Nu, acest lucru nu va fi plictisitor, sincer, mai ales dacă îți plac lucrurile din cauciuc elastic. Dacă citiți mai departe, veți afla aproape tot ce ați dorit vreodată să știți despre etanșanții siliconici monocomponent.
1) Ce sunt
2) Cum să le faci
3) Unde să le folosiți
Introducere
Ce este un etanșant siliconic dintr-o singură parte?
Există multe tipuri de etanșanți cu întărire chimică - Silicionul, Poliuretanul și Polisulfura fiind cele mai cunoscute. Numele provine de la coloana vertebrală a moleculelor implicate.
Coloana vertebrală din silicon fiind:
Si – O – Si - O – Si – O – Si
Siliconul modificat este o tehnologie nouă (cel puțin în SUA) și înseamnă de fapt o coloană vertebrală organică vindecată cu chimia silanului. Un exemplu este oxidul de polipropilenă terminat cu alcoxisilan.
Toate aceste chimie pot fi fie dintr-o parte, fie din două părți, ceea ce se referă în mod evident la numărul de părți de care aveți nevoie pentru a se vindeca. Prin urmare, o parte înseamnă pur și simplu deschideți tubul, cartuşul sau găleata și materialul dumneavoastră se va întări. În mod normal, aceste sisteme dintr-o singură parte reacționează cu umiditatea din aer pentru a deveni cauciuc.
Deci, un silicon dintr-o singură parte este un sistem care este stabil în tub până când, la expunerea la aer, se întărește pentru a produce un cauciuc siliconic.
Avantaje
Silicoanele dintr-o parte au multe avantaje unice.
- Când sunt compuse corect, sunt foarte stabile și fiabile, cu o aderență și proprietăți fizice excelente. O perioadă de valabilitate (timpul în care îl puteți lăsa în tub înainte de a-l folosi) de cel puțin un an este normal, cu unele formulări care durează mulți ani. Siliconii au, fără îndoială, cele mai bune performanțe pe termen lung. Proprietățile lor fizice se schimbă cu greu în timp, fără nici un efect din cauza expunerii UV și, în plus, prezintă o stabilitate excelentă la temperatură, depășind-o pe cea a altor materiale de etanșare cu cel puțin 50℃.
-Silicoanele dintr-o parte se întăresc relativ rapid, de obicei dezvoltând o piele în 5 până la 10 minute, devenind fără aderență în decurs de o oră și se întăresc la un cauciuc elastic de aproximativ 1/10 inch adâncime în mai puțin de o zi. Suprafața are o senzație plăcută de cauciuc.
-Deoarece pot fi făcute translucide, ceea ce este o caracteristică importantă în sine (translucidul este culoarea cea mai folosită), este relativ ușor să le pigmentezi în orice culoare.
Limitări
Siliconii au două limitări principale.
1) Nu pot fi vopsite cu vopsea pe bază de apă - poate fi dificil și cu vopsea pe bază de solvenți.
2) După întărire, materialul de etanșare poate elibera o parte din plastifiantul siliconic care, atunci când este utilizat într-un rost de dilatare a clădirii, poate crea pete inestetice de-a lungul marginii rostului.
Desigur, din cauza naturii de a fi o singură parte, este imposibil să se obțină o secțiune profundă rapidă prin întărire, deoarece sistemul trebuie să reacționeze cu aerul, astfel încât să se întărească de sus în jos. Devenind puțin mai specific, siliconii nu pot fi folosiți ca unică etanșare în geamurile termopan, deoarece. Deși sunt excelente pentru a menține apa lichidă în vrac, vaporii de apă trec relativ ușor prin cauciucul siliconic întărit, provocând aburirea unităților IG.
Domenii de piață și utilizări
Silicoanele monocomponente sunt folosite aproape oriunde și peste tot, inclusiv, spre disperarea unor proprietari de clădiri, unde cele două limitări menționate mai sus cauzează probleme.
