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Resinas de poliuretano, epoxi y silicona. Una introducción rápida

Alistair Little se unió a Electrolube como Director Técnico de Negocios Globales para la División de Resinas de la compañía en enero de 2016. Actualmente dirige un equipo de químicos que desarrollan formulaciones que abarcan sistemas de resina de epoxi, poliuretano y silicona para  encapsular dispositivos eléctricos o componentes electrónicos con el fin de protegerlos contra una amplia gama de entornos.

En su anterior nombramiento en Gurit (Reino Unido) ocupó el cargo de Químico Senior de Desarrollo de Producto, responsable del desarrollo de nuevos sistemas de resinas epoxi y viniléster para sistemas aeroespaciales, automotrices, de ingeniería y compuestos marinos. Antes de esto, trabajó para 2K Polymer Systems, donde desarrolló ingeniería civil y adhesivos estructurales, y en SI Group, donde trabajó en curado UV y resinas de alto rendimiento. Como químico para Schenectady-Beck, fue responsable del desarrollo de resinas aislantes eléctricas primarias y secundarias.

Alistair completó su BSc. (Hons) en Química, en la Universidad de East Anglia en 1995. Luego realizó un Master en Ciencia e Ingeniería de Polímeros, en la Universidad Metropolitana de Londres en 2003. Sus competencias técnicas y logros académicos cubren una amplia gama de químicas relacionadas, que incluyen benzoxazina y resinas fenólicas para aplicaciones de alta temperatura; epoxi, epoxi meta / acrilato, uretano meta / acrilato, polímero terminado en silano, poliamida-imida, poliéster-imida, poliuretano y sistemas de poliéster insaturado. Alistair tiene una amplia experiencia de trabajo dentro de los sistemas acreditados ISO 9000, 14001 y 18001, y es un experto en sistemas de resina de éster de vinilo (para lo cual está en el proceso de completar un doctorado en Química de Polímeros en la Universidad de Loughborough). Es un químico colegiado, miembro activo de la Royal Society of Chemistry y miembro de la Society of Adhesion and Adhesives.


Resinas de poliuretano: ¿por qué, dónde y cómo?

Me gustaría comenzar esta pieza volviendo a lo básico, cuestionando el fundamento central para encapsular con resinas, sus químicas fundamentales y cómo cada tipo de resina difiere una de la otra; de hecho, cómo se pueden explotar sus propiedades individuales para maximizar el rendimiento bajo una amplia gama de condiciones ambientales.

Comencemos con la humedad, el archienemigo de los dispositivos eléctricos y electrónicos que, además de provocar cortocircuitos, también puede conducir a un deterioro prematuro de los componentes debido a la corrosión.

Resinas de poliuretano generalmente se suministran como productos de dos partes que, cuando se mezclan logran el curado deseado, brindan la resistencia a la humedad más importante, así como un excelente aislamiento eléctrico, flexibilidad y buena adhesión a la mayoría de los sustratos, tanto metálicos como plásticos. Algunos sistemas de resina de poliuretano proporcionan una resistencia excepcional al agua de mar, así como a temperaturas extremas, lo que los convierte en una opción ideal para aplicaciones marinas, como la encapsulación de sensores. Un buen ejemplo de un componente encapsulado de resina de poliuretano al aire libre que requiere la máxima protección contra la entrada de agua es una unidad de iluminación LED; Estas resinas también son ópticamente transparentes y estables a los rayos UV, lo que las hace ideales para la tarea.

Resinas epoxi

Hay resinas de poliuretano de curado por humedad de un componente, pero estas son un no-no si se quiere lograr resistencia a la humedad, ya que la penetración de humedad es necesaria para obtener un curado completo en potting o encapsulado. Algunas resinas epoxi también ofrecen una buena resistencia a la humedad, así como un curado rápido, dureza y alta estabilidad, particularmente en entornos de temperatura variable. Estos también se adhieren bien a la mayoría de los sustratos, incluso los sustratos difíciles con una tensión superficial muy baja, como el PTFE, asegurando una encapsulación estanca al agua.

También es posible que deba proteger componentes eléctricos o electrónicos que puedan entrar en contacto con productos químicos, incluidos ácidos, álcalis, disolventes y una gran cantidad de otras sustancias que representan una amenaza para circuitos y componentes delicados. La resistencia química es en gran medida la competencia de las resinas epoxi, aunque algunos de los productos de poliuretano más resistentes, así como algunas formulaciones a base de silicona, proporcionarán un grado de protección. Los productos de resina epoxi están disponibles para proteger las unidades eléctricas / electrónicas que se sumergen frecuente o permanentemente en solventes como el combustible diesel, gasolina con plomo y sin plomo y diluyentes de celulosa.

La protección de los componentes contra golpes y vibraciones mecánicas también puede estar en su lista de tareas pendientes. Aquí, es probable que un producto curado más flexible proporcione la mejor solución, ya que agrega un nivel de cumplimiento que ayudará a aislar los componentes de la maceta contra los movimientos mecánicos adversos. Además de sus propiedades resistentes a la humedad, las resinas de poliuretano también brindan este nivel deseado de flexibilidad, por lo que a menudo son la primera opción para la protección contra golpes y vibraciones. Las resinas de silicona también ofrecen una excelente flexibilidad y, además, tolerarán altas temperaturas de operación.

Un “shock” más que debo mencionar es el choque térmico, que puede tener un efecto devastador en los componentes electrónicos, acortando sus vidas operativas en el mejor de los casos, destruyéndolas por completo en el peor de los casos. Los efectos adversos del estrés térmico pueden mejorarse mediante el uso de resinas epoxi bicomponente, que son mejores para aquellas aplicaciones que experimentan ciclos de temperatura severos o que es probable que sufran un choque térmico. Algunos también proporcionan la ventaja añadida de la tecnología ignífuga.

Finalmente, vale la pena mencionar que, aparte de proporcionar todas las protecciones mencionadas anteriormente, las resinas de encapsulado y resinas de encapsulado opacas también ocultan lo que se encuentra debajo. Esto podría proporcionar una lámina efectiva contra los falsificadores o los que desean copiar el diseño de un circuito, ayudando a proteger su propiedad intelectual.

Autor: Alistair Little  | Traducido por Antala

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