2.6.- APLICACIONES.

Las resinas fenólicas según su campo de aplicación pueden ser clasificadas en tres grandes grupos:

  1. Resinas fenólicas técnicas (RFT) se utilizan para: abrasivos, materiales de fricción, textil, fundición, filtros, lacas y adhesivos.
  2. Resinas fenólicas para madera y aislantes (RFMA) tienen su campo de aplicación en: lanas minerales, impregnaciones, materiales de madera, espumas.
  3. Resinas fenólicas para polvos de moldeo (PM), que son suministradores de las industrias eléctrica, automovilística y electrodoméstica.

A continuación se exponen algunas de las aplicaciones más importantes de las resinas fenólicas (1-3,12,35-39):

 

 

Este tipo de aplicación incluye: paneles multilaminares, madera aglomerada, paneles de madera conglomerada con fibra y composites de madera macroscópicos tales como vigas, etc.

Cuando se requiere resistencia a la humedad se eligen resinas fenólicas y/o base resorcinol. Cuando dicha resistencia no es requerida se utilizan otros productos tales como resinas urea-formaldehido, melanina-formaldehido, poliuretanos y emulsiones tipo polivinil acetato.

La fabricación de paneles multilaminares requiere adherir tres o más capas de madera con una resina fenólica bajo unas determinadas condiciones de calor y presión. La formulación de la resina depende de si se utiliza un proceso de fabricación húmedo o seco. Se suelen usar resoles solubles en agua. En general, la resina se combina con rellenos y disolventes que controlan la humedad y evitan la penetración del substrato.

Por ejemplo, para el caso de resoles, el tiempo de curado del panel es 5 min. a 140-150 ºC para paneles delgados y 1-1.5 min/mm para paneles con grosores mayores de 10 mm.

En investigaciones referentes a la producción de paneles multilaminares con pasta Kraft, la adición de ésta, produce la sustitución parcial del fenol disminuyendo el formaldehido y alcali (NaOH, KOH) necesario para la producción de dichos paneles. Esta adición no empeora las propiedades de la resina (viscosidad, estabilidad,...).

La fabricación de maderas aglomeradas requieren resoles líquidos. Las temperaturas y presiones dependen de la densidad del composite final.

Para la obtención de determinados composites ("wafer board") se utilizan maderas de árboles de poco diámetro. Pueden ser unidos con resinas sólidas mediante pulverización.

 

 

Son uniones de vidrio y lanas de vidrio minerales con resoles solubles en agua de bajo peso molecular que se utilizan como aislantes. También se usan dispersiones fenólicas con bajas concentraciones de volátiles.

La resinas elegidas para este tipo de operaciones son de tipo orto o combinaciones de resoles y novolacas. Son muy utilizadas en la industria de la construcción y automoción.

 

 

Existen una gran variedad de aplicaciones para laminados con base papel, algodón o sustrato de vidrio.

Los laminados pueden ser decorativos o industriales (circuitos electrónicos, tubos, barras, ...)

La producción de laminados requiere la impregnación de láminas con soluciones de resina fenólica, donde la penetración de la fibra es función de la viscosidad y estructura molecular de la resina. Más tarde la lámina impregnada se seca en un horno donde los disolventes se evaporan. El contenido de resina dependiendo del uso varía entre 30 y 70 % en peso de la lámina curada. Las temperaturas de curado oscilan entre 150 y 175 ºC, y las presiones entre 3.4 y 14 MPa.

Entre sus propiedades más importantes destacan la resistencia al uso y a la humedad, las buenas propiedades mecánicas y sus excelentes propiedades aislantes.

 

 

Las resinas fenólicas son importantes en la industria de la fundición aunque la cantidad de agente ligador para la consolidación de las arenas de moldeo es aproximadamente entre 2 y 3 % en peso.

 

 

Existen dos tipos de abrasivos con base resina fenólica:

a) Uniones abrasivas (ruedas de molienda, ...): poseen una gran resistencia a la tensión y a la temperatura. Su principal aplicación es la molienda de metales

b) Baños abrasivos (papel de lija, discos,...): resisten altas temperaturas. En este caso los papeles se bañan con resoles de viscosidad media y se deposita electrostáticamente el material abrasivo.

