Resinas acrílicas Tienen una aplicación extremadamente amplia en diversos sectores industriales, incluidos recubrimientos, fibras químicas, textiles, adhesivos, cuero, fabricación de papel, tintas, caucho y plásticos.

Adhesivos acrílicos

(1) Vidrio orgánico (PMMA)

La variedad más destacada de plásticos acrílicos es la resina de polimetilmetacrilato (PMMA), compuesta por homopolímeros o copolímeros de metacrilato de metilo. Abreviada como PMMA, también se la conoce comúnmente como "vidrio orgánico", "lámina acrílica" o "lámina de acrilato". Según su forma física, la PMMA se clasifica en compuestos de moldeo, polvos y láminas (incluidas láminas fundidas y extruidas). Gracias a su alta transmitancia de luz (que alcanza hasta el 92%), su excelente resistencia a la intemperie, la facilidad de coloración mediante la adición de pigmentos a las suspensiones o gránulos de prepolímero, la facilidad de modificación y moldeo, y —en comparación con el vidrio de silicato— su superior resistencia al impacto y a la rotura, la PMMA se utiliza ampliamente en numerosos campos. Esto incluye materiales de construcción y mobiliario para el hogar (ventanas, señalización, luminarias decorativas, barreras acústicas para ferrocarriles/autopistas/puentes de alta velocidad, muebles, accesorios de baño, etc.), la industria automotriz (cubiertas de faros, cubiertas de paneles de instrumentos, etc.), la industria aeroespacial (cubiertas de aeronaves, ojos de buey, parabrisas, etc.), pantallas ópticas (componentes ópticos como lentes y prismas, materiales polarizadores, lentes para gafas) y la transmisión de información (placas guía de luz, fibras ópticas). Como otro plástico de alta transmitancia, el policarbonato, debido a su ventaja de precio, ha propiciado la sustitución parcial de la demanda de PMMA en varios de estos sectores.

(2) Resina ASA

La resina ASA es un terpolímero de estireno, acrilonitrilo y acrilato de butilo; sus propiedades mecánicas son comparables a las del terpolímero de acrilonitrilo-butadieno-estireno (resina ABS). Al reemplazar el caucho de polibutadieno presente en el ABS con caucho de acrilato con una estructura de cadena principal saturada, la ASA logra una resistencia a la intemperie aproximadamente diez veces mayor que la del ABS. Además, incluso después de una exposición prolongada al aire libre, conserva una excelente resistencia al impacto. Como plástico de ingeniería importante, también demuestra una marcada superioridad sobre las resinas ABS en términos de resistencia a los disolventes y capacidad de coloración. Adicionalmente, la ASA es un material antiestático, lo que ayuda a minimizar la acumulación de polvo en la superficie de la resina. La ASA cumple dos funciones principales: primero, actúa como modificador de endurecimiento para mejorar las propiedades de materiales como el cloruro de polivinilo (PVC), el policarbonato (PC), el tereftalato de polietileno (PET) y el nailon; segundo, se mezcla con resinas de copolímero de acrilonitrilo-estireno (SAN) para producir la propia resina ASA. Esta resina ASA se utiliza principalmente en componentes interiores y exteriores de automóviles, materiales de construcción para exteriores, electrodomésticos, equipos deportivos y de ocio, y electrónica de consumo; siendo el sector automotriz su principal mercado de aplicación.

(3) Resinas acrílicas líquidas

resinas acrílicas líquidas Constituyen una clase de materiales novedosos que han captado una atención significativa en los últimos años. En comparación con las resinas sólidas tradicionales o los sistemas de prepolímeros, ofrecen ventajas distintivas: las resinas acrílicas líquidas se pueden procesar a temperatura ambiente sin necesidad de disolventes, exhibiendo excelentes propiedades de flujo y facilidad de procesamiento. Además, incluso después del curado, conservan una alta transparencia, una resistencia superior a la intemperie y excelentes propiedades mecánicas. Estas características dotan a las resinas acrílicas líquidas de un inmenso potencial en los campos de materiales compuestos ecológicos de alto rendimiento, materiales ópticos, recubrimientos arquitectónicos e impresión 3D. (3) Electrónica, Industrias de Impresión y Materiales Fotosensibles

Las resinas acrílicas encuentran aplicación en campos como la electrónica y la impresión, así como en materiales fotosensibles, principalmente gracias a su capacidad característica de curado por radicales libres (curado por radiación). Impulsados por el rápido avance de la tecnología de curado por radiación, los materiales a base de acrilato se han expandido rápidamente a áreas como la fabricación de microelectrónica (chips, placas de circuitos impresos [PCB], fotorresistencias, encapsulado de paneles de pantallas de cristal líquido [LCD], recubrimientos de pantallas táctiles altamente resistentes a la abrasión, embalaje de productos microelectrónicos, etc.), la fabricación 3D, la impresión por inyección de tinta UV y los recubrimientos superficiales para automóviles, electrodomésticos y productos de madera.

