempo que transcurre desde que se aplica el adhesivo, hasta que se endurece, puede ser de unos cuantos segundos hasta varios minutos.

Pueden estar formulados por una o más resinas de base elastomérica o poliolefínica y algunos aditivos que modifican algunas características especiales. Dentro de productos contenidos en los adhesivos termofusibles podemos encontrar:

·         Cauchos termoplásticos: proporcionan fuerza cohesiva interna.

·         Resinas: proporciona fuerza de unión adhesiva.

·         Aceites o resinas líquidas plastificantes: modifican la viscosidad (fluidez).

·         Ceras: regulan el tiempo abierto.

·         Plastificantes: reducen la temperatura y el tiempo para que ocurra la fusión.

La presencia de los plastificantes facilita la aplicación del adhesivo sobre superficies complicadas para el acondicionamiento previo, por lo que son muy usados en superficies porosa o agrietadas que son difíciles de limpiar o desengrasar, y además la unión es muy resistente a condiciones de calor, luz y humedad, se caracterizan por dureza y tenacidad notables.

Otra característica de los pegamentos hot-melt, es la presencia de alta pegajosidad “tack” y buena fluidez, o relativamente baja viscosidad durante su aplicación. Los adhesivos termofusibles se pueden dividir en dos grandes grupos: los sensibles a la presión (PSA) y los no sensibles a la presión (No-PSA). Los hot-melt PSA mantienen el tack aún en frío y son productos más o menos blandos y elásticos, mientras que los No-PSA están destinados en general a la industria del embalaje.

Aunque los adhesivos hot-melt proveen de una buena adhesión en superficies difíciles, la calidad del pegado  final dependerá de tres factores:

·         Resistencia a la temperatura, ya que estos adhesivos muestran cristalización a las bajas temperaturas, por lo que se fragilizan. Para asegurar un pegado satisfactorio,  se debe tomar en cuenta la Tg del adhesivo y la temperatura de aplicación, encontradas ambas en las fichas técnicas.

·        Cantidad de adhesivo aplicado, tomando en cuenta que una cantidad mayor de pegamento conserva mejor el calor, y así se asegura que el adhesivo estará a mayor temperatura en el momento de la unión, lo que aumenta a resistencia del pegado.

·         Tiempo abierto de pegado, si la unión de los sustratos no se realiza rápidamente, la resistencia y eficacia del pegado disminuirá, y el adhesivo se habrá enfriado por debajo del nivel que garantiza un buen encolado, lo que se conoce como pegado o encolado en frío,  y aunque los resultados iniciales suelen ser aceptables, el pegado se puede deteriorar en las siguientes 24 horas hasta un nivel considerado inaceptable.

En general, además de tomar las consideraciones de las fichas técnicas del pegamento, es recomendable realizar pruebas de eficacia al adhesivo para comprobar que cumple con los requerimientos, probando temperaturas y cantidad de aplicación, así como el tiempo abierto.