COLAS VINILICAS *

ADHESIVOS PARA LA MADERA

Todo material que mantiene unidas dos piezas de madera o una pieza de madera con otra metálica, de tal forma que la piezas unidas resistan los esfuerzos físicos y mecánicos se denomina adhesivo. La unión se realiza de una forma muy compleja que incluye aspectos mecánicos y aspectos físico y químicos.

Muchas veces se utiliza la palabra “colas” para denominar a los adhesivos de la madera, pero está acepción es un poco más restrictiva, ya que sólo hace referencia a los adhesivos en fase acuosa.

COMPOSICIÓN DE LOS ADHESIVOS

- Componente principal: material que actúa de ligante, actualmente se corresponden con productos orgánicos de síntesis.

- Endurecedores: sustancias que se añaden para acelerar su fraguado.

- Cargas: sustancias que se añaden para mejorar las características del adhesivo. Pueden ser productos insecticidas, fungicidas, ignifugantes, etc.

- Complementos: sustancias que se añaden para rebajar su precio.

- Solventes: vehículo en que va disuelto el adhesivo, pueden ser acuosos, orgánicos, hidrodispersables, espumas, etc.

TIPOS

En función del material utilizado para realizar la unión se distinguen los siguientes tipos de colas o adhesivos algunos de los cuales sólo se mencionan por su valor histórico.

- Adhesivos o colas inorgánicos (de silicato sódico)

- Adhesivos orgánicos

- Adhesivos o colas naturales: animales (pieles, huesos, pescado, albúmina, caseína) y vegetales (almidón, semilla de soja)

- Adhesivos sintéticos.

Dentro de los adhesivos sintéticos, que son las que más se utilizan actualmente, se distinguen:

1.- Adhesivos termoplásticos

Una vez fraguados recobran su plasticidad por la acción del calor.

- Emulsiones vinílicas: acetato de polivinilo (PVAC), policloruro de vinilo (PVC), Acetato de vinilo y etileno (EVA), etc

                   - de un solo componente
                   - de dos componenes

- Adhesivos termofusibles (hot - melt)

El término termofusible define su forma de aplicación. Se suministran en forma de resina sólida, que se vuelven líquidas con la aplicación del calor y que se vuelven a endurecer cuando se enfrían.

- Adhesivos de caucho natural o sintético

- Adhesivos de poliuretano

- Adhesivos epoxídicos

                   - de un solo componente
                   - de varios componentes

- Adhesivos mixtos de epoxi y poliuretano

2.- Adhesivos termoestables

Una vez fraguadas no recobran su plasticidad por la acción del calor.

- Urea formaldehído (UF)

- Melamina urea formaldehído (MUF)

- Melamina fenol formaldehído (MPF)

- Fenol formaldehído (PF)

- Resorcina formaldehído (RF) y de resorcina - fenol formaldehído (RPF)

- Isocianato

CLASIFICACIÓN DE LOS ADHESIVOS - DURABILIDAD

Actualmente se está trabajando en las normas que definan la clases de durabilidad, hasta el momento sólo se han definido las clases para los adhesivos termoendurecibles.

Adhesivos termoplásticos

- Emulsiones vinílicas: acetato de polivinilo (PVAC), policloruro de vinilo (PVC), Acetato de

vinilo y etileno (EVA), etc

                   - de un solo componente
                   - de dos componenes

- Adhesivos termofusibles (hot - melt)

- Adhesivos de caucho natural o sintético

- Adhesivos de poliuretano

- Adhesivos epoxídicos

                   - de un solo componente
                   - de varios componentes

- Adhesivos mixtos de epoxi y poliuretano

Adhesivos termoestables

- Urea formaldehído (UF)

- Melamina urea formaldehído (MUF)

- Melamina fenol formaldehído (MPF)

- Fenol formaldehído (PF)

- Resorcina formaldehído (RF) y de resorcina - fenol formaldehído (RPF)

- Isocianato

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Principales tipos de adhesivos, descripción y consejo de uso

Adhesivos en base acuosa

DESCRIPCIÓN:

Se basan en dispersiones o disoluciones de polímeros (de origen vegetal o sintético) en agua. El adhesivo fragua por evaporación del agua en él contenida.

CONSEJOS DE USO:

-Debido a que los adhesivos en base acuosa y en base solvente fraguan por evaporación de agua o un disolvente orgánico respectivamente, al menos uno de los sustratos sobre los que se aplican debe ser poroso (a no ser que se empleen como colas de contacto).

