Una pistola de pegamento caliente cargada con una barra de pegamento.
El adhesivo termofusible ( HMA ), también conocido como pegamento caliente , es una forma de adhesivo termoplástico que se vende comúnmente como barras cilíndricas sólidas de varios diámetros diseñadas para aplicarse con una pistola de pegamento caliente . La pistola utiliza un elemento calefactor de servicio continuo para derretir el pegamento plástico, que el usuario empuja a través de la pistola ya sea con un mecanismo de gatillo mecánico en la pistola o con presión directa con los dedos. El pegamento exprimido de la boquilla calentada está inicialmente lo suficientemente caliente como para quemar e incluso ampollar la piel. El pegamento es pegajoso cuando está caliente y se solidifica en unos pocos segundos a un minuto. Los adhesivos termofusibles también se pueden aplicar por inmersión o pulverización, y son populares entre los aficionados y artesanos tanto para fijar como una alternativa económica a la fundición de resina .
En el uso industrial, los adhesivos termofusibles ofrecen varias ventajas sobre los adhesivos a base de disolventes. Se reducen o eliminan los compuestos orgánicos volátiles y se elimina el paso de secado o curado. Los adhesivos termofusibles tienen una larga vida útil y, por lo general, se pueden desechar sin precauciones especiales. Algunas de las desventajas implican la carga térmica del sustrato, lo que limita el uso a sustratos no sensibles a temperaturas más altas y la pérdida de fuerza de unión a temperaturas más altas, hasta la fusión completa del adhesivo. La pérdida de fuerza de unión se puede reducir utilizando un adhesivo reactivo que, después de solidificarse, se somete a un curado adicional , ya sea por humedad (por ejemplo, uretanos y siliconas reactivos) o radiación ultravioleta. Algunos HMA pueden no ser resistentes a los ataques químicos y la intemperie. [ cita requerida ] Los HMA no pierden espesor durante la solidificación, mientras que los adhesivos a base de disolventes pueden perder hasta un 50-70% del espesor de la capa durante el secado. [1]
Una de las propiedades más notables. Influye en la extensión del adhesivo aplicado y en la humectación de las superficies. Depende de la temperatura: cuanto más alta sea, menor será la viscosidad.
Un valor aproximadamente inversamente proporcional al peso molecular del polímero base. Los adhesivos con un índice de fluidez elevado son fáciles de aplicar, pero tienen propiedades mecánicas deficientes debido a que las cadenas de polímeros son más cortas. Los adhesivos con un índice de fluidez bajo tienen mejores propiedades, pero son más difíciles de aplicar.
Estabilidad de la vida útil de la olla
El grado de estabilidad en estado fundido, la tendencia a descomponerse y carbonizarse. Es importante para el procesamiento industrial donde el adhesivo se funde durante períodos prolongados antes de la deposición.
Temperatura de formación del enlace
Temperatura mínima por debajo de la cual no se produce una humectación suficiente de los sustratos. [2]
Condiciones generales
Horario de apertura
El tiempo de trabajo para lograr una unión, donde la superficie aún conserva suficiente adherencia, puede variar desde segundos para HMA de fraguado rápido hasta infinito para adhesivos sensibles a la presión.
Establecer hora
Es hora de formar un vínculo de fuerza aceptable.
Virar
El grado de adherencia de la superficie del adhesivo influye en la fuerza de la unión entre superficies humedecidas.
