Resinas Amínicas

urea amino resins

1. Introducción

Las resinas amino son polímeros de condensación formados por la reacción de compuestos carbonilo con compuestos que contienen grupos amino, imino o amida. La reacción libera agua y los productos resultantes son oligómeros, también conocidos como prepolímeros.

Se puede utilizar una amplia variedad de compuestos que contienen carbonilo y nitrógeno para producir resinas amínicas, pero los más comunes son el formaldehído, la urea y la melamina. Estos compuestos se utilizan porque son relativamente económicos y fáciles de obtener. El tipo de reacción química que ocurre determina el peso molecular del prepolímero.

Tabla de contenido

Las resinas amino se producen a gran escala en plantas industriales modernas. Ofrecen una serie de ventajas técnicas, incluida una buena adherencia, resistencia al agua y resistencia química.

La historia de las aminoresinas comenzó con la síntesis de urea y formaldehído en el siglo XIX. Las primeras aminoresinas comerciales se produjeron a principios del siglo XX. En la década de 1930 se produjo un gran avance con el desarrollo de los tableros de partículas aglomerados con resina.

Hoy en día, las resinas amino se utilizan en una amplia variedad de aplicaciones, que incluyen:

  • Adhesivos para tableros de partículas, MDF, contrachapados y otros productos de madera.
  • Vigas laminadas y suelos de parquet.
  • Montaje de muebles
  • Fortalecimiento del papel
  • Compuestos de moldeo
  • Respaldo de alfombra
  • Auxiliares de cuero
  • Acondicionadores de suelo
  • Recubrimientos protectores de superficies
  • Saturación de papel decorativo

Las aminoresinas son una clase de polímeros versátil e importante con una amplia gama de aplicaciones.

2. Propiedades físicas de las resinas amino

Las aminoresinas están disponibles comercialmente en dos formas: soluciones concentradas y sólidos, como polvos.

Las soluciones suelen ser a base de agua, pero los alcoholes se utilizan como disolventes en las resinas para revestimiento de superficies. Las soluciones varían en color desde incoloras y transparentes hasta lechosas y turbias. También son pegajosos al tacto y tienen una alta viscosidad, normalmente entre 20 y 70 000 mPa·s (medida a 20 °C).

El olor de las soluciones de resina amino puede variar según el contenido de formaldehído libre, desde inodoro hasta característico y penetrante. La densidad de las soluciones en las concentraciones disponibles comercialmente de 50 a 80 % de sólidos es de 1,15 a 1,31 g/cm3.

Una propiedad importante de las soluciones de resinas amino es su tolerancia al agua, o la cantidad de agua que se puede agregar sin precipitar sólidos. A temperaturas relativamente bajas, por debajo de aproximadamente 20°C, muchas soluciones de resinas amínicas presentan una turbidez pronunciada y un aumento inusualmente grande de la viscosidad.

Algunas soluciones de aminoresinas también presentan el fenómeno de pseudoplasticidad (tixotropía), lo que significa que la viscosidad disminuye a medida que aumenta la fuerza de corte. La tixotropía no siempre es deseable, pero puede resultar útil en algunas aplicaciones.

En forma de polvo, las aminoresinas son blancas. Los polvos atomizados disponibles comercialmente tienen un tamaño de partícula de 15 a 70 µm, pero siempre inferior a 200 µm. La densidad aparente de los polvos es de 0,5 a 0,8 kg/L.

Cuando los polvos de resina amino se disuelven en agua, normalmente forman líquidos lechosos. Sin embargo, en algunos casos se pueden lograr soluciones claras. Los aditivos harinosos se pueden mezclar con algunas resinas amínicas, que pueden adoptar en mayor o menor medida el color del aditivo.

3. Reacciones químicas de las resinas amino.

Las aminoresinas son mezclas de diversas sustancias, incluso cuando se preparan a partir de sólo dos componentes. Por ejemplo, las resinas de urea-formaldehído están compuestas de compuestos de hidroximetilo, oligómeros y metileno-urea. Las propiedades químicas de las aminoresinas son comunes a todas o la mayoría de ellas.

Una de las propiedades químicas importantes de las resinas amino es que el formaldehído se separa lentamente de los compuestos hidroximetílicos y sufre reacciones de adición con otros grupos amino.

degradation of Formaldehyde from hydroxymethyl compounds

Otra propiedad química importante de las resinas amínicas es que los compuestos de hidroximetilo sufren una condensación lenta en ausencia de calor o reaccionan con la urea para dar compuestos de metileno. Esta reacción es responsable del aumento gradual de la viscosidad que sufren las aminoresinas durante el almacenamiento.

methylene–diurea production

Estas reacciones se aceleran mediante catalizadores ácidos y temperaturas elevadas. Por lo tanto, se utilizan ácidos o sustancias formadoras de ácido como endurecedores que aceleran la condensación en el procesamiento de resinas amínicas.

Las soluciones de resinas amino generalmente se vuelven ligeramente alcalinas, es decir, con un pH de 7,5 a 9, para estabilizarlas. Sin embargo, el pH disminuye lentamente a medida que se forma ácido fórmico. Este efecto es más pronunciado para las resinas de urea-formaldehído y mucho menos significativo en las resinas de melamina-formaldehído.

Los grupos hidroximetilo de las resinas amínicas se pueden convertir con alcoholes en los éteres correspondientes. Esta reacción se utiliza en resinas para revestimiento de superficies y resinas de impregnación para la fabricación de material para cantos a base de papel.

El formaldehído libre, que está presente en concentraciones de 0,03% a aproximadamente 2%, tiene importancia práctica. Reacciona con sales de amonio de ácidos para dar hexametilentetramina y el ácido libre, que actúa como endurecedor.

Los polvos de resina también se condensan con el tiempo para dar productos de masa molecular relativamente alta, pero en este caso la reacción es más lenta en un factor de al menos cinco.

4. Materias primas para resinas amino

Las materias primas para las resinas amínicas son formaldehído, urea, melamina, tiourea y ureas sustituidas. También se emplean guanaminas y anilina.

  • El formaldehído es la materia prima más importante para las resinas amínicas. Está disponible en forma de paraformaldehído sólido, solución acuosa o precondensado de urea-formaldehído.
  • La urea es la segunda materia prima más importante para las aminoresinas. Está disponible como producto cristalino blanco o como gránulos.
  • La melamina es una materia prima menos común para las aminoresinas. Es un polvo blanco que se sublima al calentarlo.
  • La tiourea es una materia prima relativamente cara que no se utiliza en grandes cantidades.
  • Las ureas sustituidas son un grupo de derivados de urea que se utilizan en aplicaciones especializadas.

Además de estas materias primas, se pueden utilizar diversos modificadores para mejorar las propiedades de las resinas amínicas. Estos modificadores incluyen alcoholes alifáticos, glicoles, azúcares, alcoholes de azúcar, polisacáridos y caprolactama.

La elección de materias primas y modificadores para resinas amínicas depende de la aplicación específica. Por ejemplo, las resinas de urea-formaldehído se usan comúnmente en adhesivos, mientras que las resinas de melamina-formaldehído se usan en laminados y vajillas.

Referencia