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3M Cintas y Adhesivos Industriales
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Temario
1. Introducción a los materiales plásticos
2. Introducción a los adhesivos
3. Consideraciones para la unión adhesiva
4. Pegado de plásticos difíciles y materiales pintados
5. Cintas y adhesivos para la unión de plásticos
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1. Introducción a los materiales plásticos
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1. Introducción a los materiales plásticos (I)
Los “plásticos” son materiales sólidos sintéticos, formados por la polimerización
de moléculas orgánicas (basadas en el átomo de carbono) procedentes del
petróleo, del gas natural o de otras fuentes naturales (p. ej., la celulosa)
Son sólidos rígidos con elongaciones bajas (< 100%), a diferencia de los
elastómeros o cauchos, cuyas elongaciones pueden superar el 500%
Los plásticos se dividen en dos grandes grupos:
• Termoplásticos: Pueden fundirse y solidificarse repetidamente por calentamiento y
enfriamiento PE, PP, PET, PVC, ABS, PC, PMMA, PA, PTFE
• Termoestables: No se funden por acción del calor Epoxi, fenólico, poliéster
(insaturado), melamina Habituales en los “composites” (= plástico + fibras)
Las pinturas son polímeros de naturaleza análoga a la de los plásticos A los
materiales pintados se les aplican las mismas consideraciones que a los plásticos
propiamente dichos a la hora de unirlos con adhesivos
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La energía superficial de un
material es su afinidad eléctrica y
electrostática por otros materiales,
y es una medida de la facilidad o
dificultad de un sólido para ser
mojado por un líquido (= adhesivo
en nuestro caso)
A menor energía superficial de un
material, más difícil será de pegar
A mayor energía superficial de un
material, más fácil será de pegar…
en principio
Metales, vidrio > 200 mN/m
PE, PP 31-35 mN/m
PTFE, silicona < 25 mN/m
Energía superficial
PVC, PET, PA, epoxi,
fenólico, PC, PMMA, PS 36-45 mN/m
1. Introducción a los materiales plásticos (y II)
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2. Introducción a los adhesivos
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2. Introducción a los adhesivos (I)
DEFINICIÓN: Un adhesivo es una sustancia capaz de unir materiales a través de sus
superficies La naturaleza, rugosidad, cohesión y estado de esa superficie
determinan por completo el buen o mal resultado de la unión con adhesivos
CLASIFICACIÓN DE LOS PRODUCTOS ADHESIVOS:
1. Adhesivos en disolución Curan por evaporación del disolvente o agua
2. Adhesivos termofusibles Curan por enfriamiento del producto fundido
3. Adhesivos reactivos Curan por reacción química:
- Por mezcla de dos componentes
- Con la humedad
- Con calor
- Con la luz UV o visible
- Por ausencia de oxígeno
4. Autoadhesivos No experimentan curado; son sólidos y poseen pegajosidad
permanente Cintas adhesivas
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2. Introducción a los adhesivos (II)
VENTAJAS de la unión adhesiva frente a otros métodos de unión:
Distribución uniforme del esfuerzo
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2. Introducción a los adhesivos (III)
VENTAJAS de la unión adhesiva frente a otros métodos de unión:
Distribución uniforme del esfuerzo
Unión y sellado en una misma operación
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2. Introducción a los adhesivos (IV)
VENTAJAS de la unión adhesiva frente a otros métodos de unión:
Distribución uniforme del esfuerzo
Unión y sellado en una misma operación
Permite usar materiales más finos y ligeros
