DEFINIÇÃO

A cola termofusível ou Hot Melt Adhesive (HMA) í um adesivo classificado no grupo de adesivos sólidos termoplásticos (fabricado através do processo de fusão - solidificação).

CARACTERÍSTICAS

Este tipo de adesivo encontra-se em estado 100% sólido à temperatura ambiente, pelo que não contém água nem solventes. Quando este adesivo aquece acima do seu ponto de fusão (a temperatura oscila entre 120 °C e 215 °C, dependendo da composição), á transformado em líquido, tornando viável a sua aplicação em certos materiais. Depois de arrefecido, solidifica-se, dando lugar a uma união de alta coesão quase instantânea, com uma excelente elasticidade.

COMPONENTES

Em termos gerais, o adesivo termofusível é composto por três elementos: polímeros, resinas ou plastificantes e ceras. Cada um destes elementos funciona de forma elementar na estrutura e propriedades do adesivo:

• › Os polímeros constroem a espinha dorsal do adesivo, conferindo coesão e flexibilidade.
• › As resinas conferem e melhoram a humidade da superfície do substrato.
• › As ceras diminuem a viscosidade, melhorando a aplicação.

APRESENTAÇÃO

Para uso doméstico, a cola termofusível apresenta-se sob a forma de barritas de 100, 200 ou 300 mm de comprimento, e em diâmetros que variam de 8 a 18 mm.

Para utilização industrial, a cola termofusível é dispensada em forma de tacos de 43 mm de diâmetro, cartuchos, granulado, cubos ou slugs e sacos ou almofadas.

VANTAGENS

A cola termofusível tem uma longa vida étil e pode ser eliminada facilmente.

No âmbito industrial, os adesivos termofusíveis oferecem várias vantagens relativamente aos adesivos à base de solventes. Os compostos orgânicos voláteis são reduzidos ou eliminados, sendo suprimida a fase de secagem ou cura. Os adesivos à base de solventes podem perder até 50-70% da espessura da capa durante a secagem. Para além de unir duas superfícies, os adesivos termofusíveis podem ser utilizados para encher os espaços vazios, ao contrário de outros adesivos à base de solventes. Alguns HMA podem ser resistentes a ataques químicos e à intempérie.

DESVANTAGENS

Algumas das desvantagens incluem a carga térmica do substrato, o que limita a utilização de substratos não sensíveis às altas temperaturas, como também a perda de aderência a temperaturas mais elevadas ou capazes de fundir o adesivo. Isto pode ser reduzido através da utilização de um adesivo reactivo, experimentado depois de solidificar, uma cura química, por exemplo, por efeito da humidade (exemplos: uretanos e silicones reactivos), ou pela cura por radiação ultravioleta.

TEMPO ABIERTO

O tempo aberto é o período de tempo disponível para fazer uma união satisfatória depois de ter aplicado o adesivo termofusível. Em HMA, o tempo pode variar de segundos até ao infinito, em adesivos sensíveis à pressão.

O tempo aberto máximo de um adesivo de fusão em quente depende de três factores:

• › A formulação escolhida.
• › A temperatura de aplicação.
• › O método de aplicação.

TEMPO DE FIXAÇÃO

O tempo de fixação é o tempo para formar uma união de resistência aceitável.

TEMPERATURA DE FORMAÇÃO DE UNIÃO

Es la temperatura mínima por debajo de la cual no se produce el mojado suficiente del sustrato.

VISCOSIDADE

É a facilidade com que o adesivo flui quando está em estado líquido. Esta propriedade depende da temperatura de aplicação, a uma maior temperatura menor viscosidade. A unidade de medida é o centipoise: Cps.

O nível de viscosidade pode ser classificado como:

• › Baixa: 500 - 3.000 cps
• › Média: 3.000 - 6.000 cps
• › Alta: 6.000 - 15.000 cps

Uma viscosidade baixa aumenta o caudal de adesivo e reduz a espessura de colagem. Contudo, não é aconselhável para aplicar em superfícies muito porosas, como as espumas e os tecidos.

Uma viscosidade elevada é ideal para colar superfícies rugosas ou irregulares, bem como aplicações em que se deva preencher algum oco com adesivo. Apesar disso, um adesivo viscoso reduz o rendimento do adesivo, pelo que é necessário usar aplicadores de maior potência.

