La resina epoxi es un material popular que se utiliza en la industria, en la vida cotidiana y también en el arte. Se trata de una resina sintética que, mezclada con un endurecedor, forma un plástico termoestable. A continuación, vamos a ver más de cerca en qué consiste realmente la resina epoxi y cuáles son sus usos en las diferentes industrias.
Historia de la resina epoxi
El químico suizo Pierre Castan (1899 – 1985) desarrolló la primera resina epoxi en 1936 con el objetivo de encontrar un aglutinante resistente a los álcalis para revestimientos. Pero pronto se hizo evidente que estas resinas sintéticas tenían muchas otras propiedades valiosas. Su invento fue patentado siete años después y en 1946 comenzó la producción industrial y el desarrollo continuo.
Al mismo tiempo, el químico estadounidense Sylvan Greenlee desarrolló una resina epoxi haciendo reaccionar epiclorhidrina con bisfenol A, el producto de condensación de fenol y acetona. Esta resina sintética todavía está disponible hoy en día con las abreviaturas DGEBA o BADGE para el éter diglicidílico de bisfenol A.
Producción de resina epoxi
Las resinas epoxi están hechas de compuestos orgánicos con grupos hidroxi, grupos OH y 2 oxirano (clorometil), también llamado epiclorhidrina. Contienen grupos epóxido, un anillo triple formado por un átomo de oxígeno y dos átomos de carbono, y grupos éter [(–O–)].
Si para la producción de resinas sintéticas se utilizan alcoholes monovalentes, es decir, alcoholes con un solo grupo OH, el producto de reacción contiene un epóxido y un grupo éter y se denomina resina epoxi a base de glicidilo. Si se utilizan alcoholes polivalentes, aquellos que tienen al menos dos grupos OH, se obtiene una resina epoxi con al menos dos grupos epoxi y al menos dos grupos éter. Esto se denomina entonces éter diglicidílico. El representante más conocido y común de este grupo es el éter diglicidílico de bisfenol A.
La cantidad de grupos epoxi es importante para determinar la cantidad de endurecedor que se debe agregar para curar la resina epoxi. El valor de epoxi indica cuántos gramos de grupos epoxi están contenidos en 100 g de resina.
Como endurecedores se suelen utilizar aminas polivalentes, compuestos que contienen al menos dos grupos amino (–NH 2).
Al mezclar resina sintética y endurecedor, es importante que ambos componentes se preparen en una proporción estequiométrica.
Esto significa que en la reticulación deben participar todos los grupos funcionales, los grupos epoxi de la resina y los grupos amino del endurecedor. Si se añade un componente en exceso, se crea un producto blando con una superficie pegajosa. La vida útil, también conocida como procesamiento o vida útil, depende de los productos iniciales, el tamaño del lote y la temperatura de procesamiento. Puede durar desde unos minutos hasta varias horas.
Cabe señalar que el curado es una reacción exotérmica, lo que significa que se libera calor. Por eso es importante elegir la resina sintética adecuada para la aplicación respectiva.
Las resinas epoxi se caracterizan por un buen aislamiento eléctrico, una fuerza adhesiva muy alta, una baja contracción, resistencia al calor, resistencia química y a la corrosión, así como una baja absorción de humedad. El color de estas resinas sintéticas va de claro a amarillo. Las propiedades se pueden ajustar agregando rellenos. Esto abre muchas áreas diferentes de aplicación para las resinas sintéticas.
Resina epoxi: un adhesivo versátil
A diferencia de los adhesivos a base de cianoacrilato , los llamados superpegamentos, que se clasifican como adhesivos de 1 componente, el adhesivo de resina epoxi es un adhesivo de 2 componentes. Ambos componentes, una resina epoxi y un endurecedor, deben almacenarse por separado y mezclarse sólo poco antes de su uso. Para pequeñas cantidades de relleno, el adhesivo de 2 componentes está disponible en una jeringa de doble cámara, de modo que al presionar la jeringa se consigue la proporción correcta de mezcla de resina y endurecedor. La resina epoxi es adecuada como adhesivo para muchas aplicaciones.
Este adhesivo se puede utilizar para unir metales, madera, vidrio, porcelana, piedra, hormigón y muchos plásticos. También se puede utilizar como material de relleno de grietas y agujeros.
Si bien los superpegamentos se endurecen muy rápidamente, la vida útil de los adhesivos de resina epoxi puede tardar desde unos minutos hasta horas. Durante este tiempo todavía se pueden corregir los componentes a unir. A diferencia del superpegamento, este adhesivo se puede lijar, pintar y perforar una vez endurecido.