Los pegamentos termofusibles suelen estar compuestos por un material base con varios aditivos. La composición suele estar formulada para tener una temperatura de transición vítrea (inicio de la fragilidad) inferior a la temperatura de servicio más baja y también una temperatura de fusión adecuadamente alta. El grado de cristalización debe ser lo más alto posible, pero dentro de los límites de la contracción permitida . La viscosidad de la fusión y la velocidad de cristalización (y el tiempo abierto correspondiente) se pueden adaptar a la aplicación. Una velocidad de cristalización más rápida suele implicar una mayor resistencia de la unión. Para alcanzar las propiedades de los polímeros semicristalinos, los polímeros amorfos requerirían pesos moleculares demasiado altos y, por lo tanto, una viscosidad de fusión irrazonablemente alta; el uso de polímeros amorfos en adhesivos termofusibles suele ser solo como modificadores. Algunos polímeros pueden formar enlaces de hidrógeno entre sus cadenas, formando pseudoenlaces cruzados que fortalecen el polímero. [3]
La naturaleza del polímero y los aditivos utilizados para aumentar la pegajosidad (llamados pegajosos ) influyen en la naturaleza de la interacción molecular mutua y la interacción con el sustrato. En un sistema común, se utiliza EVA como polímero principal, con resina de terpeno-fenol (TPR) como pegajoso. Los dos componentes muestran interacciones ácido-base entre los grupos carbonilo del acetato de vinilo y los grupos hidroxilo del TPR, se forman complejos entre los anillos fenólicos del TPR y los grupos hidroxilo en la superficie de los sustratos de aluminio, y se forman interacciones entre los grupos carbonilo y los grupos silanol en las superficies de los sustratos de vidrio. [4] Los grupos polares, los hidroxilos y los grupos amina pueden formar enlaces ácido-base y de hidrógeno con grupos polares en sustratos como papel, madera o fibras naturales. Las cadenas de poliolefina no polares interactúan bien con sustratos no polares. Una buena humectación del sustrato es esencial para formar una unión satisfactoria entre el adhesivo y el sustrato. Las composiciones más polares tienden a tener una mejor adhesión debido a su mayor energía superficial . Los adhesivos amorfos se deforman fácilmente, tienden a disipar la mayor parte de la tensión mecánica dentro de su estructura, pasando solo pequeñas cargas en la interfaz adhesivo-sustrato; incluso una interacción superficial no polar-no polar relativamente débil puede formar un enlace bastante fuerte propenso principalmente a una falla cohesiva. La distribución de pesos moleculares y el grado de cristalinidad influyen en la amplitud del rango de temperatura de fusión. Los polímeros con naturaleza cristalina tienden a ser más rígidos y tienen mayor fuerza cohesiva que los amorfos correspondientes, pero también transfieren más tensión a la interfaz adhesivo-sustrato. Un mayor peso molecular de las cadenas de polímero proporciona mayor resistencia a la tracción y resistencia al calor. La presencia de enlaces insaturados hace que el adhesivo sea más susceptible a la autooxidación y la degradación por rayos UV y requiere el uso de antioxidantes y estabilizadores.
Los adhesivos suelen ser transparentes o translúcidos, incoloros, de color paja, tostados o ámbar. También se fabrican versiones pigmentadas e incluso versiones con destellos brillantes. [5] Los materiales que contienen grupos polares, sistemas aromáticos y enlaces dobles y triples tienden a parecer más oscuros que las sustancias totalmente saturadas no polares; cuando se desea un aspecto transparente como el agua, se deben utilizar polímeros y aditivos adecuados, por ejemplo, resinas adhesivas hidrogenadas. [6]
El aumento de la resistencia de la unión y de la temperatura de servicio se puede lograr mediante la formación de enlaces cruzados en el polímero después de la solidificación. Esto se puede lograr utilizando polímeros sometidos a curado con humedad residual (por ejemplo, poliuretanos reactivos, siliconas), exposición a radiación ultravioleta , irradiación con electrones o mediante otros métodos.
La resistencia al agua y a los disolventes es fundamental en algunas aplicaciones. Por ejemplo, en la industria textil, puede ser necesaria la resistencia a los disolventes de limpieza en seco . La permeabilidad a los gases y al vapor de agua puede ser deseable o no. La no toxicidad tanto de los materiales de base como de los aditivos y la ausencia de olores son importantes para los envases de alimentos.
