APairflex400 Sp.1510027 - rip

POLYMERS
AIRFLEX® 400 y AIRFLEX® 400H,
Emulsiones de acetato de
vinilo-etileno
Polímeros - Boletín técnico
Bases de alto rendimiento para adhesivos
Introducción
Las emulsiones Airflex 400 y Airflex 400H
se desarrollaron especialmente para
utilizarse como bases de alto rendimiento
para adhesivos.
Estas emulsiones, dependiendo de como
sean formuladas, se pueden utilizar para
pegar una gran variedad de superficies.
Del mismo modo, el alto poder de adherencia inicial que tienen las emulsiones
Airflex 400/400H persiste a través del tiempo
cuando las emulsiones se utilizan para pegar
PVC. Esto se comprobó probando en un
dinamómetro Instron, láminas de tela de
algodón y PVC que habían sido sometidas a
un envejecimiento acelerado. La fuerza de
adhesión del producto disminuyó muy poco
o nada después de someter el producto a un
proceso de envejecimiento durante una semana, a 50 °C
(ver figura 1). Las emulsiones Airflex 400 y Airflex 400H se emplean
en las fórmulas de adhesivos para pegar películas de materiales
como el poli(cloruro de vinilideno) (saran), el acetato de celulosa,
el poliestireno y el celofán revestido con saran, en substratos
porosos. También se utilizan sobre una amplia gama de substratos
como son el papel, la madera, la tela de algodón, el nylon, el cartón,
la espuma de poliuretano y determinados tipos de cartón revestido,
especialmente cartón revestido con látex estireno-butadieno (SB) y
cartón revestido con látex acrílico. Estas emulsiones también se
adhieren a la placa de estaño, al acero inoxidable y a superficies
galvanizadas (esto no quiere decir que el producto se pueda usar
como adhesivo estructural de metales, aunque sí como una base
para compuestos como los adhesivos de juntas para mosaicos y
tinas y los adhesivos aislantes de superficies metálicas).
La buena adhesión de las emulsiones Airflex 400/400H en todos
estos substratos es la razón para que se sugiera su aplicación
como base para formular adhesivos en las siguientes industrias:
3
Envejecimiento
acelerado
2
1
Empaques: cajas de cartón con película
transparente, confección de cajas de cartón,
sellado de cajas fabricadas con cartón
revestido con material mineral, sobres con
película transparente.
Maletas y bolsas: preparación de adhesivos
para pegar piel o PVC sobre madera, fibra,
cartón o aglomerado y diversos tipos de
telas.
Encuadernación: revestimiento, pegado, relleno y etiquetas de revistas.
Textiles: no tejidos
Calzado: preparación de adhesivos para pegar cuero sobre PVC,
poliuretano o revestimiento de papel.
Laminado: base de adhesivos para laminar con PVC placas divisorias o madera contrachapada para paredes; laminado con película
de superficies celulósicas; películas de PVC prensadas en caliente
sobre telas, como por ejemplo, las empleadas para fabricar telas
para forrar.
Muebles: base de fórmulas de adhesivos para pegar películas de
PVC sobre madera o aglomerado.
Contrucción: Mástiques de flexibilidad permanente, compuestos
para juntas para mosaicos y tinas, cementos de separación y otros
tipos de mástique.
