Epoxi vs Adhesivo Acrílico: ¿Qué adhesivo es el adecuado para tu proyecto?

Los adhesivos epoxi y los acrílicos estructurales son dos productos adhesivos muy utilizados en la industria. Ambos son muy populares debido a su gran fuerza de adherencia, pero hay diferencias clave entre ellos que deben tenerse en cuenta antes de elegir el producto adecuado para tu aplicación. En este artículo veremos qué son los epoxis y los acrílicos estructurales, sus similitudes y diferencias, y cómo saber cuál es el adecuado para tu proyecto.

Epoxi vs adhesivo acrílico: su naturaleza química

Tanto los epoxis como los acrílicos estructurales se basan en la química de los polímeros termoestables. Esto significa que, una vez curados, ninguno de los dos puede hacerse líquido de nuevo mediante calentamiento. Ambos consiguen su elevada resistencia mecánica mediante la reticulación, un proceso por el que las cadenas de polímeros individuales de un adhesivo se unen químicamente para formar una red interconectada a medida que el adhesivo se cura o endurece. Sin embargo, difieren en su estructura monomérica, mecanismos de curado y cualidades adhesivas posteriores.

Adhesivos epoxídicos: Redes Rígidas de Alta Resistencia

Los adhesivos epoxi constan de dos partes: una resina y un endurecedor. Cuando los componentes de la resina reaccionan con un endurecedor, forman estructuras moleculares rígidas. Durante el curado, estas moléculas forman una red altamente reticulada.

Debido a esta estructura fuertemente unida, los epoxis:

• Desarrollan una dureza y resistencia excepcionales
• Ofrecen una gran resistencia al calor, a los productos químicos y a las cargas de larga duración
• Mantienen la estabilidad dimensional con una contracción mínima durante el curado

Esta rigidez hace que los adhesivos epoxi sean ideales para aplicaciones en las que los componentes deben permanecer firmemente fijados bajo una tensión constante. Su rigidez significa que, en general, son menos capaces de absorber impactos, vibraciones o movimientos. Sin embargo, pueden formularse para hacerlo si es necesario.

Adhesivos Acrílicos Estructurales: Redes resistentes y flexibles

Los adhesivos acrílicos estructurales están hechos de componentes líquidos de reacción rápida que forman rápidamente largas cadenas moleculares, que luego se conectan formando una red sólida. Esta red tiende a ser más flexible y menos rígida que la de los epoxis. Los acrílicos estructurales se basan en acrilatos acrílicos estándar o en monómeros de metacrilato, como el metacrilato de metilo (MMA). Los adhesivos acrílicos tienden a:

• Absorben energía en lugar de agrietarse
• Buen comportamiento ante impactos, vibraciones y cargas cíclicas
• Curan mucho más rápido que los epoxis estándar
• Se adhiere de forma fiable incluso a superficies imperfectas o ligeramente contaminadas

Su estructura molecular confiere a los acrílicos estructurales una reputación de dureza y facilidad de uso, lo que los hace muy adecuados para la fabricación a alta velocidad y los entornos de montaje exigentes.

Los distintos tipos de acrílicos estructurales

Hay varios tipos diferentes de adhesivos acrílicos estructurales, y cada uno tiene sus propias ventajas e inconvenientes. Además de los MMA antes mencionados, hay tres tipos principales de adhesivos acrílicos:

• Acrílicos activados en superficie
• Acrílicos de una parte
• Acrílicos de dos componentes

Acrílicos activados en superficie

Éstos requieren el uso de un iniciador o acelerador antes del pegado. Para ello se pueden utilizar productos como Permabond Initiator 41M o Permabond A905. Dejan una capa activa en la superficie del sustrato que reacciona con la resina adhesiva para provocar el curado. Las ventajas de los acrílicos activados en superficie son que no necesitan mezclarse y que desarrollan muy rápidamente su resistencia cuando se utilizan junto con un iniciador.