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2. Introducción a los adhesivos (V)
VENTAJAS de la unión adhesiva frente a otros métodos de unión:
Distribución uniforme del esfuerzo
Unión y sellado en una misma operación
Permite usar materiales más finos y ligeros
Se pueden unir materiales diferentes
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2. Introducción a los adhesivos (VI)
VENTAJAS de la unión adhesiva frente a otros métodos de unión:
Distribución uniforme del esfuerzo
Unión y sellado en una misma operación
Permite usar materiales más finos y ligeros
Se pueden unir materiales diferentes
Unión flexible y resistente a impactos y vibraciones
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2. Introducción a los adhesivos (VII)
VENTAJAS de la unión adhesiva frente a otros métodos de unión:
Distribución uniforme del esfuerzo
Unión y sellado en una misma operación
Permite usar materiales más finos y ligeros
Se pueden unir materiales diferentes
Unión flexible y resistente a impactos y vibraciones
No daña los sustratos
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2. Introducción a los adhesivos (VIII)
VENTAJAS de la unión adhesiva frente a otros métodos de unión:
Distribución uniforme del esfuerzo
Unión y sellado en una misma operación
Permite usar materiales más finos y ligeros
Se pueden unir materiales diferentes
Unión flexible y resistente a impactos y vibraciones
No daña los sustratos
Mejor estética
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2. Introducción a los adhesivos (y IX)
LIMITACIONES de las uniones adhesivas:
Salvo en casos particulares, las uniones no son desmontables
La resistencia a altas temperaturas está limitada (hay poco que
hacer a partir de unos 250 ºC, excepto con adhesivos cerámicos)
No suelen ser adecuados en aplicaciones con:
• Cargas mecánicas muy elevadas, especialmente si están
localizadas en los bordes (pelado, arrancamiento)
• Un brazo de palanca muy fuerte
• Muy poca superficie de contacto
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3. Consideraciones para la unión adhesiva
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3. Consideraciones para la unión adhesiva (I)
3.1. Sustratos
3.2. Condiciones de servicio
3.3. Factores relativos al adhesivo
3.4. Aplicación correcta del adhesivo o cinta
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3. Consideraciones para la unión adhesiva (II)
3.1. Sustratos
Naturaleza exacta ¿Qué materiales queremos unir?
¿De qué objeto final forman parte?
Forma y tamaño Es más fácil unir lo pequeño que lo grande
Grado de rigidez o flexibilidad Balance entre la rigidez del adhesivo y
la de los sustratos
¿Rugosidad, porosidad, consistencia fibrosa?
HDPE
PP
PTFE PVC Lexan
Maple
ABS UHMW
HDPE
PP
PTFE PVC
PC
Madera
ABS UHMW
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3. Consideraciones para la unión adhesiva (III)
3.2. Condiciones de servicio
Grado de esfuerzo mecánico previsto Peso, viento, dilataciones
diferenciales, vibraciones, flexión, impacto…
¿Exteriores o interiores?
Humedad
Temperatura
Contacto con agua, aceites, disolventes, ácidos, bases…
Plastificantes (caso del PVC flexible)
Ambiente marino o salino
Radiación UV
Atención: No sólo hay que considerar el ambiente en el que el producto final se
encontrará durante su vida en servicio, sino también la fase de transporte,
especialmente por lo relativo a la temperatura, humedad y posible exposición a la luz
solar
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3. Consideraciones para la unión adhesiva (IV)
3.3. Factores relativos al adhesivo
Aspectos toxicológicos
¿Cinta o adhesivo?
