¿Qué son los adhesivos sensibles a la presión?

El adhesivo sensible a la presión (también conocido como PSA, autoadhesivo o adhesivo autoadherente) es una solución de unión única que forma conexiones instantáneas con una presión mínima. Estos sistemas adhesivos se pueden clasificar en tres tipos: activados por solvente, activados por calor y sensibles al contacto, siendo este último el más fácil de usar y de evolución más rápida.

 

¿Cuáles son las clasificaciones de los adhesivos sensibles a la presión?

Los adhesivos sensibles a la presión se pueden dividir en adhesivos de tipo caucho y adhesivos de tipo resina según su tipo de adhesivo.

 

Rubber-type PSAs are composed of rubber as the adhesive and add tackifiers, fillers, antioxidants, etc. According to the type of rubber, it can be divided into natural rubber, polyisobutylene rubber, styrene-butadiene rubber PSA and so on.

 

El adhesivo de tipo resina PSA es una resina sintética, y existen resinas homopoliméricas y resinas copoliméricas. Al preparar adhesivos sensibles a la presión, se deben agregar agentes de pegajosidad, suavizantes, cargas y antioxidantes. Según el tipo de resina, puede clasificarse en PSA de poliolefina, copolímero de cloruro de vinilo-acetato, resina acrílica, silicona y resina fluorada.

 

Cómo fabricar un adhesivo sensible a la presión？

Además del adhesivo, se deben agregar sustancias auxiliares como agentes de pegajosidad al PSA. 

 

1. Adhesivo base 

Los materiales PSA, como el caucho o la resina sintética, juegan su papel al proporcionar suficiente fuerza cohesiva y fuerza adhesiva a la capa adhesiva, en una cantidad de 30%-50%.

 

2. Agentes de pegajosidad

Los agentes de pegajosidad incluyen colofonia y sus derivados, resinas de petróleo, etc., cuya función es aumentar la adhesividad de la capa adhesiva. Su dosificación es 20%-40%. 

 

3. Plastificante.

El plastificante utilizado es un plastificante empleado en el procesamiento plástico general, y su función es aumentar la viscosidad de la capa adhesiva. Su dosificación es 0%-10%. 

 

4. Antioxidantes.

Generalmente, hay antioxidantes disponibles para caucho y plástico, y su función es mejorar la vida útil. La dosificación es 0%-2%. 

 

5. Carga.

The filler used is a general plastic filler, which is to improve the cohesion strength of the adhesive layer and reduce the cost, and the dosage is 0-40%. In addition, for some PSAs, viscosity adjusters, vulcanizing agents, and solvents need to be added.

 

¿Cuáles son los tipos comunes de PSA?

Actualmente, los adhesivos sensibles a la presión comúnmente utilizados incluyen principalmente tres tipos: PSA de tipo caucho, PSA de tipo acrilato y PSA de silicona.

1. Soluciones a base de caucho:

El adhesivo de caucho es el PSA más ampliamente utilizado, y los cauchos empleados incluyen cauchos naturales o sintéticos y cauchos reciclados.

 

• La compatibilidad, sensibilidad a la presión y resistencia al arrastre del PSA con caucho natural como material adhesivo son buenas, pero la resistencia al envejecimiento es pobre y la dureza cambia considerablemente.
• La resistencia al calor y durabilidad del PSA basado en caucho sintético son mejores que las del caucho natural, pero la fuerza de unión es peor.
• Solo el caucho reciclado de caucho natural puede usarse como material adhesivo, y el caucho reciclado de caucho sintético tiene un efecto pobre y no debe utilizarse.

Para los adhesivos sensibles a la presión (PSA) con caucho natural como adhesivo, el caucho natural y el caucho sintético pueden utilizarse conjuntamente, parcialmente vulcanizados y reticulados, y modificados mediante injerto o mediante la adición de cargas de refuerzo apropiadas. Estos métodos pueden mejorar la resistencia al envejecimiento de la capa adhesiva y aumentar la vida útil de los adhesivos de caucho.

2. Formulaciones acrílicas:

El adhesivo acrílico es actualmente el segundo PSA más utilizado después del tipo de caucho, y su adhesivo es un copolímero de acrilato y otros monómeros vinílicos. Los comonómeros se dividen en monómeros principales, monómeros secundarios y monómeros funcionales.

 

• Los monómeros principales son acrilato de butilo, etc., que se utilizan para proporcionar tenacidad y adhesión.
• Los monómeros secundarios incluyen metacrilato de metilo, estireno, etc., que son monómeros duros y pueden proporcionar rigidez y fuerza cohesiva.
• Los monómeros funcionales son monómeros que contienen otros grupos funcionales, como el metacrilato de hidroxietilo, etc., que pueden desempeñar un papel de reticulación durante el proceso de polimerización para mejorar aún más la adhesión, la cohesión y la resistencia a la fluencia térmica.