Acrílicos de una parte

Vienen listos para usar (no requieren mezcla) y el curado suele iniciarse por calor o anaeróbicamente (en presencia de metal / ausencia de oxígeno). Su velocidad de curado y el desarrollo de su resistencia pueden acelerarse utilizando un iniciador, como ocurre con los acrílicos activados superficialmente. Son cómodos de usar y ofrecen una buena fuerza de adherencia en muchos sustratos. Productos como Permabond TA437 entran en esta categoría, ya que ofrecen una excelente resistencia al calor y son ideales para unir imanes de motor.

Acrílicos bicomponentes premezclados

Se suministran en cartuchos en los que las dos partes se mezclan durante la dispensación mediante una boquilla mezcladora estática. Esto significa que no es necesario mezclar manualmente, ya que el producto sale de la boquilla listo para usar. Ofrecen una gran fuerza de adherencia y rendimiento mecánico, y a menudo toleran mejor las altas temperaturas que otros acrílicos. Sin embargo, existe el riesgo de que se desperdicie producto al utilizar boquillas de mezcla estática, debido a que el producto se seca dentro de la boquilla.

Como los acrílicos estructurales son tan reactivos y dependen menos de una relación de mezcla estequiométrica, pueden utilizarse con boquillas de mezcla más cortas que un adhesivo epoxi. Algunos grados también pueden aplicarse “cordón sobre cordón”, como con Permabond TA440, en el que las caras A y B pueden aplicarse una encima de la otra o en partes opuestas que luego pueden intercalarse.

Acrílicos MMA

Los MMA son adhesivos acrílicos estructurales bicomponentes de alta resistencia que curan rápidamente a temperatura ambiente. Ofrecen una gran resistencia a los impactos y a las vibraciones, así como una fuerza de adhesión general constante. Destacan en el pegado de una amplia variedad de sustratos, incluidos materiales distintos. Sin embargo, son inflamables y, por tanto, se consideran DG para el transporte en grandes cantidades, y tienen una resistencia limitada a la temperatura.

MMA vs no MMA – pros y contras

Algunas ventajas de los MMA frente a los acrílicos sin MMA son:

• Alta fuerza de adherencia constante
• Excelente resistencia a vibraciones, impactos y tensiones
• Curado sin pegajosidad
• Proporcionan protección medioambiental a la junta porque se puede unir en un filete
• Algunos MMA de Permabond, como el TA4208, contienen promotores de adherencia que permiten la unión a través de superficies aceitosas o capas de óxido sin tratamiento de la superficie

Algunas ventajas de los acrílicos sin MMA son:

• Más seguros de transportar y manipular – los MMA son inflamables y están etiquetados DG para su transporte
• Más fáciles de almacenar – los MMA deben conservarse en el frigorífico, mientras que otros tipos de acrílicos pueden almacenarse a temperatura ambiente
• Los acrílicos estructurales sin mezcla producen menos residuos
• Más fácil de extender sobre una gran superficie de adherencia
• Opciones de bajo olor disponibles
• Pueden soportar temperaturas más altas – los MMA suelen alcanzar un máximo de 120°C (248°F)
• Algunos curan y alcanzan una buena resistencia mucho más rápidamente que los MMA – piensa en los acrílicos activados en superficie

¡No todos los epoxis son iguales!

Igual que no todos los acrílicos estructurales son iguales, ¡tampoco lo son los epoxis! Los adhesivos epoxi son de dos tipos diferentes: Epoxis de 1 componente y de 2 componentes. Ambos tipos consiguen una resistencia muy alta en diversos sustratos, pero hay diferencias clave entre ellos que afectan a la elección del adhesivo. Los epoxis monocomponentes se venden con la resina y el endurecedor premezclados, de ahí lo de “monocomponente”. Los epoxis bicomponentes, en cambio, se venden como parte A y parte B, y hay que mezclarlos en la proporción correcta antes de pegarlos. Muchos epoxis Permabond de 2 componentes se venden en cartuchos con boquilla mezcladora, lo que significa que el adhesivo se mezcla en la boquilla y sale listo para usar. Sin embargo, si compras a granel, tendrás que mezclar manualmente primero las partes A y B, lo que supone un paso adicional en el proceso de pegado.