Algunos de los posibles materiales base de los adhesivos termofusibles incluyen los siguientes:
Copolímeros de etileno-acetato de vinilo (EVA), de bajo rendimiento, el material de bajo costo y más común para las barras de pegamento (por ejemplo, Thermogrip GS51, GS52 y GS53 de color ámbar claro). [9] Proporcionan suficiente resistencia entre 30 y 50 °C, pero su uso está limitado por debajo de 60–80 °C y tienen baja resistencia a la fluencia bajo carga. El contenido de monómero de acetato de vinilo es de aproximadamente 18–29 por ciento en peso del polímero. A menudo se utilizan grandes cantidades de agentes de pegajosidad y ceras; una composición de ejemplo es 30–40% de copolímero EVA (proporciona resistencia y tenacidad), 30–40% de resina agente de pegajosidad (mejora la humectación y la pegajosidad), 20–30% de cera (generalmente a base de parafina; reduce la viscosidad, altera la velocidad de fraguado, reduce el costo) y 0,5–1,0% de estabilizadores. [10] Se pueden agregar rellenos para aplicaciones especiales. Se puede formular para temperaturas de servicio que van desde -40 a +80 °C, y para tiempos abiertos cortos y largos y una amplia gama de viscosidades de fusión. Alta estabilidad a temperaturas elevadas y resistencia a la radiación ultravioleta , que se puede mejorar aún más con estabilizadores adecuados. El alto contenido de acetato de vinilo puede servir para formular un adhesivo sensible a la presión de fusión en caliente (HMPSA). Las formulaciones de EVA son compatibles con la parafina. EVA fue la base para la composición de fusión en caliente original. La composición del copolímero influye en sus propiedades; un mayor contenido de etileno promueve la adhesión a sustratos no polares como el polietileno, mientras que un mayor contenido de acetato de vinilo promueve la adhesión a sustratos polares como el papel. Un mayor contenido de etileno también aumenta la resistencia mecánica, la resistencia al bloqueo y la solubilidad de la parafina. Un mayor contenido de acetato de vinilo proporciona mayor flexibilidad, adhesión, pegajosidad en caliente y mejor rendimiento a baja temperatura. El EVA de grado adhesivo generalmente contiene entre un 14 y un 35 % de acetato de vinilo. Las cadenas de menor peso molecular proporcionan una menor viscosidad de fusión, mejor humectación y mejor adhesión a superficies porosas. Los pesos moleculares más altos proporcionan una mejor cohesión a temperaturas elevadas y un mejor comportamiento a baja temperatura. [11] Una mayor proporción de acetato de vinilo reduce la cristalinidad del material, mejora la claridad óptica, la flexibilidad y la tenacidad, y empeora la resistencia a los disolventes. El EVA se puede reticular mediante, por ejemplo, peróxidos, produciendo un material termoendurecible. [12] Los EVA se pueden combinar con resinas de hidrocarburos aromáticos. [13] El injerto de butadieno en EVA mejora su adhesión. [14] Sus propiedades dieléctricas son deficientes debido al alto contenido de grupos polares, la pérdida dieléctrica es moderadamente alta. Los HMA de polipropileno son una mejor opción para la electrónica de alta frecuencia. [15]Los EVA son ópticamente más transparentes y más permeables a los gases y al vapor que las poliolefinas. Casi la mitad de los HMA de EVA se utilizan en aplicaciones de embalaje. La molienda criogénica de EVA puede proporcionar partículas pequeñas dispersables en agua para aplicaciones de sellado térmico. El EVA puede degradarse principalmente por pérdida de ácido acético y formación de un doble enlace en la cadena, y por degradación oxidativa. [16] El EVA se puede combinar en una amplia gama de HMA, desde adhesivos suaves sensibles a la presión hasta adhesivos estructurales rígidos para la construcción de muebles.
Los copolímeros de etileno - acrilato tienen una temperatura de transición vítrea más baja y una mayor adhesión incluso a sustratos difíciles que el EVA. Mejor resistencia térmica, mayor adhesión a metales y vidrio. Adecuado para uso a baja temperatura. Los terpolímeros de etileno-acetato de vinilo- anhídrido maleico y etileno-acrilato-anhídrido maleico ofrecen un rendimiento muy alto. [17] Algunos ejemplos son el etileno -acrilato de n- butilo (EnBA), el etileno-ácido acrílico (EAA) y el etileno-acetato de etilo (EEA).