Resina epoxi como revestimiento de suelos
En comparación con otros revestimientos para suelos, como baldosas o alfombras, los suelos de resina epoxi tienen la ventaja de que son más fáciles de instalar. No es necesario cortarlos, lo que reduce el tiempo de mano de obra y elimina el desperdicio. Son impermeables, resistentes al calor, antideslizantes y transitables. Debido a estas propiedades, se utilizan como revestimientos de suelos en muchos ámbitos, como suelos industriales, almacenes y laboratorios.
También se utilizan en estancias expuestas a un tránsito constante, como gimnasios, clínicas, talleres o grandes almacenes. En zonas privadas, los suelos de resina epoxi se pueden utilizar en interiores y exteriores. En el baño garantizan una estanqueidad fiable y una fácil limpieza. Los suelos laminados y de parquet con revestimiento de resina epoxi son fáciles de cuidar y resistentes al envejecimiento. Las resinas sintéticas también pueden colorearse y dar al revestimiento del suelo un tinte especial.
Uso en la industria eléctrica
Debido a sus propiedades aislantes, las resinas epoxi se utilizan de diversas formas en la industria eléctrica. Se utilizan como resinas de fundición en la producción de componentes para motores eléctricos, casquillos de alta tensión, aisladores y condensadores. Como laminados, son el material base para circuitos impresos y placas de circuitos impresos. Como compuestos de moldeo, sirven como aislantes cuando se recubren componentes electrónicos sensibles como condensadores, colectores, resistencias y anclajes. Estas resinas sintéticas también se utilizan en conectores y conmutadores.
Uso en turbinas eólicas
En aerogeneradores las resinas epoxi se utilizan como revestimientos y en materiales compuestos. Con estas resinas sintéticas se recubren torres de acero y hormigón de turbinas eólicas y mástiles de turbinas eólicas de sistemas marinos.
Las palas del rotor de la turbina eólica están hechas de materiales compuestos de resina epoxi. Estos mejoran la relación entre resiliencia y peso.
Esto permite el uso de palas de rotor más largas, lo que a su vez da como resultado un aumento en el consumo de energía. En 1980, el diámetro máximo del rotor era de 17 metros; en 2010 se construyeron aerogeneradores con un diámetro de hasta 100 metros. Esto significa que se necesitan menos turbinas eólicas para generar la misma cantidad de energía.
Resina en aviación
Los componentes de resina epoxi también desempeñan un papel importante en la aviación. Su uso comenzó en la década de 1970 en aviones militares. Aunque inicialmente sólo los componentes secundarios, como las carcasas de la cola, se fabricaban con materiales compuestos de resina sintética, pronto siguieron las alas y el fuselaje. Después de que estos materiales se consolidasen en el sector militar, también llegaron a la construcción de aviones civiles. Sirven como revestimientos resistentes a la corrosión, como componentes estructurales y como adhesivos. Al reducir el peso, contribuyen a reducir las emisiones de CO 2 durante las operaciones de vuelo.
Deportes y ocio
De la resina se fabrican diversos equipos deportivos, como cañas de pescar, kayaks, pértiga, arcos y flechas. Las resinas sintéticas también se pueden encontrar en esquís, palos de tenis, golf y hockey. Ayudan a que estos productos sean más ligeros, duraderos, fiables y resistentes al desgaste que antes. También es ideal para la construcción de embarcaciones y barcos debido a sus excelentes propiedades de adhesión y resistencia, baja contracción del material y resistencia al agua. Se utiliza, por ejemplo, como capa protectora en zonas submarinas.
A diferencia de las resinas de poliéster, las resinas epoxi previenen los llamados daños por ósmosis, que se producen cuando el agua puede penetrar después de dañar la capa protectora exterior.
Se utilizan en la reparación de embarcaciones de resina de poliéster dañadas, así como en la restauración de barcos históricos de madera.
Resina en el arte
Las primeras resinas sintéticas eran muy viscosas y amarilleaban rápidamente, por lo que no eran adecuadas para determinados ámbitos de aplicación en el arte y la restauración del vidrio. Hoy en día, los expertos de ArteSpray nos señalan que existen resinas sintéticas con filtros UV que se pueden mezclar con pigmentos de color u otros aditivos como partículas de purpurina. Estas resinas también se utilizan para crear cuadros, joyas y artículos decorativos.
Vida útil y reciclaje
Las resinas epoxi son plásticos versátiles que se encuentran en muchos productos industriales y de consumo. Contribuyen a la sostenibilidad gracias a su mayor vida útil y a un menor consumo energético por su menor peso. Sin embargo, el reciclaje de productos de resina sintética es difícil debido a su estructura altamente reticulada y todavía está en su infancia. Además de quemarse en plantas incineradoras de residuos, hornos de cemento o fundiciones de acero, los productos de resina sintética a base de epoxi se muelen y se utilizan como relleno.