Otra consideración clave es que los epoxis de 1 componente necesitan calor para curarse. Esto suele hacerse por inducción o en un horno. Sin calor, los epoxis monocomponentes permanecerán líquidos y no se curarán. Es importante tener esto en cuenta, porque con los epoxis monocomponentes tu proceso de producción y las piezas a pegar deben permitir un curado por calor. En cuanto al almacenamiento, los epoxis de 1 componente deben conservarse en el frigorífico, mientras que los de 2 componentes pueden almacenarse a temperatura ambiente.

Puedes leer más sobre los epoxis de 1 y 2 componentes en este artículo.

Diferencias clave entre epoxis y acrílicos

Así pues, sabemos que tanto los epoxis como los acrílicos estructurales son adhesivos fuertes y resistentes que consiguen una gran fuerza de unión mediante la reticulación. Pero aparte de esto, ¿cómo saber cuál es mejor elegir para tu proyecto? A continuación, hablaremos de las diferencias clave entre estos dos tipos de adhesivos en varias áreas importantes:

• Desarrollo de la fuerza y rendimiento
• Compatibilidad con el sustrato
• Durabilidad (a la exposición a temperaturas, productos químicos y vibraciones)
• Envío y almacenamiento
• Capacidad de adaptación a las necesidades de cada proyecto
• Precios

¡Empecemos!

Epoxi vs adhesivo acrílico: desarrollo de la resistencia y rendimiento

Hay grandes diferencias en la rapidez con que los adhesivos epoxídicos y los acrílicos estructurales adquieren resistencia. En realidad, los epoxis monocomponentes son muy rápidos en desarrollar resistencia debido a su curado por calor. En algunos casos, la resistencia total puede alcanzarse en menos de una hora, dependiendo del adhesivo y del método de calentamiento. Por otro lado, los epoxis de 2 componentes curan a temperatura ambiente, pero pueden acelerarse utilizando calor. Con un epoxi de 2 componentes, cuanto más caliente esté el entorno de curado, más rápido se curará y viceversa. Un epoxi estándar de 2 componentes curado a temperatura ambiente (23°C/73°F) tarda entre 24 y 48 horas en alcanzar su resistencia total. Sin embargo, los sistemas epoxídicos más caros a base de mercaptano se curan mucho más rápido, alcanzando la resistencia total a temperatura ambiente en 3-4 horas.

Los adhesivos acrílicos estructurales alcanzan rápidamente una gran resistencia a temperatura ambiente, dependiendo de la tecnología. A 23°C, un MMA puede alcanzar una buena resistencia en tan sólo 2-3 horas. Un acrílico de superficie activada, cuando se utiliza con un iniciador o activador, puede alcanzar la fuerza de trabajo en tan sólo 5 minutos.

En términos de rendimiento, los epoxis suelen ser más rígidos que los acrílicos. Ofrecen una alta resistencia al cizallamiento y a la compresión, pero aparte de algunos grados endurecidos, una resistencia al pelado bastante baja. Los adhesivos acrílicos, en cambio, tienen una alta resistencia al cizallamiento y al pelado, así como una buena resistencia al impacto y a las vibraciones. En la tabla siguiente se indican algunos valores de resistencia al cizallamiento y al pelado de cada uno de ellos sobre acero y aluminio.

Ganador: Acrílicos estructurales

Epoxi vs adhesivo acrílico: compatibilidad del sustrato

Los epoxis son excelentes en metales, materiales compuestos y cerámica, pero tienen un rendimiento limitado en plásticos. No pueden adherirse a superficies aceitosas o contaminadas, pero pueden pintarse o recubrirse de polvo tras el curado.