-Cuanto más porosas sean las superficies mayor será lavelocidad de fraguado. Las condiciones ambientales afectan al tiempo de secado de los productos (cuanto mayor sea la temperatura ambiente mayor será la velocidad de fraguado; la excesiva humedad ambiental aumenta el tiempo de fraguado de los productos en base acuosa).

a. Colas celulósicas

DESCRIPCIÓN:

Son adhesivos en base acuosa obtenidos por dispersión de derivados celulósicos en agua.

Los más usados son la carboximetilcelulosa y la metilcelulosa. También existen colas celulósicas reforzadas por la adición de polímeros de origen sintético.

CONSEJOS DE USO:

-Respetar la proporción cola/agua indicada.

-Asegurar una dispersión homogénea (singrumos) de la cola.

-Esperar el tiempo indicado por el fabricante antes de comenzar a aplicar el producto.

b. Colas vinílicas

DESCRIPCIÓN:

Adhesivos en base acuosa que contienen poliésteres vinílicos (homo y copolímeros), frecuentemente usados para el encolado de madera, cartón y papel.

CONSEJOS DE USO:

- Las superficies a unir deben tener una cierta porosidad.Debe tenerse en cuenta que la velocidad de fraguado se ve afectada tanto por el grado de porosidad de los materiales como por las condiciones ambientales.

Adhesivos en base solvente

DESCRIPCIÓN:

Son disoluciones de polímero en un disolvente orgánico. El fraguado se produce al evaporarse el disolvente. Los adhesivos en base solvente son más rápidos que los adhesivos en base acuosa debido a la mayor velocidad de evaporación de los disolventes orgánicos respecto al agua.

CONSEJOS DE USO:

Al emplear adhesivos en base solvente debe verificarse que el disolvente del adhesivo no ataque (por disolución) a las superficies a unir.

Esto debe ser tenido especialmente en cuenta en referencia a ciertos plásticos y al porexpán.

a. Colas de contacto o de impacto

DESCRIPCIÓN:

Reciben su nombre por la forma en que se emplean: el adhesivo se aplica sobre las dos superficies a unir y se espera un tiempo (5-15 min) durante el cual se evapora el disolvente. A continuación se unen las superficies (se ponen en contacto) ejerciendo fuerte presión (impacto) durante unos segundos. Tradicionalmente las colas de contacto han sido adhesivos de policloropreno en base solvente. La creciente preocupación por el medio ambiente ha desencadenado la aparición de colas de contacto a base de polímeros dispersados en agua.

CONSEJOS DE USO:

-Debe respetarse el tiempo abierto indicado porel fabricante. Este tiempo varía según las condiciones ambientales (a mayor temperatura es más corto).

-Las colas de contacto están concebidas para ser aplicadas a las dos superficies a unir. Una aplicación unilateral sólo es posible cuando una de las partes es muy porosa (e.g. espuma de poliuretano). En ese caso, se debe efectuar la unión cuando la película de adhesivo aún esté húmeda.

-Debe verificarse que el disolvente del adhesivo no ataque (por disolución) a las superficies a unir. Esto debe ser tenido especialmente en cuenta en con ciertos plásticos y con el porexpán.

Adhesivos reactivos

DESCRIPCIÓN:

No contienen agua ni disolventes orgánicos. Las unidades de monómero o prepolímero

polimerizan por diferentes tipos de reacciones químicas teniendo así lugar el fraguado del adhesivo.

CONSEJOS DE USO:

Adhesivos reactivos como siliconas, cianoacrilatos o espumas de poliuretano necesitan humedad (ambiental o de los materiales) para polimerizar.

a. Anaeróbicos

DESCRIPCIÓN:

Adhesivos reactivos que fraguan a temperatura ambiente en ausencia de oxígeno. Por tanto, el adhesivo permanece inactivo mientras está en contacto con el oxígeno atmosférico. Los materiales metálicos, sobre los que generalmente se aplica este tipo de adhesivos, aceleran el proceso de fraguado.

CONSEJOS DE USO:

-Están especialmente concebidos para la fijación de tornillos, roscas, ejes y juntas metálicas, que pueden ser desenroscados por medios mecánicos tras vencer un determinado par de fuerzas.

-Debido a su mecanismo de curado (en ausencia de oxígeno) no admiten holguras.