Piețele de construcții și bricolaj reprezintă volumul major, urmate de auto, industrial, electronică și aerospațială. Ca și în cazul tuturor materialelor de etanșare, funcția principală a siliconilor dintr-o parte este de a adera și de a umple golul dintre două substraturi similare sau diferite pentru a preveni trecerea apei sau a curenților. Uneori, o formulare nu va fi schimbată cu greu decât pentru a o face mai fluidă, pe care apoi devine o acoperire. Cel mai bun mod de a diferenția între o acoperire, un adeziv și un etanșant este simplu. Un etanșant etanșează între două suprafețe, în timp ce o acoperire acoperă și protejează doar una, în timp ce un adeziv menține în mare măsură două suprafețe împreună. Un material de etanșare seamănă cel mai mult cu un adeziv atunci când este utilizat în geamuri structurale sau geamuri izolate, cu toate acestea, încă funcționează pentru a etanșa cele două substraturi în plus față de menținerea lor împreună.
Chimie de bază
Sigilantul siliconic în stare neîntărită arată în mod normal ca o pastă groasă sau o cremă. La expunerea la aer, grupele terminale reactive ale polimerului siliconic hidrolizează (reacționează cu apa) și apoi se unesc între ele, eliberând apă și formând lanțuri lungi de polimer care continuă să reacționeze între ele până când în cele din urmă pasta se transformă într-un cauciuc impresionant. Gruparea reactivă de la capătul polimerului siliconic provine din partea cea mai importantă a formulării (excluzând polimerul în sine) și anume agentul de reticulare. Agentul de reticulare este cel care conferă materialului de etanșare proprietățile sale caracteristice, fie direct, cum ar fi mirosul și rata de întărire, fie indirect, cum ar fi culoarea, aderența etc., din cauza altor materii prime care pot fi utilizate cu sisteme specifice de reticulare, cum ar fi umpluturi și promotori de aderență. . Selectarea reticulantului potrivit este cheia pentru a determina proprietățile finale ale etanșantului.
Tipuri de întărire
Există mai multe sisteme de întărire diferite.
1) Acetoxi (miros de oțet acid)
2) Oxima
3) Alcoxi
4) Benzamidă
5) Amină
6) Aminoxi
Oximele, alcoxiile și benzamidele (utilizate mai pe scară largă în Europa) sunt așa-numitele sisteme neutre sau neacide. Aminele și sistemele aminoxi au un miros de amoniac și sunt utilizate de obicei mai mult în zonele auto și industriale sau în aplicații specifice de construcții în aer liber.
Materii prime
Formulările cuprind mai multe componente diferite, dintre care unele sunt opționale, în funcție de utilizarea finală intenționată.
Singurele materii prime absolut esențiale sunt polimerul reactiv și agentul de reticulare. Cu toate acestea, umpluturi, promotori de aderență, polimer nereactiv (plastifiant) și catalizatori sunt aproape întotdeauna adăugați. În plus, pot fi utilizați mulți alți aditivi, cum ar fi paste colorante, fungicide, ignifuge și stabilizatori de căldură.
Formulări de bază
O construcție tipică de oximă sau o formulare de etanșare DIY va arăta cam așa:
| % | ||
| Polidimetilsiloxan, terminat OH 50.000 cps | 65,9 | Polimer |
| Polidimetilsiloxan, trimetilterminat, 1000 cps | 20 | Plastifiant |
| Metiltrioximinosilan | 5 | Reticulant |
| Aminopropiltrietoxisilan | 1 | Promotor de aderență |
| 150 mp/g suprafață silice pirogenă | 8 | Umplere |
| Dilaurat de dibutilstaniu | 0,1 | Catalizator |
| Total | 100 |
Proprietăți fizice
Proprietățile fizice tipice includ:
| alungire (%) | 550 |
| Rezistența la tracțiune (MPa) | 1.9 |
| Modul la alungire de 100 (MPa) | 0,4 |
| Duritate Shore A | 22 |
| Pielea în timp (min) | 10 |
| Timp liber de aderență (min) | 60 |
| Timp de zgâriere (min) | 120 |
| Prin vindecare (mm în 24 de ore) | 2 |
Formulările care utilizează alți agenți de reticulare vor arăta similar, poate diferând în ceea ce privește nivelul agentului de reticulare, tipul de promotor de aderență și catalizatorii de întărire. Proprietățile lor fizice vor varia ușor, cu excepția cazului în care sunt implicați extensii de lanț. Unele sisteme nu pot fi realizate cu ușurință decât dacă se utilizează o cantitate mare de umplutură de cretă. Aceste tipuri de formulări în mod evident nu pot fi produse în tipul limpede sau translucid.
