Materiales de encapsulado de silicona: híbridos con propiedades excelentes

Las siliconas son polímeros sintéticos con numerosas propiedades excepcionales. Los materiales de encapsulado a base de silicona se caracterizan por su elevada resistencia al calor y su alta elasticidad, y además no suelen ser perjudiciales para la salud. En función de la aplicación y de la especificación de requisitos se pueden emplear materiales de encapsulado monocomponentes o bicomponentes, también conocidos como siliconas RTV-1 y RTV-2.

La silicona es un compuesto polímero especial que ocupa un lugar intermedio entre los compuestos orgánicos e inorgánicos. En el lenguaje técnico también se denominan polisiloxanos. Las siliconas son, en cierto modo, híbridos que tienen tantas propiedades como ninguna otra materia sintética similar.

Los campos de aplicación son muy variados: dado que generalmente son inocuos para la salud, se encuentran tanto en los sectores de la farmacéutica, la tecnología médica y la cosmética como también en la fabricación de textiles o aparatos para la cocina. En el sector de la construcción, las siliconas se suelen emplear como materiales de sellado y relleno. En estado líquido se emplean, entre otras cosas, como ingrediente para aceites de masaje, productos de limpieza, lacas, líquidos de prueba o para tintas de imprenta especiales.

Materiales de encapsulado de silicona: propiedades

Las resinas de moldeo a base de silicona desempeñan un papel importante en la fabricación de componentes electrónicos por sus excelentes propiedades de aislamiento por su baja conductividad eléctrica, por ejemplo en transformadores o en forma de adhesivo térmico. Sus excelentes propiedades hidrófobas y su alta elasticidad hacen que las siliconas sean atractivas para aplicaciones de sellado muy exigentes en el sector de la automoción o en la técnica de alumbrado. Se emplean, por ejemplo, para el sellado de motores, sensores y carcasas. Además, muchos materiales de silicona se caracterizan por su elevada claridad óptica y, con ello, por una excelente transparencia. Ya que no tienden a amarillear, ni por motivos de envejecimiento ni por influencias térmicas o de la luz, se emplean a menudo para el encapsulado de LED así como para el pegado de visualizadores y pantallas táctiles. En la tecnología médica estos materiales que fisiológicamente se toleran muy bien, también se usan como material de encapsulado para marcapasos o para la fabricación de mascarillas para la apnea del sueño.

Característico para las resinas de moldeo de silicona endurecidas es su resistencia al calor en un rango de temperaturas de entre -40 °C y hasta > 250 °C. Por este motivo se suelen emplear cuando los requisitos de temperatura no se puedan cubrir con poliuretanos. Además, estos materiales se caracterizan por su alta resistencia a los agentes atmosféricos así como por una baja generación de calor durante la reacción de endurecimiento. Sin embargo, en comparación con las resinas epoxi y de poliuretanos, los usuarios deberán contar con costes más altos por su excelente perfil de propiedades. Los materiales de silicona tienen una dureza muy baja, lo cual puede repercutir en la aplicación.

También deben tenerse en cuenta una mayor permeabilidad al vapor de agua y al gas en comparación con epóxidos o poliuretanos así como una peor adherencia sobre determinados sustratos. En caso de entrar en contacto con disolventes como la gasolina, el alcohol etílico o el tolueno, la silicona tiende al hinchamiento. Pero esta reacción es reversible, es decir, que tras la evaporación completa del disolvente, el material vuelve de nuevo a su forma original.

Materiales de encapsulado de silicona: procesado, encapsulado y endurecimiento

A causa del curado tan rápido a temperaturas bajas, en la fabricación de productos eléctricos y electrónicos a menudo se emplea silicona endurecida por radiación UV. Se emplean también sistemas de silicona de uno o dos componentes que curan a temperatura ambiental, también conocidas como siliconas RTV-1 y RTV-2 (RTV = room temperature vulcanizing). Los sistemas RTV-1 endurecen por humedad atmosférica hasta llegar al producto final. Esta reacción también se denomina curado por condensación. Para garantizar un curado continuo, las siliconas solo deberían emplearse con espesores de revestimiento bajos. El endurecimiento en sistemas aislados sin entrada de aire no es posible. En estos casos debe recurrirse a sistemas RTV-2..

Las siliconas RTV-2 pueden curar por reacción de condensación o adición, es decir, por humedad o por la agregación de un agente endurecedor correspondiente. Con sistemas bicomponentes se pueden producir espesores de revestimiento más altos y el endurecimiento del material no depende tanto de influencias externas como en el caso de las siliconas RTV-1. El curado se puede acelerar aumentando deliberadamente la temperatura. De todas formas, en los sistemas RTV-2 se debe tener en cuenta que la mezcla de los componentes debe tener una relación exacta. Si no se agrega suficiente agente endurecedor puede ser que el material no cure suficientemente, por tanto el material de encapsulado permanece blando y pegajoso y la estabilidad mecánica se reduce considerablemente. Una dosis demasiado alta puede resultar en un tiempo de vida útil más corta y, además, la pérdida de la estabilidad mecánica del compuesto de material.

Los materiales de silicona que curan por condensación deben procesarse por completo sin humedad atmosférica. Si esto no se tiene cumple, la reacción de curado puede producirse demasiado pronto, de forma que la silicona de encapsulado quede inservible ya antes del proceso de dosificación propiamente dicho. Para evitar esto, se recomienda preparar y alimentar el material aplicando vacío. 

  • Para tales casos Scheugenplflug cuenta con su acreditada unidad de preparación y alimentación de material LiquiPrep LP804. Con esta unidad también se pueden preparar con fiabilidad siliconas curadas por adición o por radiación UV de forma fiable. 
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  • Para una aplicación de material exacta y con precisión de repetición, también con tiempos de ciclo cortos, el sistema de dosificación de silicona CNCell es la solución perfecta. Su diseño modular permite adaptar la célula fácilmente a procesos y tamaños de lotes modificados.
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CONSEJO: Los fluidos de silicona humectan superficies por completo, también en contra de la gravedad. Por ello es importante preparar las siliconas en unidades separadas e, idealmente, en espacios individuales.

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