-Ciertos metales (hierro, cobre, acero, latón, bronce) aceleran su fraguado. Otros (acero inoxidable, aluminio, estaño, níquel,cromados...) lo retardan haciendo necesario el uso de un activador.

b. Cianocrilatos

DESCRIPCIÓN:

Adhesivos reactivos que fraguan por polimerización al entrar en contacto con superficies ligeramente alcalinas (en general es suficiente la humedad ambiental o de los materiales a unir). La polimerización, una vez iniciada, es una reacción en cadena que transcurre muy rápidamente.

CONSEJOS DE USO:

-Es conveniente no aplicar producto en exceso y hacerlo únicamente a una de las dos superficies.

-Debido a su elevadísima velocidad de curado, este tipo de productos son especialmente adecuados para la unión de superficies pequeñas que además tengan un encaje perfecto (carecen de poder rellenador).

-En materiales muy porosos, el adhesivo puede penetrar en exceso en el material de modo que la superficie de unión quede desprovista de adhesivo.

-Las superficies muy ácidas pueden llegar a impedir el curado del adhesivo y las superficies alcalinas lo aceleran.

-Por otro lado, es importante señalar que la humedad contenida en la piel (humana) es más que suficiente para que el adhesivo cure y por eso se afirma que estos productos `pegan la piel y los ojos en segundos´. Los cianoacrilatos deben emplearse con mucha precaución, protegiéndose los ojos si es posible. Si se llegaran a pegar los dedos, mójense en agua jabonosa y muévanse poco a poco para despegarlos.

c. Epoxis

DESCRIPCIÓN:

Adhesivos reactivos bicomponentes que fraguan por reacción química ente una resina epoxi y un endurecedor al efectuar la mezcla de los dos componentes. Los adhesivos epoxi se caracterizan por poseer excelente resistencia a los agentes químicos, al calor y a la humedad, además de elevadísimas resistencia a rotura en tracción y cizalla. Como contrapartidas son frágiles al choque (impactos), poseen resistencias mediocres al pelado y son irritantes.

CONSEJOS DE USO:

-Son adhesivos bicomponentes por lo que hay que mezclar el contenido de dos tubos(en las proporciones que se indican) antes de proceder a la aplicación del producto.

-Es recomendable utilizar adhesivos epoxi de curado rápido cuando se efectúe la unión de piezas pequeñas y de curado lento si se desea unir grandes superficies.

-La resistencia final de los adhesivos epoxi se incrementa si se proporciona calor a la mezcla durante el fraguado.

-Se puede disponer de adhesivosepoxi con o sin poder rellenador adecuados para cada aplicación específica.

-Los adhesivos epoxi se caracterizan por poseer excelente resistencia a los agentes químicos al calor y a la humedad, además de elevadísimas resistencia a rotura en tracción y cizalla. Como contrapartidas son frágiles al choque(impactos), poseen resistencias mediocres al pelado y son irritantes.

d. Poliuretanos

DESCRIPCIÓN:

Pueden ser de dos tipos:

Poliuretanos bicomponentes. Fraguan por reacción de un prepolímero poliuretánico que contiene terminales isocianato con la humedad ambiental.

Poliuretanos monocomponentes. Fraguan por reacción química entre un poliol/poliéster o poliol/poliéter y un isocianato.

CONSEJOS DE USO:

-Espumas de poliuretano: Es conveniente pulverizar los sustratos y el producto una vez aplicado. Debe tenerse en cuenta que estos productos duplican su volumen al curar por lo que si se aplican en exceso, durante el proceso de fraguado pueden desplazar o reventar los elementos a fijar (madera, mármol...).

e. Siliconas

DESCRIPCIÓN:

Adhesivos reactivos. El polímero base es un polisiloxano que reacciona, en presencia de la humedad ambiental, con un silanoderivado para dar un sellador elástico. En la reacción puede desprenderse ácido acético (se habla de siliconas ácidas), oximas (siliconas neutras), aminas (siliconas básicas), alcoholes...

CONSEJOS DE USO:

-Estos productos están especialmente concebidos para el sellado de juntas en cristalería, saneamiento... Debe elegirse el tipo de sellador adecuado a las prestaciones requeridas (según la resistencia y elasticidad necesarias para cada uso).

-El curado de las siliconas necesita de la presencia de humedad.

-Su alisado se efectúa fácilmente con la ayuda de agua jabonosa.

-Las llamadas siliconas ácidas liberan ácido acético durante el curado por lo que no es recomendable aplicarlas sobre sustratos que contengan carbonatos (cemento, hormigón, mármol). En ese caso, debe elegirse una silicona neutra como sellador.

-Las siliconas no se pueden pintar. Restos del producto deben eliminarse mecánicamente antes de que endurezcan.