Viscosidad / fluencia
Transparencia, color
Rigidez / flexibilidad
Método de dispensado (pistola, rodillo…)
Tiempo abierto y tiempo de endurecimiento
Modo de curado (evaporación de disolvente, reacción con
la humedad, reacción por mezcla de dos componentes…)
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3. Consideraciones para la unión adhesiva (V)
3.4. Aplicación correcta del adhesivo o cinta
Condiciones ambientales durante el pegado Muy importante la temperatura
en el caso de las cintas adhesivas
Preparación de superficies
Cantidad y distribución adecuadas del producto
Espesor de producto adecuado en función de la holgura o falta de paralelismo
de las piezas Muy importante en las cintas adhesivas
Presión de contacto fuerte y uniforme (adhesivos de contacto y cintas)
No sobrepasar el tiempo abierto (adhesivos)
Dejar el tiempo de curado suficiente antes de forzar la unión
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3. Consideraciones para la unión adhesiva (y VI)
Preparación de superficies
Limpieza con disolvente
Utilizar el Limpiador de Superficies 3M, o bien un
disolvente de evaporación rápida: alcohol
isopropílico (IPA), alcohol etílico, heptano,
metiletilcetona (MEK), acetona
Imprimación
Líquido que se aplica al sustrato antes
que el adhesivo, para mejorar la
adhesión y la durabilidad
Abrasión Para eliminar pintura, desmoldeantes,
óxido, etc. Utilizar Scotch-Brite™ 7447 o
lija de grano P180 o similar
Plástico
Fragmentos de bajo peso molecular
Productos de oxidación
Plastificantes, lubricantes, etc
Desmoldeantes
Polvo, humedad
Si no es suficiente
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4. Pegado de plásticos difíciles
y materiales pintados
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4. Pegado de plásticos difíciles y materiales pintados (I)
4.1. Tratamientos superficiales especiales
Limpieza con disolventes enérgicos (cetonas, disolventes
clorados, productos específicos, etc) Efectiva sólo en
algunos casos. Peligro de atacar el plástico o la pintura
Abrasión Aumenta la superficie de contacto, elimina la
contaminación más persistente y elimina capas débiles. Es
efectiva si la baja adhesión se debe a alguno de estos
factores
Imprimación Suele ser eficaz, pero las imprimaciones
son generalmente inflamables y nocivas
Tratamiento corona, flameado o con plasma Eficaces,
pero el equipo necesario es caro, y las piezas no pueden
tener cualquier geometría
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4.2. Plásticos difíciles
Silicona En principio, solamente se puede pegar con
adhesivos de base silicona, bien líquidos (adhesivos-selladores),
o bien en forma de cinta adhesiva
PTFE Sólo es posible pegarlo con algún adhesivo de
formulación especial como el 3M™ Scotch-Weld™ DP8010
PE, PP Seleccionar con cuidado el producto, ya que no
todos presentan buena adhesión en estos plásticos
(especialmente dentro de los adhesivos líquidos). Se pueden
unir incluso de modo estructural con algún adhesivo como el
3M™ Scotch-Weld™ DP8005 o DP8010
Acetal (polioximetileno, POM) Muy difícil de pegar. A veces
se recomienda un tratamiento previo con HCl concentrado
4. Pegado de plásticos difíciles y materiales pintados (II)
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4.3. Materiales pintados
Similares consideraciones de adhesión que con los
plásticos
Cuidado con las diferencias de adhesión sobre
distintas pinturas o incluso sobre diferentes colores
del mismo fabricante
Cuidado especial con las pinturas en polvo (ceras
y otros aditivos perjudiciales para la adhesión)
Cuidado con los tratamientos superficiales
demasiado agresivos (disolventes, abrasión)
Cuidado con las adhesiones demasiado fuertes o
los adhesivos demasiado rígidos que puedan
arrancar la pintura
4. Pegado de plásticos difíciles y materiales pintados (y III)
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5. Cintas y adhesivos para la unión de plásticos
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5.1. Adhesivos bicomponentes
5.2. Cintas adhesivas
5.3. Poliuretanos e híbridos
5.4. Cianoacrilatos
5.5. Cintas protectoras
5.6. Materiales para etiquetas
5. Cintas y adhesivos para la unión de plásticos
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5. Cintas y adhesivos para la unión de plásticos
5.1. Adhesivos bicomponentes (I)
Curan por reacción química al mezclar los dos componentes
Los más habituales son de tipo epoxi, acrílico y poliuretano
Proporcionan las prestaciones más elevadas
Curan sin problema, y siempre en el mismo tiempo, con independencia de los
sustratos, las condiciones ambientales o la cantidad aplicada
Sirven tanto para micro-aplicaciones como para piezas encajadas o para