Poliolefinas (PO) ( polietileno (generalmente LDPE pero también HDPE , que tiene un punto de fusión más alto y mejor resistencia a la temperatura), polipropileno atáctico (PP o APP), polibuteno-1 , polietileno oxidado, etc.), de bajo rendimiento, para plásticos difíciles de unir. Muy buena adhesión al polipropileno, buena barrera de humedad , resistencia química contra disolventes polares y soluciones de ácidos, bases y alcoholes. Tiempo abierto más largo en comparación con EVA y poliamidas. [18] Las poliolefinas tienen baja energía superficial y proporcionan una buena humectación de la mayoría de los metales y polímeros. Las poliolefinas sintetizadas con catalizador de metaloceno tienen una distribución estrecha de peso molecular y un rango de temperatura de fusión correspondientemente estrecho. Debido a la cristalinidad relativamente alta, los pegamentos a base de polietileno tienden a ser opacos y, dependiendo de los aditivos, blancos o amarillentos. Los termofusibles de polietileno tienen una alta estabilidad de vida útil, no son propensos a carbonizarse y son adecuados para rangos de temperatura moderados y en sustratos porosos no flexibles. Se puede introducir nitrógeno o dióxido de carbono en la masa fundida, formando una espuma que aumenta la extensión y el tiempo abierto y disminuye la transferencia de calor al sustrato, lo que permite el uso de sustratos más sensibles al calor; normalmente se utilizan HMA a base de polietileno. Los HMA espumables están disponibles en el mercado desde 1981. Los HMA de polipropileno amorfo tienen buenas propiedades dieléctricas, lo que los hace adecuados para su uso a altas frecuencias. El PE y el APP se utilizan normalmente solos o con solo una pequeña cantidad de agentes de pegajosidad (normalmente hidrocarburos) y ceras (normalmente parafinas o ceras microcristalinas, para un menor coste, un mejor antibloqueo y un tiempo abierto y una temperatura de ablandamiento modificados). El peso molecular del polímero suele ser menor. Los pesos moleculares más bajos proporcionan un mejor rendimiento a baja temperatura y una mayor flexibilidad, los pesos moleculares más altos aumentan la resistencia del sellado, la adherencia en caliente y la viscosidad de la masa fundida. [19]
El polibuteno-1 y sus copolímeros son blandos y flexibles, resistentes, parcialmente cristalinos y de cristalización lenta con tiempos de apertura prolongados. La baja temperatura de recristalización permite la liberación de tensiones durante la formación del enlace. Se adhieren bien a superficies no polares, pero peor a superficies polares. Son buenos para sustratos de caucho . Se pueden formular como sensibles a la presión. [20]
Los polímeros de poliolefina amorfa (APO/ APAO ) son compatibles con muchos disolventes, agentes de pegajosidad, ceras y polímeros; encuentran un amplio uso en muchas aplicaciones adhesivas. Los termofusibles APO tienen buena resistencia al combustible y al ácido, resistencia moderada al calor, son pegajosos, suaves y flexibles, tienen buena adhesión y tiempos abiertos más largos que las poliolefinas cristalinas. Los APO tienden a tener menor viscosidad de fusión, mejor adhesión, tiempos abiertos más largos y tiempos de fraguado lentos que los EVA comparables. Algunos APO se pueden usar solos, pero a menudo se combinan con agentes de pegajosidad, ceras y plastificantes (p. ej., aceite mineral , aceite de polibuteno). Los ejemplos de APO incluyen propileno amorfo (atáctico) (APP), propileno/etileno amorfo (APE), propileno/buteno amorfo (APB), propileno/hexeno amorfo (APH), propileno/etileno/buteno amorfo. El APP es más duro que el APE, que es más duro que el APB, que es más duro que el APH, de acuerdo con la disminución de la cristalinidad. Los APO muestran una cohesión relativamente baja , las cadenas de polímero enredadas tienen un grado bastante alto de libertad de movimiento. Bajo carga mecánica, la mayor parte de la tensión se disipa por elongación y desenredo de las cadenas de polímero, y solo una pequeña fracción alcanza la interfaz adhesivo-sustrato. Por lo tanto, la falla cohesiva es un modo de falla más común de los APO. [21]