 

Esta coordinación científica de monómeros permite que el copolímero en sí posea las propiedades básicas de los PSA, por lo que el PSA acrílico es casi un único componente.

 

En comparación con los PSA de tipo caucho, los adhesivos acrílicos tienen una excelente resistencia a la intemperie y al calor sin antioxidantes, buena resistencia al aceite, una capa adhesiva transparente y sin separación de fases ni migración. Dado que se pueden introducir varios grupos polares a través de la copolimerización, se aumenta la fuerza de valencia secundaria entre moléculas, por lo que posee una fuerza adhesiva y cohesiva relativamente grande.

3. Sistemas de silicona:

En comparación con los PSA de caucho y acrílicos, el adhesivo de silicona está compuesto por caucho de silicona y resina de silicona. El caucho de silicona es el componente básico del adhesivo sensible a la presión, y la resina de silicona se utiliza como agente adherente. Las propiedades de los adhesivos de silicona cambian con la proporción de ambos. En la fórmula, la masa molecular relativa del caucho de silicona crudo es de aproximadamente 1.5×10, pero la selección adecuada de la resina de silicona requiere un grupo terminal activo al final. Las más comunes son la resina de silicona metílica, la resina de silicona metilfenilo y la resina de silicona fenilvinilo. Todas tienen buena estabilidad térmica, y el adhesivo sensible a la presión de silicona tiene un buen rendimiento de unión. Se adhiere a la lámina de aluminio con una resistencia de 21 MPa. Después de 260 °C y 7 días, la resistencia permanece sin cambios. Como material de respaldo del adhesivo sensible a la presión de silicona, existen poliéster, poliéster, etc.

 

Formatos de producto:

La cinta adhesiva sensible a la presión generalmente se fabrica en rollos de forma de cinta, en tres formas: de una cara, de doble cara y en láminas adhesivas.

1. Adhesivo recubierto de una sola cara.

Se aplica una capa de imprimación sobre el sustrato y luego se recubre con adhesivo sensible a la presión; el reverso puede tratarse con un agente de respaldo y luego enrollarse.

2. Adhesivo de doble recubrimiento

La cinta adhesiva de doble cara con película adhesiva de una cara no requiere un agente de tratamiento del reverso, sino una capa de papel de separación en una de las superficies adhesivas. El material base de la cinta adhesiva es el material básico que soporta el PSA. Como sustrato del adhesivo sensible a la presión, debe tener buena resistencia mecánica, espesor uniforme, no deformarse fácilmente y tener mejor mojabilidad con el PSA, entre otras características. Los sustratos comúnmente utilizados son algodón, tela de vidrio, fibras sintéticas y otros tejidos, polietileno, poliéster, cloruro de polivinilo y otras películas plásticas.

3. Imprimación o base

La imprimación se aplica entre el PSA y el sustrato para mejorar la adhesión del PSA al sustrato y prevenir el despegue.

 

Existen dos tipos de imprimaciones: híbridas y de injerto.

• La imprimación híbrida es una mezcla de una resina con afinidad por el sustrato y una resina con afinidad por el PSA.
• Las imprimaciones de copolímero de injerto se fabrican mediante copolimerización por injerto de monómeros de resinas que tienen afinidad por el material base con la resina que tiene afinidad por el PSA como cadena principal.

Algunos PSA tienen una fuerte adhesión al sustrato y pueden aplicarse sin imprimación.

 

El llamado agente de respaldo es, en la cinta adhesiva de una cara, una capa aplicada en el reverso del sustrato para que, al enrollarse la cinta en círculo, desempeñe un papel de aislamiento entre capas. Este agente de tratamiento también puede mejorar las propiedades físico-mecánicas del sustrato. La selección del reverso del agente de tratamiento requiere una buena capacidad de aislamiento entre capas, de modo que al despegar la cinta, el reverso no se adhiera a la siguiente capa de PSA, pero también requiere buena transparencia y no migratoriedad. Los agentes de respaldo comúnmente utilizados son poliacrilato, cloruro de polivinilo, derivados de celulosa y compuestos de silicona. El sustrato o el PSA son diferentes, y la elección del agente de tratamiento también varía, pero también se pueden utilizar varios agentes de tratamiento en conjunto. La cinta adhesiva de doble cara, las etiquetas, el papel adhesivo, las láminas adhesivas, etc., deben cubrirse con una capa de papel de separación en su superficie de PSA. Los papeles de separación comúnmente utilizados son película de cloruro de polivinilo semirrígida, película de polipropileno, línea de liberación recubierta de silicona y papel Kraft recubierto con un agente de respaldo.