TABLA 1: Propiedades típicas de las emulsiones
Sólidos 1
Viscosidad 2
pH
Monómeros residuales
Tipo de copolímero
Coloide protector
Estabilidad mecánica 3
Tolerancia al alcohol
Tolerancia a solventes aromáticos
Características de espesamiento
Reacción con bórax
Pegajosidad en estado húmedo
Densidad
Propiedades típicas de la película
Resistencia al agua
Adherencia al vidrio
Flexibilidad
Brillo
Porción insoluble en tolueno
Transparencia
T g4
Módulo, 100 %
Resistencia máxima a la tracción
Elongación máxima
Airflex 400
Airflex 400H
55 %
1800 - 2700 cP
4.0 - 5.0
máximo del 0.5 %
acetato de vinilo-etileno
alcohol polivinílico
parcialmente hidrolizado
Excelente
Buena
Buena
Excelente
Coagula
Alta
1.1 g/cm3
55 %
3100 - 4400 cP
4.0 - 5.0
máximo del 0.5 %
acetato de vinilo-etileno
alcohol polivinílico
parcialmente hidrolizado
Excelente
Buena
Buena
Excelente
Coagula
Alta
1.1 g/cm3
Buena
Buena
Excelente
Moderado
40 a 60 %
Ligeramente opaca
0 °C
Aproximadamente 280 psi
Aproximadamente 800 psi
Aproximadamente 1800 %
Buena
Buena
Excelente
Moderado
40 a 60 %
Ligeramente opaca
0 °C
Aproximadamente 280 psi
Aproximadamente 800 psi
Aproximadamente 1800 %
1. Medida realizada en una balanza de humedad Cenco®
2. Viscosímetro Brookfield, modelo RVF, a 20 rpm y 25 °C
3. Prueba realizada en una mezcladora Hamilton Beach durante 30 minutos en alta velocidad.
4. Calorimetría diferencial de barrido (DSC)
Emulsión
Las emulsiones Airflex 400 y Airflex 400H son químicamente
estables, tanto en pH alto como en pH bajo. Son compatibles con
emulsiones de poli(acetato de vinilo), de reticulados de hule, dispersiones de PVC y una gran variedad de resinas, solventes, plastificantes y otros aditivos. Se pueden preparar y usar con
facilidad. Aceptan una cantidad elevada de carga seca, material al
que humectan de manera eficiente; y en muchos casos, no se
requiere dispersar las cargas previamente para prepararlas. Funcionan bien en máquinas que operan a alta velocidad y son también adecuadas para emplearse en las aplicaciones de rodillo o
extrusor. El hecho de que funcionen bien en las máquinas se debe
a la presencia del alcohol polivinílico, que funciona como coloide
protector, pero que también confiere al producto una excelente
pegajosidad en estado húmedo. Se fijan rápidamente debido a la
homogeneidad que tiene el tamaño de sus partículas.
Película
La estructura de los polímeros confiere a la película de adhesivo
seca una tenacidad y flexibilidad características que persisten
aunque la temperatura fluctúe. Las propiedades de las emulsiones
Airflex 400/400H se podrán entender mejor si se revisan brevemente los dos materiales poliméricos que constituyen este látex.
La resistencia a la deformación que muestran las emulsiones
Airflex 400/400H cuando se someten a una temperatura elevada,
es mayor que la que exhiben los copolímeros convencionales de
poli(acetato de vinilo/maleato) y poli(acetato de vinilo/acrilato).
Según se muestra en la Tabla 2, su alta resistencia a la deformación a una temperatura elevada es idéntica a la de las emulsiones
de homopolímero de acetato de vinilo. La fuerza de cohesión de
las emulsiones Airflex 400/400H es mayor que las de las emul-
siones de copolímeros de acetato de vinilo
que tienen la misma Tg.
Para realizar estas pruebas, se laminaron
dos muestras de tela de popelina de algodón utilizando los dos tipos de emulsión.
Las láminas se cortaron en tiras de 2.5 cm
de ancho por 15 cm de largo y se
sometieron a una carga de 500 gramos, a
una temperatura de 75 °C, en una estufa
con humedad controlada. Después de una
hora, los materiales se sacaron de la estufa
y se les midió la extensión de desgajamiento: 25.0 mm en el caso del
copolímero acrílico y solamente 0.8 mm en
el caso de las emulsiones Airflex 400/400H.
POLIETILENO
POLI (ACETATO DE VINILO)
TABLA 2
Emulsión*
(o adhesivo formulado)
Tasa de deformación
mm/min
Airflex 400/400H
0.03
OAc
OAc
OAc
Airflex 400/400H modificado con 5 partes de
ftalato de dibutilo (DBF) por cada 100 partes de emulsión
Homopolímero de acetato de vinilo (PVAc)
4
0.03
PVAc modificado con 5 partes de ftalato de dibutilo (DBF)
por cada 100 partes de emulsión
4
PVAc modificado con 10 partes de ftalato de dibutilo (DBF)
por cada 100 partes de emulsión
7.5
Copolímero comercial de acetato de vinilo/maleato
7.3
* Las láminas de tela de algodón de 2.5 cm, preparadas con estas emulsiones, se expusieron a una
temperatura de 75 °C y una carga de 500 gramos.