En los sistemas de curado UV/EB, los oligómeros suelen referirse a prepolímeros que contienen grupos funcionales polimerizables, principalmente grupos acrilato (CH₂=CH-C(=O)-O-). Estos constituyen la mayor parte de la formulación (a menudo entre el 30 % y el 70 %) y son los principales responsables de las propiedades fisicoquímicas de la película curada. Según la estructura química de sus cadenas principales, los oligómeros curables por UV/EB se clasifican generalmente en las siguientes categorías: acrilatos de poliuretano, acrilatos de poliéster, acrilatos de epoxi, acrilatos de poliéter y acrilatos puros; de estos, los tres primeros son los más utilizados.

① Acrilatos de poliuretano (PUA)

El PUA consta de tres componentes distintos: un "segmento blando" derivado de polioles (que imparte flexibilidad), un "segmento duro" derivado de diisocianatos (como TDI, HDI o IPDI, que proporciona resistencia y dureza), y grupos acrilato terminales (que proporcionan reactividad para el proceso de fotocurado). La versatilidad del diseño estructural del PUA es excepcionalmente alta. Sus ventajas incluyen: excelentes características de rendimiento general. Mediante la selección cuidadosa de diferentes polioles (por ejemplo, poliésteres, poliéteres, policarbonatos, polibutadienos) y diisocianatos, se pueden adaptar con precisión propiedades específicas, como flexibilidad, elasticidad, resistencia a la abrasión, resistencia química, estabilidad térmica (resistencia a altas y bajas temperaturas) y adhesión. Por lo general, el PUA exhibe una flexibilidad y resistencia a la abrasión excepcionales. Sus desventajas incluyen: costos de materia prima relativamente altos; viscosidad generalmente alta (particularmente en variantes de baja funcionalidad), lo que a veces requiere el uso de diluyentes reactivos para el ajuste de la viscosidad; y la posibilidad de que ciertas materias primas (como los isocianatos aromáticos) provoquen problemas de amarillamiento.

② Acrilatos de poliéster (PEA)

La cadena principal de PEA se forma a través de la policondensación de ácidos polibásicos (como anhídrido ftálico, ácido adípico o ácido isoftálico) y polioles (como neopentilglicol o trimetilolpropano), que presentan grupos acrilato ubicados en los extremos de la cadena o en las cadenas laterales. Su estructura molecular contiene un gran número de enlaces éster. Las ventajas incluyen: costo relativamente bajo; un amplio rango de viscosidad, lo que permite la selección de grados de baja viscosidad; excelente adhesión a varios sustratos (particularmente metales y plásticos); velocidades de curado rápidas; y buena dureza y resistencia química (específicamente resistencia a solventes y aceites). Las desventajas incluyen: los enlaces éster son susceptibles a la hidrólisis por bases o ácidos fuertes, lo que significa que su resistencia a la hidrólisis es generalmente inferior a la de PUA y EA; la flexibilidad es típicamente menor que la de PUA (aunque esto se puede mejorar seleccionando ácidos dibásicos o dioles de cadena larga); y la resistencia a la intemperie (específicamente la resistencia al amarilleamiento) puede ser inferior a la de los poliuretanos alifáticos o los acrilatos epoxi modificados.

③ Acrilatos epoxi (EA)

El EA se sintetiza mediante la reacción de resinas epoxi (generalmente resinas epoxi de tipo bisfenol A) con ácido acrílico; este proceso implica la esterificación por apertura de anillo de los grupos epoxi, introduciendo así grupos acrilato en la cadena molecular. La cadena principal presenta anillos de benceno rígidos y enlaces éter, con grupos acrilato situados en los extremos de la cadena. Las ventajas incluyen: velocidades de curado extremadamente rápidas; alta dureza y alto brillo; excelente resistencia química (a ácidos, bases y disolventes) y resistencia a la corrosión; fuerte adhesión a sustratos polares (como metales); y bajo costo. Las desventajas incluyen: alta fragilidad, lo que resulta en poca flexibilidad y resistencia al impacto; una tasa de contracción de curado relativamente alta; poca resistencia a la intemperie (debido a la susceptibilidad de la estructura aromática al amarilleamiento); y típicamente alta viscosidad. Métodos de modificación y características de rendimiento del EA:

Modificación de ácidos grasos: mejora la flexibilidad y la resistencia a la intemperie, y reduce la viscosidad; sin embargo, la dureza y la resistencia química se ven comprometidas.

Modificación con aminas: mejora la fragilidad, la adhesión y las propiedades de humectación del pigmento, al tiempo que aumenta la velocidad de curado.

Modificación del poliuretano: mejora la resistencia a la abrasión, la resistencia al calor y la elasticidad.

Modificación con ácido fosfórico: mejora la resistencia a la llama y la adhesión a los metales.

Modificación con anhídrido ácido: produce resinas solubles en álcalis aptas para su uso como materiales de fotoimagen; tras la neutralización con aminas o bases, sirven como materiales curables por UV a base de agua.

Modificación con silicona: mejora la resistencia a la intemperie, al calor, a la abrasión, la resistencia a la llama y las propiedades antiincrustantes.

Modificación fenólica: mejora la resistencia al calor y facilita las aplicaciones que implican resinas fotosensibles solubles en álcalis.