Os adesivos de fusão a quente baseiam-se, geralmente, num ou mais materiais de base, com vários aditivos.

EVA (Ethylene Vinyl Acetate)

A goma, espuma EVA ou foam é um polímero termoplástico, formado por unidades repetitivas de etileno e acetato de vinil. É um dos polímeros base mais usados na formulação de adesivos para embalar e desembalar produtos. A sua temperatura útil oscila entre os -30 °C e os 80 °C.

Exemplo da composição de um adesivo termofusível de base EVA:

• › 30% - 40% de copolímero EVA (oferece força e resistência).
• › 30% - 40% de resina taquificante (melhora a humidade e a colagem).
• › 20% - 30% de cera (em geral à base de parafina, reduz a viscosidade e altera a velocidade de fixação).
• › 0,5% - 1% de estabilizadores.

A composição do copolímero influi nas suas propriedades:

• › O elevado teor de etileno promove a aderência dos substratos não polares (por exemplo, o polietileno), aumenta a resistência mecânica, a resistência ao bloqueio e a solubilidade da parafina.
• › O elevado teor de acetato de vinil promove a aderência dos substratos polares (por exemplo, o papel), maior flexibilidade, aderência, selagem a quente e um melhor rendimento a baixa temperatura.

Com EVA, é possível compor uma ampla gama de HMA, desde suaves adesivos sensíveis à pressão até adesivos rígidos estruturais para móveis da construção.

Conclusões:

• › Tempos de manipulação médios.
• › Excelente aderência sobre uma multiplicidade de substratos.
• › Preço económico.
• › Aplicações: Colagem de madeira, montagens, fixações a baixa temperatura.

Poliamida (PA)

É um tipo de polímero que contém ligações de tipo amida. As poliamidas podem ser encontradas na natureza, como a lã ou a seda, mas também podem ser sintéticas, como o Nylon ou o Kevlar.

É considerada de alto rendimento, para ambientes extremos, adesivos para altas temperaturas, normalmente aplicados a mais de 200°C, mas pode degradar-se e queimar-se durante o processo. Em estado fundido, pode degradar-se em parte pelo oxigénio atmosférico.

É resistente aos plastificantes (por isso, é conveniente para a colagem de cloreto de polivinil), a óleos e a gasolina.

Apresenta uma boa aderência a muitos substratos, como, por exemplo, metal, madeira, vinil, ABS e polietileno ou polipropileno tratados.

Propriedades segundo o seu peso molecular (MW):

• › Baixo MW: baixa temperatura de fusão e fácil de aplicar, mas têm menor resistência à tracção e ao esforço cortante e baixo alongamento.
• › Alto MW: requerem extrusoras sofisticadas para a aplicação e são utilizadas como adesivos de elevado rendimento estrutural.

Conclusões:

• › Tempos de manipulação muito curtos.
• › Resistentes a temperaturas elevadas (até hasta 180 °C).
• › Boa coesão.
• › Dureza moderada.
• › Isolamento eléctrico.
• › Aplicações: Moldagem de conectores, passamuros e PCB, fixações submetidas a temperaturas elevadas.

Poliéster (PE)

São similares aos utilizados para as fibras sintéticas. São sintetizados a partir de um diol e um ácido dicarboxílico.

Se aumentar o comprimento da cadeia de diol:

• › Aumenta o ponto de fusão.
• › Aumenta a velocidade de cristalização.
• › Diminui o grau de cristalização.

Pela ausência de pontes de hidrogénio, os poliésteres:

• › Menor resistência.
• › Menor ponto de fusão.
• › Maior resistência à humidade.

São utilizados quando é necessário:

• › Resistência à tracção.
• › Resistência a altas temperaturas.

Conclusões:

• › Pontos de amolecimento elevados.
• › Extrusionáveis.
• › Resistentes á abrasão e a agentes químicos, como combustíveis, álcoois, óleos, etc.
• › Aplicações: Filtros de automóvel, sobremoldagem de PCB, etc.

Poliolefina (PO)

É um polímero termoplástico que se obtém através da polimerização de olefinas.