OAc
OAc
TABLA 3: Fórmulas genéricas
Fórmulas que se pueden usar como punto de partida
de otros desarrollos
PVC plastificado y pigmentado
Airflex 400/400H
Plastificante*
(*Benzoflex 9-88 o KP 140)
100 partes
0 a 10 partes
Copolímero de cloruro de vinilo-acetato de vinilo
Airflex 400/400H
100 partes
DBF
10 partes
Acetato de celulosa y celofán revestido con saran
Airflex 400/400H
100 partes
DBF
10 partes
Poliestireno
Airflex 400/400H
Tolueno o DBF
o bien
Airflex 400/400H
Airflex 405
DBF
100 partes
5 a 10 partes
75 partes
25 partes
5 partes
Poli(tereftalato de etileno) (Mylar)
Airflex 400/400H
50 partes
®
Flexbond 150
50 partes
DBF
10 a 15 partes
PREPARACIÓN DE ADHESIVOS CUYAS
FÓRMULAS TIENEN COMO BASE EMULSIONES AIRFLEX 400 y AIRFLEX 400H
Espesantes
Las emulsiones Airflex 400/400H se pueden
espesar fácilmente haciendo que la viscosidad aumente mediante la adición de plastificantes. La figura 2 muestra las curvas de
espesamiento. En presencia de estas substancias, las emulsiones Airflex se espesan
más fácilmente que las emulsiones de
copolímeros convencionales de poli(acetato
de vinilo). La viscosidad de las emulsiones
Airflex 400/400H se puede aumentar también
con ciertos aditivos como, por ejemplo, el
poli(alcohol vinílico) parcialmente hidrolizado,
los espesantes celulósicos, los espesantes
acrílicos y diversos tipos de poli(óxido de
etileno). Estos plastificantes no ocasionan
que se produzca una separación de fases.
Emulsiones
Las emulsiones Airflex 400/400H son compatibles con las emulsiones de homopolímero
estabilizado con PVOH (alcohol polivinílico),
con Flexbond y con otros tipos de emulsiones
de copolímero Airflex (Flexbond y Airflex
son marcas registradas de polímeros de
Air Products Polymers L. P.)
100,000
Papel de aluminio
Airflex 400/400H
Airflex 405
DBF
o bien
Airflex 400/400H
DBF
Adhesivo aplicado por rociado
Airflex 400/400H
Airflex 410
75 partes
25 partes
10 a 15 partes
Ftalato de dibutilo
(DBF)
10,000
100 partes
5 a 10 partes
1,000
75 partes
25 partes
100
0
Nota 1: Si el adhesivo no humedeciera el substrato porque el plastificante migrara, por ejemplo, el
proceso se podría mejorar añadiendo un agente humectante.
Nota 2: DBF - abreviatura de ftalato de dibutilo
10
20
Partes de plastificante por cada
100 partes de Airflex 400
30
Las emulsiones Airflex 400/400H también serán compatibles con
el látex de hule natural y otros elastómeros reticulados, siempre y
cuando se ajuste el pH y se añada un emulsificante antes de
mezclar estos materiales. Primero se debe ajustar el pH de las
emulsiones Airflex 400/400H a un valor entre 9 y 10 con hidróxido de amonio. Después, se debe añadir el emulsificante antes
de combinar los dos productos. La viscosidad de la mezcla final
dependerá de la concentración de emulsificante que se use para
preparar la mezcla. Las películas que se obtienen a partir de una
mezcla 1:1 de emulsiones de elastómeros y Airflex 400/400H son
flexibles a 17.8 °C y son más resistentes al agua (de acuerdo con
lo que indican los resultados de pruebas de exposición al agua)
que las que se obtienen a partir de emulsiones Airflex 400/400H
no modificadas. La adherencia en vidrio que estas películas tienen
es, sin embargo, inferior a la que se obtiene con películas
preparadas con emulsiones Airflex 400/400H no modificadas.