extender por superficies grandes
Existen productos que adhieren sobre PE, PP e incluso PTFE
No proporcionan sujeción inmediata
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5. Cintas y adhesivos para la unión de plásticos
5.1. Adhesivos bicomponentes (II)
Scotch-Weld™ DP610, adhesivo de
poliuretano bicomponente
ultratransparente que no amarillea
Scotch-Weld™ 7271 B/A, adhesivo de epoxi-acrilato
para fijación de anclajes sobre poliéster o metal
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5. Cintas y adhesivos para la unión de plásticos
5.1. Adhesivos bicomponentes (y III)
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5. Cintas y adhesivos para la unión de plásticos
5.2. Cintas adhesivas
Proporcionan sujeción inmediata de las piezas
Aplicación limpia, sencilla y rápida
Sin problemas de higiene y seguridad
Permiten autoadhesivar materiales para que sean
unidos en otro momento o en otro lugar
Sólo son adecuadas para unir piezas entre las
cuales haya poca holgura
Existen cintas adhesivas de altas prestaciones,
utilizables para aplicaciones tradicionalmente
reservadas a adhesivos estructurales o semi-
estructurales Ejemplo: cintas de espuma
acrílica 3M™ VHB™
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5. Cintas y adhesivos para la unión de plásticos
5.2. Cintas con adhesivo #360
Cintas con un adhesivo especialmente indicado para
conseguir alta fuerza de unión sobre PE y PP
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5. Cintas y adhesivos para la unión de plásticos
5.2. Cintas de espuma acrílica VHB™ (I)
Cintas 3M VHB™, de espuma acrílica de altas
prestaciones
Son adhesivas en toda su masa, a diferencia
de las espumas convencionales
Poseen naturaleza viscoelástica:
• La viscosidad permite la fluencia y el buen
contacto
• La elasticidad proporciona la resistencia
con flexibilidad
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5.2. Cintas de espuma acrílica VHB™ (II)
Pegado de letras de
policarbonato a carcasa metálica
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5.2. Cintas de espuma acrílica VHB™ (III)
Fabricación de mamparas divisorias
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5.2. Cintas de espuma acrílica VHB™ (y IV)
Arriba, remolque ensamblado con remaches
Abajo, remolque pegado con cinta VHB
Prueba real de 160.000 km
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5.3. Poliuretanos e híbridos (I)
Curan por reacción química con la humedad
Son productos de alta viscosidad y con buena capacidad
de relleno
Proporcionan uniones flexibles y con gran resistencia al
impacto
Adecuados para unir superficies grandes, pero no para
piezas pequeñas ni para dosificar con precisión
Son los adhesivos habituales para pegar paneles o
estructuras de materiales compuestos (composites).
Ejemplos: fabricación de autobuses, yates o paneles
para construcción
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5. Cintas y adhesivos para la unión de plásticos
5.3. Poliuretanos e híbridos (II)
Los adhesivos híbridos o adhesivos de silano modificado
presentan algunas ventajas frente a los poliuretanos:
• No contienen isocianatos
• Mayor resistencia a la radiación UV
• Tienden a pegar mejor sin imprimación
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5.3. Poliuretanos e híbridos (y III)
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5. Cintas y adhesivos para la unión de plásticos
5.4. Cianoacrilatos
Curan rápidamente por reacción química con la humedad
Proporcionan sujeción casi inmediata
En su mayoría son transparentes e incoloros
Requieren que la holgura entre las piezas sea mínima
Adecuados solamente para ser aplicados en puntos o cordones
Las uniones son relativamente rígidas
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5. Cintas y adhesivos para la unión de plásticos
5.5. Cintas protectoras (I)
Cinta de poliuretano 8671, de muy alta resistencia
a la abrasión, desgarro y punzonado
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5.5. Cintas protectoras (y II)
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5. Cintas y adhesivos para la unión de plásticos
5.6. Materiales para etiquetas (I)
Materiales autoadhesivos imprimibles por
métodos de impresión fija y variable, para ser
transformados por un convertidor según los
requisitos del cliente final
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5.6. Materiales para etiquetas (y II)
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La unión de materiales plásticos mediante adhesivos
es una alternativa que ofrece ventajas
frente a los métodos convencionales de unión,
bien sean por medios mecánicos, por soldadura o
mediante disolventes
Conclusión
Gracias por su atención
¿¿Preguntas…??