Los acrílicos estructurales se adhieren bien a metales, materiales compuestos, cerámica y vidrio. Además, muchos ofrecen un buen rendimiento en plásticos, incluso en los más difíciles, como las poliolefinas y el nailon. Algunos acrílicos estructurales, como Permabond TA4208 Negro, pueden adherirse a través de superficies aceitosas y capas de óxido, como las del aluminio.

Ganador: Acrílicos estructurales

Epoxi vs adhesivo acrílico: durabilidad

Los epoxis tienen una excelente resistencia al medio ambiente, lo que los hace muy adecuados para aplicaciones en exteriores. Productos como Permabond ET503, un epoxi de dos componentes, son ideales para aplicaciones en exteriores y curan a temperaturas tan bajas como 5°C (41°F). Los epoxis también tienen buena resistencia al agua (incluso al agua salada) y a la humedad, y además soportan bien los disolventes polares. Sin embargo, en lo que respecta a la temperatura, los epoxis bicomponentes de grado estándar no suelen resistir el calor o el frío extremos, y normalmente requieren un curado térmico secundario para ello. Sin embargo, los epoxis monocomponentes como el ES5516 son mejores en este caso. Como pueden ser bastante rígidos y rígidos una vez curados, en comparación con los acrílicos estructurales, los epoxis son menos capaces de soportar impactos y vibraciones.

Los adhesivos acrílicos estructurales también ofrecen una excelente resistencia al medio ambiente, aunque quizá no tan alta como la de un epoxi. También resisten bien la tensión, los impactos y las vibraciones, y hay disponibles grados para altas temperaturas.

Ganador: Ambos

Epoxi vs adhesivo acrílico: envío y almacenamiento

Los epoxis se consideran mercancías peligrosas (pero no peligrosas) para el transporte. Lo ideal es conservar los epoxis de 1 componente en el frigorífico, ya que pueden empezar a espesarse si se almacenan a temperatura ambiente. Los epoxis de 2 componentes pueden almacenarse a temperatura ambiente y tienen una caducidad de 12 meses, tanto en cartuchos como a granel.

Los MMA se consideran mercancías peligrosas (MP) para el transporte marítimo debido a su naturaleza inflamable. Esto puede dificultar y encarecer su adquisición, aunque en pequeñas cantidades suele ser suficiente. Deben mantenerse refrigerados, y su vida útil puede ser algo limitada cuando se compran a granel. En cambio, los acrílicos sin MMA no tienen estas limitaciones, ya que no son inflamables y pueden conservarse a temperatura ambiente.

Ganador: Epoxis

Epoxi vs adhesivo acrílico: capacidad de ajuste/personalización

Los adhesivos epoxi son bastante personalizables. Es bastante fácil modificar su reología (grosor), velocidad de curado, color, resistencia a la temperatura y tenacidad. También se pueden hacer compatibles con los alimentos para cumplir las restricciones de la FDA y la UE. Con fórmulas generalmente estables, normalmente no necesitas realizar pruebas de almacenamiento a largo plazo antes de utilizar un epoxi personalizado.

Por otra parte, algunos acrílicos estructurales son difíciles de personalizar, porque hacerlo puede provocar inestabilidad en el adhesivo. Esto afecta sobre todo a los acrílicos estructurales a base de MMA. No es imposible personalizarlos, pero lleva bastante más tiempo que con un epoxi. Ningún acrílico estructural puede ser apto para uso alimentario porque contiene materias primas que figuran en la lista de sustancias prohibidas para el contacto con alimentos de la FDA y la UE.

Ganador: Epoxis

Epoxi vs adhesivo acrílico: precios

Los acrílicos estructurales MMA suelen ser bastante más caros que cualquier tipo de epoxi. Los grados sin MMA tienen un precio similar a los epoxis con mercaptano o endurecidos, y todos ellos son mucho más caros que los grados epoxis estándar.