Cargas
Las cargas minerales como las arcillas y los carbonatos de calcio,
se pueden incorporar de un modo extensivo (en forma de polvos
secos) a las emulsiones Airflex 400/400H. Esta capacidad de
poder aceptar una cantidad elevada de cargas secas, aunada
a la resistencia y flexibilidad que tienen las emulsiones
Airflex 400/400H, indica que estas emulsiones se pueden utilizar
como base para fabricar mástiques flexibles. Se han obtenido
buenos resultados cuando se añade un dispersante de cargas en
las emulsiones Airflex 400/400H. Se ha verificado que la reología
de estos materiales es favorable, y por ello es que se han
aumentado los niveles de carga en la emulsión.
Aditivos antiinflamables
Se puede lograr que las emulsiones Airflex 400/400H tengan
propiedades antiinflamables si se les añade uno o más de los
siguientes agentes:
• Reticulados de PVC
• Trióxido de antimonio
• Trihidrato de alúmina
• Ceras cloradas
• Otros aditivos
En el caso de aquellas aplicaciones en las que no se desee que la
superficie del material revestido tenga una cierta adherencia, se
pueden emplear aditivos que reduzcan esta propiedad. En este
caso, se puede añadir a las emulsiones Airflex aditivos como son
las dispersiones de PVC o una emulsión de homopolímero de
acetato de vinilo. El alcohol polivinílico parcialmente hidrolizado al
igual que las cargas como las arcillas y los carbonatos disminuirán
también esta característica. Se pueden utilizar también emulsiones
de polietileno y dispersiones de cera sin otros aditivos para esta
misma finalidad.
Estabilizador de congelamientodescongelamiento
Para mejorar la estabilidad de las emulsiones Airflex 400/400H, en lo que se refiere
a su congelamiento-descongelamiento, se
deben añadir de 7 a 8 partes de propilénglicol por cada 100 partes de emulsión. Estas
fórmulas deben poder pasar por cinco ciclos
de congelamiento-descongelamiento sin
que haya separación de fases.
La presencia de propilénglicol en las emulsiones también hará que el tiempo de
secado sea mayor.
Resinas
Las emulsiones Airflex 400/400H son compatibles con muchas resinas que favorecen
la pegajosidad. Son además compatibles,
como emulsiones, con muchas resinas
disueltas en tolueno.
Agentes humectantes y antiespumantes
Air Products Polymers ha verificado que los
agentes humectantes y antiespumantes actúan
mejor en las fórmulas que se preparan
teniendo como base emulsiones
Airflex 400/400H. Solamente se requiere de
pequeñas cantidades para obtener el efecto
deseado. La concentración que se emplea con
frecuencia fluctúa entre 0.1 y 0.2 %. La selección
de antiespumante dependerá de la aplicación a
la que se destine la fórmula de adhesivo.
Plastificantes
Los plastificantes que se añaden en las
emulsiones Airflex 400/400H no disminuyen
la adhesividad de las emulsiones cuando
estas se emplean para laminar PVC. Esto se
ha comprobado mediante pruebas que se
han practicado en láminas de PVC pigmentado y tela. Los resultados de estas pruebas
se pueden ver en la gráfica de la figura 3. En
esta gráfica, la curva superior, que se refiere
a las emulsiones Airflex 400/400H, muestra
realmente un aumento de la fuerza de adhesión, mientras que la curva inferior, que se
refiere a una emulsión de copolímero de
acetato de vinilo, muestra una disminución
de esta propiedad. Nótese que el valor inicial
de la fuerza de adhesión de la emulsión de
poli(acetato de vinilo) es menor que la de la
emulsión Airflex 400/400H.
POLYMERS
900
AIRFLEX 400
720
540
360
180
0
2
4
6
Colorantes
Con frecuencia, en las operaciones de alta
velocidad, se utiliza un colorante para
mostrar que se está aplicando una línea
uniforme de pegamento.
Administración Estadounidense de Alimentos
y Drogas (FDA)
Para obtener información actualizada,
comúniquese con la oficina respectiva.
8
10
12
14
16
18
20
Información adicional
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declaraciones, datos de información técnica y recomendaciones que se incluyen en
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