 

 

La industria de la automoción posee componentes sometidos a fricción tales como frenos, embragues, transmisiones, que están fabricados con resinas fenólicas.

Sus procesos de fabricación más comunes incluyen: impregnación, extrusión, moldeo y secado.

Se utilizan novolacas o resoles (sólidos o líquidos) en un 10-20 % en peso de la mezcla de composite. Otros ingredientes incluyen rellenos, fibras semimetálicas, ...

La combinación de los diferentes aditivos, el tipo de resina fenólica y el proceso empleado determinan las propiedades de fricción, niveles de ruido y resistencia térmica del composite final.

 

 

Los materiales de moldeo fenólicos son composites que contienen rellenos (fibras o partículas), aditivos y una elevada concentración de resina ligadora.

La carga más utilizada es la harina de madera (pino,...). Si se exigen características de resistencia a la humedad y estabilidad dimensional se usan talcos, carbonato de calcio, amianto, mica (aplicaciones eléctricas) y fibras de vidrio cortas. En caso de necesitar buenas propiedades mecánicas se introduce algodón. Algunos materiales de moldeo contienen cargas de grafito, bisulfuro de molibdeno, para mejorar el coeficiente de frotamiento.

Propiedades importantes del producto curado incluyen:

                            - Resistencia a la temperatura (aplicaciones en automoción).

                            - Buenas propiedades eléctricas

                            - Resistencia a disolventes.

Las propiedades finales dependen del tipo de resina, relleno y de sus concentraciones.

La resina fenólica utilizada en materiales de moldeo es novolaca curada con HMTA aunque también se usan combinaciones de novolacas y resoles para aplicaciones en electricidad.

La utilización de los materiales de moldeo es dirigida a la fabricación de accesorios eléctricos, utensilios domésticos, cajas de fusibles, reles, soportes, bobinas, partes de teléfonos, ...

 

 

La mayoría de las aplicaciones para baños y adhesivos poseen resinas fenólicas y otros polímeros de tipo termoplástico o termoestable.

En el caso de baños se utilizan en la fabricación de pinturas anticorrosión, barnices, lacas aislantes (industrias eléctricas), pulimentos,...

La formulación con epóxidos, acrílicos, ... proporcionan diferentes propiedades a los sistemas de curado. Las composiciones de resinas fenólicas (generalmente novolacas) varía dependiendo del polímero con el que se combine.

En general poseen las siguientes propiedades:

                            - Buena resistencia a los disolventes.

                            - Resistencia a la abrasión.

                            - Estabilidad térmica.

                            - Propiedades anticorrosivas y aislantes.

Las combinaciones más comunes para la obtención de adhesivos son:

 

                            - Nitrilo-fenólica

                            - Butadieno-fenólica

                            - Etilenpropilendien - goma

                            - Resinas con base neopreno y terpeno.

 

 

Sus buenas propiedades tales como la buena resistencia mecánica y a la llama, su reducida densidad de humos y toxicidad, y su resistencia al uso entre otras muchas, son responsables del desarrollo de nuevas aplicaciones tales como:

 

a) Revestimientos, que pueden ser de dos tipos:

                Revestimientos cocidos

                            Revestimientos para cubos y tambores

                            Revestimientos para contenedores de comida

                            Revestimientos para coches, intercambiadores de calor y equipos industriales.

                 Revestimientos secados al aire

                            Varnices

                            Apresto (pintura) con base alcali

                            Apresto (pintura) para labado

b) Las resinas reforzadas con fibra (FRP) son utilizadas en la industria de la automoción.

                Estas poseen una baja densidad, elevada resistencia a la tensión y al impacto, resistencia a la corrosión, baja                  transmisión de calor, buen aislante eléctrico, baja transmisión del sonido y buena resistencia al uso.

c) Espumas fenólicas:

                Poseen una serie de ventajas frente a otro tipo de aislantes tales como una gran resistencia a la llama, reducida                   emisión de humos, toxicidad nula y poco peso.

                Son utilizadas generalmente en la industria de la construcción, recubrimientos de recipientes y tubos en industrias de                   proceso, circuitos de refrigeración y ventilación.

En la figura 23 se pueden observar algunas aplicaciones más representativas de las resinas fenólicas.

 

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Fig. 23.- Aplicaciones comunes de resinas fenólicas.

 

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