Ganador: Epoxis

En resumen, los epoxis:

• Ofrecen una gran fuerza de adherencia
• Puede ser bastante rígido una vez curado
• Son buenos en metales, cerámica y materiales compuestos, pero no en plásticos
• Tienen una excelente resistencia medioambiental
• Puede tener una buena resistencia al calor
• Se puede personalizar fácilmente
• Son más fáciles de enviar y almacenar
• Puede fabricarse para uso alimentario

Mientras que los acrílicos estructurales:

• Ofrecen una gran fuerza de adherencia
• Se adhiere bien a metales, cerámicas, materiales compuestos y plásticos
• Tienen buena durabilidad
• El envío puede ser más complejo (MMA)
• Son más difíciles de personalizar (MMA)
• Suelen ser más caros

Epoxi vs adhesivo acrílico: cómo elegir entre ellos y ejemplos de uso

Ahora nos centraremos en algunas necesidades específicas que tienen muchos fabricantes, y en qué tipo de adhesivo recomendaríamos en cada caso.

• Si necesitas un adhesivo que sea fuerte y se cure rápidamente: Elige un acrílico estructural o un epoxi a base de mercaptano.
• Si tienes una gran superficie de adherencia: Ambos pueden funcionar bien, pero asegúrate de evitar un MMA en este caso, ya que generalmente no se extienden tan fácilmente sobre una gran superficie.
• Si tu aplicación implica superficies aceitosas/grasas o capas de óxido: Elige un acrílico como Permabond TA4208.
• Si necesitas una larga vida útil/tiempo abierto: Un epoxi estándar o un acrílico estándar son buenas opciones. Evita los acrílicos a base de MMA, ya que suelen tener un tiempo abierto mucho más corto.
• Si tu aplicación está expuesta a condiciones ambientales severas: Es probable que aquí sea mejor un epoxi. Considera un producto endurecido como Permabond ET503.
• Si tu aplicación implica plásticos como polietileno, polipropileno o nailon: Utiliza un acrílico. La gama Permabond TA46XX de acrílicos estructurales adhiere plásticos difíciles sin necesidad de ningún tratamiento superficial. Permabond TA4550 adhiere muchos tipos de nailon con gran eficacia.

Otras consideraciones

• Si tu aplicación requiere resistencia al calor: Ambos son adecuados. Permabond ES5516 es un epoxi monocomponente ideal para unir imanes de motor de clase H en vehículos eléctricos. Permabond TA437 (acrílico estructural) también es ideal para unir imanes y resiste hasta 200°C/392°F.
• Si necesitas un adhesivo apto para alimentos: Epoxi hasta el final. Los acrílicos estructurales no pueden hacerse seguros para los alimentos según las normas de la FDA o la UE. Permabond ET5164 es un epoxi de dos componentes que cumple la normativa de la FDA y la UE sobre contacto con alimentos.
• Si quieres un producto personalizado: Un epoxi suele ser más fácil de personalizar que un acrílico estructural. Los MMA, en particular, son difíciles de personalizar.
• Para facilitar el envío: En general, los epoxis son más fáciles. Los MMA, que son acrílicos comunes y populares, se consideran DG debido a su inflamabilidad.
• Si el precio es un problema: Es probable que un epoxi sea más barato, sobre todo si se compra a granel.

Reflexiones finales

Tanto los epoxis como los acrílicos estructurales son adhesivos fuertes y duraderos que ofrecen una serie de ventajas a los fabricantes. Su uso en la industria está muy extendido y ambos seguirán siendo populares a medida que se introduzcan innovaciones en los productos. Aquí hemos destacado cuándo y por qué puedes elegir un epoxi o un acrílico estructural para tu proyecto, pero si quieres más ayuda o hablar de tu aplicación con nosotros, ponte en contacto con nuestro equipo técnico.