Poliamidas y poliésteres de alto rendimiento
Poliamidas (PA), de alto rendimiento, para entornos severos; pegamentos de alta temperatura; normalmente se aplican a más de 200 °C, pero pueden degradarse y carbonizarse durante el procesamiento. En estado fundido pueden degradarse un poco por el oxígeno atmosférico. Alta temperatura de aplicación. Amplio rango de temperaturas de servicio, generalmente mostrando una unión adecuada de −40 a 70 °C; algunas composiciones permiten el funcionamiento a 185 °C si no tienen que soportar carga. Resistente a plastificantes , por lo tanto adecuado para pegar cloruro de polivinilo ; sin embargo, solo las poliamidas derivadas de diaminas secundarias proporcionan una unión satisfactoria. [22] Resistente a aceites y gasolina. Buena adhesión a muchos sustratos como metal, madera, vinilo, ABS y polietileno y polipropileno tratados. Algunas formulaciones están aprobadas por UL para aplicaciones eléctricas que requieren inflamabilidad reducida. Se emplean tres grupos, con peso molecular bajo, intermedio y alto; Los de bajo peso molecular se funden a baja temperatura y son fáciles de aplicar, pero tienen menor resistencia a la tracción, menor resistencia a la tracción-cizallamiento y menor elongación que los de alto peso molecular. Los de alto peso molecular requieren extrusoras sofisticadas y se utilizan como adhesivos estructurales de alto rendimiento. La presencia de enlaces de hidrógeno entre las cadenas de polímeros confiere a las poliamidas una alta resistencia incluso a pesos moleculares bajos, en comparación con otros polímeros. Los enlaces de hidrógeno también proporcionan la retención de la mayor parte de la fuerza adhesiva hasta casi el punto de fusión; sin embargo, también hacen que el material sea más susceptible a la permeación de humedad en comparación con los poliésteres. Se pueden formular como suaves y pegajosos o como duros y rígidos. Aplicaciones de nicho, junto con los poliésteres que ocupan menos del 10% del volumen total del mercado de adhesivos termofusibles. La absorción de humedad puede provocar la formación de espuma durante la aplicación, ya que el agua se evapora durante la fusión, dejando huecos en la capa adhesiva que degradan la resistencia mecánica. Los HMA de poliamida suelen estar compuestos de un ácido dímero con, a menudo, dos o más diaminas diferentes. El ácido dímero suele representar entre el 60 y el 80 % de la masa total de la poliamida y proporciona un carácter amorfo no polar. Las aminas alifáticas lineales, como la etilendiamina y la hexametilendiamina , proporcionan dureza y resistencia. Las aminas de cadena más larga, como la amina dímera, reducen la cantidad de enlaces de hidrógeno por volumen de material, lo que da como resultado una menor rigidez. Las poliéterdiaminas proporcionan una buena flexibilidad a baja temperatura. La piperazina y diaminas similares también reducen el número de enlaces de hidrógeno. Solo las poliamidas basadas en piperazina y aminas secundarias similares forman una unión satisfactoria con el cloruro de polivinilo.; las aminas primarias forman enlaces de hidrógeno más fuertes dentro del adhesivo, las aminas secundarias pueden actuar solo como aceptores de protones, no forman enlaces de hidrógeno dentro de la poliamida y, por lo tanto, son libres de formar enlaces más débiles con el vinilo, probablemente con el átomo de hidrógeno adyacente al cloro. [22]