¿Cuáles son las características de adhesión del PSA?

La sensibilidad a la presión es el rendimiento de las características de adhesión del PSA, cuyas características de adhesión están compuestas por cuatro elementos: fuerza de adhesión rápida (A), fuerza de adhesión (B), fuerza de cohesión (C) y fuerza de adhesión al sustrato (D).

 

1. La fuerza de adhesión rápida (A) se refiere a cuando la cinta adhesiva y el material adherente se presionan con ligera presión, la velocidad más rápida de separación inmediatamente después del contacto en la interfaz de despegue. Puede entenderse como la adhesión inicial, el rendimiento de pegajosidad y la capacidad de mojado del PSA sobre el material adherente, etc.; es difícil establecer una definición estricta.

 

2. La fuerza de adhesión (B) es la fuerza de despegue entre la cinta adhesiva y la superficie del objeto a adherir después de un pegado adecuado, cuyo tamaño determina el rendimiento de adhesión de la cinta adhesiva.

 

3. Cohesión (C) es la fuerza cohesiva de la capa adhesiva, que está relacionada con la fuerza intermolecular, el enlace intermolecular, el tamaño molecular y la disposición intermolecular.

 

4. Fuerza base adhesiva (D) es la fuerza de adhesión entre el PSA y el sustrato, o entre el PSA y el imprimante, y el imprimante y el sustrato.

 

Debido a que estas cuatro fuerzas deben cumplir la relación A < B < C < D, en el diseño de formulaciones de adhesivos sensibles a la presión (PSA) se debe prestar estricta atención a la naturaleza de cada componente, su cantidad y su impacto en las características de adhesión.

 

6. ¿Cómo elegir el proceso de preparación de la cinta de PSA?

The preparation process of pressure-sensitive adhesive tapes involves different processes and equipment due to different substrates, types of glue, types of film,s and shapes of tapes.

1. Formular

El PSA adecuado para recubrimiento con disolvente primero disuelve el adhesivo en el disolvente, luego agrega otros componentes, mezcla bien y prepara una cola con cierta viscosidad para su uso posterior. Si el adhesivo es caucho, es mejor masticarlo primero para aumentar la adhesión rápida y la solubilidad, y reducir apropiadamente la cohesión. Adecuado para PSAs aplicados por el método de rodillo. Generalmente, el caucho, el antioxidante, la resina (tackificador), el plastificante, el modificador de viscosidad y el relleno se mezclan uniformemente en un mezclador de caucho primero, y luego se puede diluir con una pequeña cantidad de disolvente hasta cierta viscosidad.

2. Recubrir

Una vez preparados el PSA, el imprimante y el agente de tratamiento del reverso, se pueden aplicar sobre el sustrato mediante el método con disolvente o el método de rodillo, y luego se elimina el disolvente. El grosor de la capa adhesiva es preferiblemente de 0.02-0.03 mm.

 

Cuando se utiliza el método con disolvente para el recubrimiento, primero se aplican el imprimante y el agente de tratamiento del reverso en dos superficies diferentes del sustrato durante su avance, y luego se aplica el adhesivo sensible a la presión después del secado. Todo el proceso se lleva a cabo de manera continua. El método con disolvente tiene equipo simple, operación conveniente y un amplio rango de grosores de recubrimiento, lo cual es especialmente adecuado para aplicar adhesivo en sustratos de baja resistencia. La desventaja es que consume una gran cantidad de disolvente, lo que aumenta el costo y contamina el medio ambiente.

 

La secuencia de encolado del método de rodillo es básicamente la misma que la del método con disolvente, excepto que la cola se distribuye sobre los rodillos, y el sustrato a recubrir pasa entre los dos rodillos (uno o ambos recubiertos con adhesivo) para completar la aplicación. El grosor puede ajustarse mediante la distancia entre los rodillos gemelos. El uso del método de recubrimiento por rodillo no utiliza o utiliza menos disolvente, el costo es bajo, la contaminación es pequeña, el grosor de la capa adhesiva es uniforme y la aplicación es segura y conveniente, pero el equipo es más complejo y solo es adecuado para aplicar adhesivo en sustratos con mayor resistencia. Los métodos de rodillo mejorados, como el rodillo de aislamiento, tienen una aplicabilidad más amplia y pueden usarse para aplicar adhesivo en cualquier sustrato.

