3M adhesius

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)



Unión y sellado en una misma operación

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2. Introducción a los adhesivos (IV)




Permite usar materiales más finos y ligeros

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2. Introducción a los adhesivos (V)





Se pueden unir materiales diferentes

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2. Introducción a los adhesivos (VI)






Unión flexible y resistente a impactos y vibraciones

vídeo-1

vídeo-1 VHB impacto bola UK.mp4



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2. Introducción a los adhesivos (VII)







No daña los sustratos

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2. Introducción a los adhesivos (VIII)







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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5.1. Adhesivos bicomponentes

5.2. Cintas adhesivas

5.3. Poliuretanos e híbridos

5.4. Cianoacrilatos

5.5. Cintas protectoras

5.6. Materiales para etiquetas


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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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5.1. 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

vídeo-2

vídeo-2 7271.mp4

vídeo-2 7271.mp4

vídeo-2 7271.mp4

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5.1. Adhesivos bicomponentes (y III)

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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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5.2. Cintas con adhesivo #360

Cintas con un adhesivo especialmente indicado para

conseguir alta fuerza de unión sobre PE y PP

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5.2. 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

vídeo-3

vídeo-3 VHB-espumas.mp4



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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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5.3. 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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5.4. 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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5.5. 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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5.6. 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…??

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