Poliésteres , similares a los utilizados para fibras sintéticas . Alta temperatura de aplicación. Sintetizados a partir de un diol y un ácido dicarboxílico . La longitud de la cadena de diol tiene una gran influencia en las propiedades del material; al aumentar la longitud de la cadena de diol, aumenta el punto de fusión, aumenta la tasa de cristalización y disminuye el grado de cristalización. Tanto el diol como el ácido influyen en el punto de fusión. En comparación con poliamidas similares, debido a la ausencia de enlaces de hidrógeno, los poliésteres tienen menor resistencia y punto de fusión, pero son mucho más resistentes a la humedad, aunque siguen siendo susceptibles. En otros parámetros, y en aplicaciones donde estos factores no juegan un papel, los poliésteres y las poliamidas son muy similares. Los poliésteres se utilizan a menudo para unir tejidos. Se pueden utilizar solos o mezclados con grandes cantidades de aditivos. Se utilizan donde se necesita alta resistencia a la tracción y resistencia a altas temperaturas. La mayoría de los adhesivos termofusibles de poliéster tienen un alto grado de cristalinidad. Aplicaciones de nicho, junto con poliamidas que ocupan menos del 10% del volumen total del mercado de adhesivos termofusibles. Sin embargo, se desarrollaron polímeros amorfos dispersables en agua, modificados mediante la adición de grupos de sulfonato de sodio para dispersabilidad, para adhesivos repulpables. [23] Los poliésteres suelen ser altamente cristalinos, lo que conduce a un rango estrecho de temperatura de fusión, lo que es ventajoso para la unión a alta velocidad.
Poliuretanos
Los poliuretanos termoplásticos (TPU) ofrecen una buena adhesión a diferentes superficies debido a la presencia de grupos polares . Su baja temperatura de transición vítrea proporciona flexibilidad a bajas temperaturas. Son muy elásticos y blandos, con amplios rangos posibles de cristalización y punto de fusión. Los poliuretanos consisten en largas cadenas lineales con segmentos blandos y flexibles ( cadenas de poliéster o poliéter de bajo punto de fusión acopladas a diisocianato ) que se alternan con segmentos rígidos (puentes de diuretano resultantes de la reacción del diisocianato con un extensor de cadena de glicol de molécula pequeña). Los segmentos rígidos forman enlaces de hidrógeno con segmentos rígidos de otras moléculas. Una mayor proporción de segmentos blandos a duros proporciona una mejor flexibilidad, elongación y rendimiento a baja temperatura, pero también menor dureza, módulo y resistencia a la abrasión. La temperatura de unión es más baja que con la mayoría de los demás HMA, solo alrededor de 50–70 °C, cuando el adhesivo se comporta como un caucho blando que actúa como un adhesivo sensible a la presión. La humectación de la superficie en este estado amorfo es buena y, al enfriarse, el polímero cristaliza y forma un enlace fuerte y flexible con alta cohesión. La elección de una combinación adecuada de diisocianato y poliol permite adaptar las propiedades del poliuretano; se pueden utilizar solos o mezclados con un plastificante. Los poliuretanos son compatibles con la mayoría de los plastificantes comunes y con muchas resinas. [24]
Poliuretanos (PUR), o uretanos reactivos, para altas temperaturas y alta flexibilidad. Nuevo tipo de adhesivos termoendurecibles de fusión en caliente , introducidos a principios de la década de 1990. La solidificación puede ser rápida o prolongada en un rango de varios minutos; luego, el curado secundario con la humedad atmosférica o del sustrato continúa durante varias horas, formando enlaces cruzados en el polímero. Excelente resistencia a solventes y productos químicos. Baja temperatura de aplicación, adecuado para sustratos sensibles al calor. Resistente al calor después del curado, con temperaturas de servicio generalmente de −30 °C a +150 °C. Resistente a los solventes de tinta. A menudo se usa en aplicaciones de encuadernación , automoción, aeroespacial, filtros y bolsas de plástico. Susceptible a la degradación por rayos UV que causa decoloración y degradación de las propiedades mecánicas, requiere mezcla con estabilizadores UV y antioxidantes. [25] Generalmente se basa en prepolímeros hechos de polioles y diisocianato de metileno difenilo (MDI) u otro diisocianato, con una pequeña cantidad de grupos isocianato libres; estos