Vantagens que apresentam as poliolefinas:

• › Boa aderência ao Polipropileno (PP).
• › Boa barreira contra a humidade.
• › Resistência química face aos dissolventes polares e ás soluções de ácidos, bases e álcoois.
• › Tempo de abertura longo.
• › Boa humidade em metais e polímeros.

Conclusões:

• › Tempos de manipulação médios.
• › Resistência moderada á temperatura (até 90 - 100 °C).
• › Boa aderência nativa a materiais não polares (PP, PE, PET, etc.).
• › Aplicações: Colagens diversas, fixação de componentes a temperaturas moderadas.

Polietileno (PE)

Pertence ao grupo das poliolefinas.

Devido á elevada cristalinidade, tendem a ser opacos e, dependendo dos aditivos, são brancos ou amarelecidos.

O Polietileno apresenta:

• › Elevada estabilidade.
• › Não se degrada nem carboniza.
• › Pode ser utilizado em substratos flexíveis não porosos.
• › Boa humidade em metais e polímeros.

O Polietileno utiliza-se habitualmente sozinho ou com apenas uma pequena quantidade de:

• › Taquificantes ou aderentes (geralmente hidrocarbonetos).
• › Ceras (geralmente, parafinas ou ceras microcristalinas, melhorar o antibloqueio e alterar a temperatura de abrandamento e o tempo de abertura).

Segundo o seu peso molecular (MW):

• › Baixo MW: oferece um melhor rendimento á baixa temperatura e uma maior flexibilidade.
• › Alto MW: aumenta a solidez da colagem, a aderência a quente e a viscosidade.

Polipropileno (PP)

É um polímero termoplástico que se obtém através da polimerização do propileno (ou propeno), pertencente ao grupo das poliolefinas.

O Polipropileno utiliza-se habitualmente sozinho ou com apenas uma pequena quantidade de:

• › Taquificantes ou aderentes (geralmente hidrocarbonetos).
• › Ceras (geralmente, parafinas ou ceras microcristalinas, melhorar o antibloqueio e alterar a temperatura de abrandamento e o tempo de abertura).

Utiliza-se para formular adesivos com propriedades de adesividade específicas e amplo tempo aberto.

O intervalo útil de temperatura oscila entre -30°C e 110°C, dependendo da formulação.

Apresenta-se habitualmente em formulações de adesivo em spray.

Poliuretano (PUR)

É um polímero reactivo que necessita de uma pequena quantidade de humidade, proporcionada pelos materiais que o rodeiam ou pelo próprio ambiente, para produzir uma reacção química, através da qual o PUR se funde com a estrutura física dos produtos a unir.

Apresenta uma excelente resistência a solventes e produtos químicos, e uma baixa temperatura de aplicação, adequada para substratos sensíveis ao calor.

Possui resistência ao calor depois da cura, em geral, com temperaturas de serviço de -30°C a +150°C.

Conclusões:

• › São convertidos em termoplásticos ao reticular, por isso curam.
• › Boa aderência sobre uma multiplicidade de substratos.
• › Excelentes características mecânicas (coesivos, resistentes a esforços e flexão, etc.).
• › Aplicações: Engenharia de plásticos, montagem automóvel, madeira, etc.

A fiabilidade da colagem final variará em função de 3 factores fundamentais:

TEMPERATURA DE SERVIÇO

Os adesivos Hot Melt são termoplásticos e, por isso, tornam-se quebradiços a baixas temperaturas e dúcteis a altas temperaturas. Devido a esta natureza do Hot Melt, a fiabilidade da colagem variará de acordo com a temperatura de aplicação.

QUANTIDADE DE ADESIVO APLICADO

É utilizada uma maior quantidade de adesivo e a superfície de produto coberta pelo mesmo é maior, pelo que aumentará a fiabilidade e a resistência de colagem. Além disso, uma maior quantidade de adesivo conserva em maior medida o calor, pelo que o adesivo tende a estar a uma temperatura superior quando os dois materiais se unem.

TEMPO UTILIZADO PARA COLAR

Se a união das duas superfícies a colar não se realizar rapidamente, a resistência e eficácia da colagem diminuirá, já que o adesivo terá arrefecido abaixo do nível que garante uma boa colagem. Este erro é conhecido como uma colagem a frio e, embora os resultados iniciais sejam aceitáveis, a colagem pode deteriorar-se nas próximas 24 horas, até um nível considerado inaceitável.