¿Cuáles son las aplicaciones del PSA en aparatos electrónicos?

Los adhesivos sensibles a la presión se utilizan ampliamente en aparatos electrónicos y eléctricos, principalmente en las siguientes áreas.

1. Aislamiento eléctrico

El aislamiento eléctrico incluye principalmente transformadores, aislamiento entre capas de bobinado de bobinas electromagnéticas y sellado externo, uniones de cables y alambres, y aislamiento en terminales. Los más comúnmente usados son la cinta de PVC y la cinta de poliéster. Se puede utilizar un adhesivo sensible a la presión de silicona resistente al calor sobre tela de vidrio, politetrafluoroetileno o poliamida como base de la cinta. Transformadores pequeños y bobinas de baja tensión con cloruro de polivinilo, poliéster, polipropileno o papel y tela impregnados o recubiertos, y otras cintas PSA con estos sustratos, se usan como aislamiento en bobinados, fijación de terminales y sellado externo. Para transformadores grandes que requieren resistencia al calor, se deben usar cintas de poliamida aromática y tela de vidrio, pero también cintas de poliamida, politetrafluoroetileno o tela de vidrio impregnada con silicona. Para mejorar el rendimiento de aislamiento eléctrico del transformador, generalmente se utiliza un tratamiento de impregnación al vacío con barniz aislante, y cuando se usa cinta eléctrica, esta debe resistir la impregnación del barniz aislante.

 

2. Soldadura, enmascaramiento y protección superficial

Los circuitos impresos requieren un proceso de galvanizado para mejorar el rendimiento de contacto; la placa, en la soldadura por ola, necesita enmascarar las partes que no van a recibir estaño; en la aplicación de spray, se usa cinta de enmascarado. La cinta de enmascarado generalmente utiliza papel delgado de alta resistencia, papel crepé o película de poliéster como sustrato. También requiere resistencia a disolventes, y la cinta de enmascarado para soldadura por ola requiere resistencia instantánea a altas temperaturas superiores a 230°C. Los electrodomésticos con placas de identificación y superficies de spray de alta gama, la superficie de la pantalla de vidrio del tubo de imagen, así como la superficie de las calculadoras electrónicas, utilizan principalmente película de polietileno como base de la película protectora (una cinta PSA especial) para protección superficial. Los requisitos son un despegue fácil, y el PSA no debe quedar y contaminar la superficie protegida. Las obleas de silicio de semiconductores y circuitos integrados también necesitan utilizar una película protectora.

 

3. Fijación en grupo o conjunta

Las bobinas de deflexión de TV, bobinas de desmagnetización y otras bobinas electromagnéticas, en el agrupamiento y procesamiento de terminales, utilizan en su mayoría cinta de cloruro de polivinilo ignífugo. Conductos o contrachapado de refrigeradores, lavadoras y otros electrodomésticos para fijación y sellado; en el proceso de producción de refrigeradores y aires acondicionados, al formar materiales aislantes como poliuretano expandido o polietileno expandido, para la fijación y sellado, y el amortiguamiento entre la caja de vidrio del tubo de imagen y la abrazadera antibomba, se aplican varias cintas PSA. El ensamblaje automatizado de componentes en placas de circuito impreso requiere componentes ordenados; el uso de cinta PSA de base de papel permite agrupar componentes individuales en una forma ordenada de embalaje en cinta, y luego la planta completa, siguiendo un programa de instrucciones preprogramado, realiza una segunda selección secuencial de las cintas, que es actualmente el único método de inserción automática de alta velocidad viable en la industria electrónica. Además, la producción automatizada de condensadores de chip de cerámica, condensadores de poliéster y resistencias también requiere cinta sensible a la presión para el embalaje en cinta. Los equipos electrónicos tienden a ser ultraminiaturizados, la producción de componentes de chip (sin patillas) aumentará, lo que hará que aumente considerablemente el uso de cinta adhesiva sensible a la presión para el embalaje de componentes sin patillas y de PSA termofusibles.

 

4. Pegado de doble cara

La instalación de la escala de equipos de audio y la señal indicadora en la puerta del televisor en color puede mejorarse significativamente utilizando cinta adhesiva de doble cara. La cinta de doble cara de base de poliuretano expandido también se usa ampliamente en equipos de audio y video para amortiguación de vibraciones. Las cintas de doble cara también se usan para el refuerzo de terminales en placas de circuito flexible necesarias para la miniaturización de computadoras electrónicas y otros equipos, para la instalación de interruptores de membrana utilizados en teclados de calculadoras electrónicas, y para la instalación y fijación de polos polarizadores en pantallas de cristal líquido.