grupos, cuando se someten a la humedad, reaccionan y se reticulan. La resistencia "verde" solidificada sin curar tiende a ser menor que la de los HMA no reactivos; la resistencia mecánica se desarrolla con el curado. La resistencia verde se puede mejorar mezclando el prepolímero con otros polímeros. [26]Aunque los adhesivos termofusibles existen desde hace décadas, los avances en el desarrollo del PUR lo han hecho popular para aplicaciones como encuadernación, carpintería y embalaje a partir de la década de 1950. Dado que es muy flexible y tiene un amplio rango de ajuste térmico, el PUR es perfecto para unir sustratos difíciles. [27]
Los copolímeros de bloque de estireno (SBC), también llamados adhesivos de copolímero de estireno y adhesivos a base de caucho, tienen buena flexibilidad a baja temperatura, alta elongación y alta resistencia al calor. Se utilizan con frecuencia en aplicaciones de adhesivos sensibles a la presión , donde la composición retiene la adherencia incluso cuando se solidifica; sin embargo, también se utilizan formulaciones no sensibles a la presión. Alta resistencia al calor, buena flexibilidad a baja temperatura. [28] Menor resistencia que los poliésteres. Por lo general, tienen una estructura ABA, con un segmento de caucho elástico entre dos bloques terminales de plástico rígido. Los formadores de película de alta resistencia como independientes, aumentan la cohesión y la viscosidad como aditivo. Resistente al agua, soluble en algunos disolventes orgánicos; la reticulación mejora la resistencia a los disolventes. Las resinas que se asocian con bloques terminales (cumarona-indeno, α-metil estireno, vinil tolueno, hidrocarburos aromáticos, etc.) mejoran la adhesión y alteran la viscosidad. Las resinas que se asocian a los bloques intermedios (olefinas alifáticas, ésteres de colofonia , politerpenos, fenólicos terpénicos) mejoran la adhesión, el procesamiento y las propiedades sensibles a la presión. La adición de plastificantes reduce el costo, mejora la adherencia sensible a la presión, disminuye la viscosidad de la masa fundida, disminuye la dureza y mejora la flexibilidad a baja temperatura. La estructura ABA promueve una separación de fases del polímero, uniendo los bloques finales, con las partes elásticas centrales actuando como enlaces cruzados; los SBC no requieren enlaces cruzados adicionales. [29]
Estireno- butadieno -estireno (SBS), utilizado en aplicaciones de PSA de alta resistencia.
Estireno - isopreno -estireno (SIS), utilizado en aplicaciones de PSA de baja viscosidad y alta adherencia.
Estireno-etileno/ butileno -estireno (SEBS), utilizado en aplicaciones no tejidas de baja autoadherencia.
Fluoropolímeros , con agentes de pegajosidad y copolímero de etileno con grupos polares [31]
Los cauchos de silicona , que experimentan reticulación después de la solidificación, forman un sellador de silicona duradero, flexible y resistente a los rayos UV y a la intemperie [32]
Polipirrol (PPY), un polímero conductor , para adhesivos termofusibles intrínsecamente conductores (ICHMAs), utilizados para blindaje EMI . [33] El EVA compuesto con 0,1–0,5 % en peso de PPY absorbe fuertemente en el infrarrojo cercano , lo que permite su uso como adhesivos activados en el infrarrojo cercano. [34]
resinas pegajosas (por ejemplo, colofonias y sus derivados, terpenos y terpenos modificados, resinas alifáticas , cicloalifáticas y aromáticas (resinas alifáticas C5, resinas aromáticas C9 y resinas alifáticas/aromáticas C5/C9), resinas de hidrocarburos hidrogenados y sus mezclas, resinas de terpeno-fenol (TPR, utilizadas a menudo con EVA)), hasta aproximadamente un 40%. [36] Los pegajosos tienden a tener un peso molecular bajo y una temperatura de transición vítrea y de ablandamiento superior a la temperatura ambiente, lo que les proporciona propiedades viscoelásticas adecuadas . Los pegajosos con frecuencia presentan la mayor parte del porcentaje de peso y el coste del adhesivo termofusible.