Conselhos para o bom funcionamento de uma pistola de colagem termofusível:

1. Deixe sempre a pistola de colagem aquecer à temperatura de funcionamento e não aperte o gatilho antes de estar pronta. O período de aquecimento pode variar de 5 a 7 minutos. Uma nova pistola de colagem deve ser carregada com adesivo termofusível antes da sua ligação, e a colagem deve ser feita empurrando gradualmente através da pistola, e pressionando ligeiramente o gatilho enquanto aquece. Isto expulsará o ar da câmara e evitará a fusão de cola fria, imediatamente em contacto com a caixa do aquecedor.

2. Utilize sempre o suporte da pistola de cola fornecido no interior da caixa. A pistola de colagem nunca deve ser colocada de lado, já que poderia produzir um "charco" de adesivo no aquecedor e fundir-se na parte mais fria da pistola. Se isto acontecer, a pistola de colagem poderá sofrer danos internos.

3. Desligue sempre a pistola de colagem, se não a vai utilizar durante 40 minutos ou mais. Para a pistola arrefecer mais rapidamente e facilitar a sua colocação em funcionamento da próxima vez, desligue a fonte de alimentação quando tiver acabado o trabalho e, enquanto a pistola arrefece, pressione o gatilho para expulsar aproximadamente metade da barrita de cola fundida através dele.

4. Limpe sempre qualquer excesso de cola fundida em redor da boquilha no final de cada sessão de trabalho com um pano, para evitar a acumulação de resíduos de cola que possam obstruir a saída do adesivo. Isto deve ser feito enquanto a pistola de colagem ainda estiver quente. Use sempre luvas de protecção.

5. Nunca retire uma barrita de cola da parte posterior da pistola.

6. Nunca retire a boquilha da pistola de cola a frio, já que poderá danificar a rosca.

PROTECÇÃO GERAL

A cola termofusível não apresenta praticamente nenhum risco para a saúde, quando é utiliza na prática industrial normal, mas, por ser utilizada em estado fundido a elevadas temperaturas, existe o risco de queimaduras térmicas. Por isso, aconselha-se a utilização de óculos de segurança, luvas e roupa de segurança, para minimizar o risco de queimaduras.

CONTACTO COM A PELE

A pele afectada deve ser mergulhada imediatamente em água fria até cessar a sensação de ardor. Se não conseguir aceder a uma torneira, procure ter um balde de água fria e limpa por perto. Se os dedos ficarem cobertos com cola quente, mova-os para evitar que o adesivo oprima os dedos ao arrefecer.

Não retire o adesivo em estado líquido, já que poderia arrancar a pele, deixando uma ferida aberta. Mesmo quando o adesivo estiver solidificado, há que retirá-lo com cuidado. Se não se retirar facilmente, com aprovação médica, embeba um pedaço de algodão em azeite ou óleo de parafina e coloque-o sobre a zona afectada. Amoleça lentamente o adesivo com o algodão. Quando tiver retirado os restos do adesivo, trate a zona afectada como uma queimadura normal.

CONTACTO COM OS OLHOS

Se o adesivo se encontrar em estado sólido, enxagúe os olhos com água limpa e fresca abundante. Se o adesivo se encontrar em estado líquido, enxagúe os olhos com água fria e dirija-se imediatamente ao médico.

INALAÇÃO

Os vapores emitidos durante o processo de colagem não são considerados tóxicos, mas, se a cola termofusível atingir uma temperatura elevada acima da recomendada, pode ocorrer uma decomposição química, cuja mistura de materiais orgânicos libertados poderia conter componentes tóxicos ou irritantes. Certifique-se de que utiliza a cola termofusível dentro das temperaturas de funcionamento recomendadas e numa área de trabalho bem ventilada.

FOGO

O HMA só é combustível num incêndio. Para extinguir, utilizar pó seco ou um extintor de CO2. Não utilizar água.

ELIMINAÇÃO DE RESÍDUOS

Consoante a base do adesivo:

• › EVA e PP: aguarrás.
• › PA: acetona.
• › PUR: Antes da reticulação, aguarrás ou acetona. Depois de reticulado, é muito difícil a sua eliminação.