Resina de poliéster estireno de baja volatilidad

En los procesos de moldeado manual y por pulverización, la resina normalmente se aplica en capas a un molde abierto. Especialmente durante el proceso de pulverización, la resina se atomiza y se pulveriza, y algunas forman partículas finas que se depositan en la superficie del molde. Sin embargo, antes de que la resina se cure por completo, el estireno continúa volatilizándose, lo que genera una mayor concentración de estireno en el aire del taller. Esto no sólo resulta en la pérdida de estireno sino que también plantea un peligro potencial para el medio ambiente. En talleres con mala ventilación, la concentración de estireno en el aire puede llegar a ser excesivamente alta, lo que podría afectar la salud de los operadores expuestos a este ambiente durante un largo período. Por lo tanto, varios países han establecido valores límite umbral (TLV) para la concentración de estireno en el aire, generalmente basados ​​en una jornada laboral de 8 horas y una semana laboral de 40 horas. Por ejemplo, tanto el Reino Unido como los EE. UU. han fijado el TLV para el estireno en 100 g/m³, mientras que Suecia lo ha restringido a 50 g/m³.

Para garantizar que la concentración de estireno en el aire del taller permanezca por debajo del TLV especificado, es necesario mejorar la ventilación. Sin embargo, depender únicamente de la ventilación puede hacer que la temperatura interior baje en invierno, lo que aumenta los costos de calefacción, lo que hace que sea crucial reducir la volatilización del estireno en la resina de poliéster.

Las primeras resinas de baja volatilidad redujeron la volatilización del estireno agregando una pequeña cantidad de cera de parafina como inhibidor de la volatilización. Durante el proceso de curado, la parafina forma una fina película sobre la superficie de la resina, que actúa como barrera contra el aire. Sin embargo, la adición de parafina podría provocar delaminación en materiales laminados.

Para mejorar esta situación, se desarrollaron formulaciones posteriores que combinaban parafinas de alto y bajo punto de fusión con varios polímeros, como poli(succinato de butileno) y poli(acrilato de butilo). Además, se utilizó una combinación de un inhibidor de la volatilización (como la parafina) y un promotor de la adhesión. Como agente adherente podrían tratarse de éteres o ésteres hidrófobos que contengan dos grupos hidrocarbonados y al menos un doble enlace, así como isopreno insaturado y sus derivados, como aceite de linaza, dipenteno y trimetilolpropanodialiléter. El nivel típico de adición de parafina oscila entre el 0,05% y el 0,5% (en masa), mientras que el promotor de adhesión se añade entre el 0,1% y el 2% (en masa).

Además de agregar inhibidores, se pueden utilizar los siguientes métodos para reducir la volatilización del estireno:

1. Reducción del contenido de estireno: al reducir el contenido de estireno en la formulación, se puede reducir directamente la cantidad de estireno que se volatiliza durante el proceso de curado. Esto generalmente se logra mediante la introducción de otros monómeros reticulantes o diluyentes reactivos para mantener el rendimiento de la resina.

2. Técnicas de protección final: la introducción de agentes de protección final de baja volatilidad en la resina puede reducir la volatilización del estireno. Estos agentes unen químicamente el estireno dentro de la cadena polimérica, reduciendo así su liberación.

3. Resinas con alto contenido de sólidos: aumentar la proporción de componentes sólidos en la resina reduce la proporción de componentes volátiles, disminuyendo así la volatilización del estireno. Este enfoque normalmente requiere mejoras en los procesos de producción de resina para garantizar que las resinas con alto contenido de sólidos sigan poseyendo buenas propiedades de aplicación y calidad del producto final.

4. Adición de nanomateriales: Agregar nanomateriales, como nanosílice o nanocarbonato de calcio, a la resina puede inhibir la volatilización del estireno al alterar la microestructura de la resina. Estos nanomateriales pueden aumentar la viscosidad de la resina y la densidad de reticulación, reduciendo así la migración de estireno.

5. Mejora de los procesos de curado: La optimización de los procesos de curado, como la adopción de temperaturas más bajas y tiempos de curado más cortos, puede reducir la volatilización del estireno durante el curado. Además, el uso de procesos de curado UV sin estireno puede minimizar eficazmente la volatilización del estireno.

Para reducir aún más la volatilización del estireno, también se están avanzando continuamente en mejoras de procesos, con procesos de moldeo por colocación manual y por aspersión que pasan gradualmente a tecnologías de molde cerrado, como el moldeo por transferencia de resina (RTM).