Ceras , por ejemplo, ceras microcristalinas , ceras de amidas grasas o ceras oxidadas de Fischer-Tropsch ; aumentan la velocidad de fraguado. Las ceras, uno de los componentes clave de las formulaciones, reducen la viscosidad de la masa fundida y pueden mejorar la resistencia de la unión y la resistencia a la temperatura. [37]
antioxidantes y estabilizadores (p. ej., fenoles impedidos, BHT , fosfitos , fosfatos, aminas aromáticas impedidas); añadidos en pequeñas cantidades (<1 %), sin influir en las propiedades físicas. Estos compuestos protegen al material de la degradación tanto durante la vida útil, la composición y en estado fundido durante la aplicación. Los estabilizadores basados en siliconas funcionalizadas han mejorado la resistencia a la extracción y la desgasificación. [38]
Los adhesivos autoadhesivos y sensibles a la presión se encuentran disponibles en forma de adhesivos termofusibles. Con una consistencia pegajosa, los adhesivos autoadhesivos se adhieren mediante la aplicación de presión a temperatura ambiente. [40]
Los aditivos y polímeros que contienen enlaces insaturados son muy propensos a la autooxidación . Entre los ejemplos se incluyen los aditivos a base de colofonia . Se pueden utilizar antioxidantes para suprimir este mecanismo de envejecimiento.
La adición de partículas ferromagnéticas, materiales higroscópicos que retienen agua u otros materiales puede producir un adhesivo termofusible que se puede activar mediante calentamiento por microondas . [41]
La adición de partículas conductoras de electricidad puede producir formulaciones termofusibles conductoras. [42]
Aplicaciones
Los adhesivos termofusibles son tan numerosos como versátiles. En general, los adhesivos termofusibles se aplican mediante extrusión, laminado o pulverización, y su alta viscosidad los hace ideales para sustratos porosos y permeables. [43] Los adhesivos termofusibles son capaces de unir una variedad de sustratos diferentes, entre ellos: cauchos, cerámicas, metales, plásticos, vidrio y madera. [40]
En la actualidad, los adhesivos termofusibles (HMA) están disponibles en una variedad de tipos diferentes, lo que permite su uso en una amplia gama de aplicaciones en varias industrias. Para su uso en proyectos de manualidades o pasatiempos, como el ensamblaje o la reparación de modelos de aviones de espuma a control remoto y arreglos florales artificiales, se utilizan barras termofusibles y pistolas de pegamento termofusible en la aplicación del adhesivo. Para su uso en procesos industriales, el adhesivo se suministra en barras más grandes y pistolas de pegamento con velocidades de fusión más altas. Además de las barras termofusibles, el HMA se puede entregar en otros formatos, como bloques termofusibles granulares o en polvo para procesadores de fusión a granel. Las aplicaciones más grandes de HMA tradicionalmente utilizan sistemas neumáticos para suministrar adhesivo. [43]
Algunos ejemplos de industrias en las que se utiliza HMA son:
Cierre de solapas de cajas de cartón ondulado y cartones en la industria del embalaje . [44]
Aplicaciones de recubrimiento de perfiles, ensamblaje de productos y laminado en la industria de la madera [44]
Los pañales desechables se construyen mediante el uso de HMA, uniendo el material no tejido tanto a la capa posterior como a los elásticos.
Muchos fabricantes de dispositivos electrónicos también pueden utilizar un HMA para fijar piezas y cables, o para asegurar, aislar y proteger los componentes del dispositivo.
Formato
Los adhesivos termofusibles suelen venderse en barras o cartuchos adecuados a la pistola de pegamento en cuestión. También se utilizan gránulos a granel: estos se vierten o se transportan a un depósito de adhesivo para su posterior aplicación. También se utilizan grandes bidones de tapa abierta para aplicaciones de gran volumen. Las bombas de bidón de adhesivo termofusible tienen una placa calentada que funde el adhesivo para bombearlo a través de mangueras calentadas.
Referencias
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