Hot-melts o termofusibles

DESCRIPCIÓN:

Adhesivos termofusibles: Sustancia sólida que una vez fundida se puede emplear como adhesivo. Al enfriar se alcanza de nuevo la resistencia original. El polímero base puede ser de naturaleza diversa (copolímeros etileno?acetato de vinilo, poliamida, poliuretano...) con distintas propiedades.

CONSEJOS DE USO:

-Debe respetarse y verificarse la temperatura de aplicación señalada por el fabricante. Es importante ceñirse al tiempo abierto y tiempo de cierre establecidos para el proceso de aplicación.

-Deben tomarse las precauciones derivadas de la alta temperatura a que se aplica este tipo de productos.

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Tipos de Adhesivos

Existen una gran cantidad de adhesivos de diferentes naturalezas y origen. Eso hace que la clasificación de los mismos se haya realizado de muy diversas maneras.

La clasificación más simple es la que los divide en dos grandes grupos:

Adhesivos reactivos , el curado se realiza después de su aplicación: epoxi, siliconas, cianoacrilatos, anaeróbicos, poliuretanos, etc.

Adhesivos no reactivos , prepolimerizados antes de su aplicación: colas y adhesivos de contacto, PVC, colas blancas, cintas adhesivas, etc.

Otra clasificación puede realizarse en función de la naturaleza del material del que están fabricados:

Adhesivos termoplásticos , como indica su nombre se ablandan hasta fundir con al temperatura, por lo que tienen poca resistencia al calor y a la fluencia, lo que puede ser una ventaja en aplicaciones de sellado. Tienen resistencia al despegue entre buena y moderada.

Adhesivos elastómeros vulcanizados o con enlaces cruzados, dan mejores valores para la resiliencia, presentan menos fluencia y tienen una resistencia al calor superior a los termoplásticos; por otro lado, son superiores a todos los restantes en resistencia a la flexión.

Adhesivos termoestables , están formados por polímeros que experimentan por curado una transformación física y química irreversible que los hace infusibles e insolubles. Las reacciones de curado pueden ser por condensación o por adición. Tienen buena resistencia a la fluencia, alto módulo de elasticidad y mayor resistencia a la temperatura que el resto. Su fragilidad depende, entre otras cosas, de la estructura molecular del monómero; sin embargo, se pueden conseguir comportamientos mecánicos diferentes ajustando las composiciones y condiciones de curado.

Por último, una clasificación que ordena los diferentes tipos de adhesivos en función de su origen:

Colas animales , son adhesivos preparados a partir del colágeno de los mamíferos, proteína principal del cuero, huesos y tendones. Cuando el colágeno de las proteínas, insoluble en agua, se trata con ácidos, álcalis o agua caliente, se convierte lentamente en un material soluble. Si la proteína original es bastante pura y la transformación se hace por procesos lentos, el producto de alto peso molecular se llama gelatina y puede emplearse con fines comestibles y fotográficos. El material de peso molecular más bajo, producido por un tratamiento más enérgico de fuentes de colágeno menos tratables, es normalmente de

color más oscuro y está más impurificado; a este producto se le llama cola animal. La composición química del colágeno obtenido a partir de una gran variedad de mamíferos varía muy poco. La cola de caseína se prepara disolviendo caseína, una fosfoproteína obtenida de la leche, en un disolvente acuoso alcalino. La caseína se obtiene de la leche desnatada por precipitación con ácido sulfúrico, clorhídrico o láctico.

Adhesivos vegetales , son aquellos solubles o dispersables en agua que son producidos o extraídos de materias primas naturales por procesos relativamente simples. Los almidones que constituyen la principal fuente de adhesivos pueden extraerse de raíces, tubérculos y médulas de las plantas. Las principales fuentes de almidón son: maíz, trigo, patatas, boniatos y arroz.

Los adhesivos proteínicos de origen vegetal, como la cola de soja, tienen propiedades similares a los adhesivos de origen animal. Especial interés tiene el grupo de las gomas naturales como el caucho, el agar-agar o la goma arábiga.

Adhesivos orgánicos sintéticos , son los obtenidos industrialmente mediante síntesis orgánica. Los termoestables como los adhesivos de urea-formaldehído, de fenol-formaldehído o las resinas epoxi. Los termoplásticos utilizados como adhesivos termofusibles: polietileno, poliamidas y poliésteres o en solución: PVC. Los elastómeros como el estireno-butadieno o la silicona.

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