Dezvoltarea de etanșanti
Există 3 etape pentru dezvoltarea unui nou etanșant.
1) Concepție, producție și testare în laborator - volume foarte mici
Aici, chimistul de laborator are idei noi și începe de obicei cu un lot manual de aproximativ 100 de grame de etanșant doar pentru a vedea cum se întărește și ce fel de cauciuc este produs. Acum există o nouă mașină disponibilă „The Hauschild Speed Mix” de la FlackTek Inc. Această mașină specializată este ideală pentru amestecarea acestor loturi mici de 100 g în câteva secunde în timp ce elimină aerul. Acest lucru este important, deoarece permite acum dezvoltatorului să testeze proprietățile fizice ale acestor loturi mici. Siliciul fumos sau alte materiale de umplutură, cum ar fi cretele precipitate, pot fi amestecate în silicon în aproximativ 8 secunde. Dezaerizarea durează aproximativ 20-25 de secunde. Mașina funcționează printr-un mecanism de centrifugare asimetric dublu care utilizează practic particulele ca proprii brațe de amestecare. Dimensiunea maximă a amestecului este de 100 de grame și sunt disponibile mai multe tipuri diferite de pahare, inclusiv de unică folosință, ceea ce înseamnă absolut nicio curățare.
Cheia în procesul de formulare nu este doar tipurile de ingrediente, ci și ordinea timpilor de adăugare și amestecare. În mod firesc, excluderea sau îndepărtarea aerului este importantă pentru a permite produsului să aibă o perioadă de valabilitate, deoarece bulele de aer conțin umiditate care va determina apoi uscarea materialului de etanșare din interior.
Odată ce chimistul a obținut tipul de etanșant necesar pentru aplicarea sa particulară, se ridică până la un mixer planetar de 1 litru care poate produce aproximativ 3-4 tuburi mici de 110 ml (3oz). Acesta este material suficient pentru testarea inițială a termenului de valabilitate și pentru testul de aderență, plus orice alte cerințe speciale.
Apoi, el poate merge la o mașină de 1 sau 2 galoane pentru a produce 8-12 tuburi de 10 oz pentru testare mai aprofundată și eșantionare de la clienți. Materialul de etanșare este extrudat din vas printr-un cilindru metalic în cartuș care se potrivește peste cilindrul de ambalare. În urma acestor teste, el este pregătit pentru extindere.
2) Creștere și reglare fină - volume medii
În extindere, formula de laborator este acum produsă pe o mașină mai mare, de obicei, în intervalul 100-200 kg sau aproximativ un tambur. Acest pas are două scopuri principale
a) pentru a vedea dacă există modificări semnificative între dimensiunea de 4 lb și această dimensiune mai mare care poate rezulta din ratele de amestecare și dispersie, viteze de reacție și cantități diferite de puritate în amestec și
b) să producă suficient material pentru a eșantiona clienții potențiali și pentru a obține un feedback real la locul de muncă.
Această mașină de 50 de galoane este, de asemenea, foarte utilă pentru produsele industriale atunci când sunt necesare volume mici sau culori speciale și trebuie produs doar aproximativ un tambur de fiecare tip la un moment dat.
Există mai multe tipuri de mașini de amestecare. Cele două cele mai utilizate sunt mixerele planetare (așa cum se arată mai sus) și dispersoarele de mare viteză. Un planetar este bun pentru amestecuri cu vâscozitate mai mare, în timp ce un dispersor are performanțe mai bune, în special în sistemele fluide cu vâscozitate mai mică. În materialele de etanșare tipice pentru construcții, oricare dintre mașini poate fi utilizată atâta timp cât se acordă atenție timpului de amestecare și generarea potențială de căldură a unui dispersor de mare viteză.
3) Cantități de producție la scară completă
Producția finală, care poate fi discontinuă sau continuă, să reproducă pur și simplu formula finală din pasul de creștere. De obicei, o cantitate relativ mică (2 sau 3 loturi sau 1-2 ore de continuu) de material este produsă mai întâi în echipamentul de producție și verificată înainte de producerea normală.
Testare - Ce și Cum să testați.
Ce
Proprietăți fizice-alungire, rezistență la tracțiune și modul
Aderența la substratul adecvat
Perioada de valabilitate - atât accelerată, cât și la temperatura camerei
Rate de întărire-piele de-a lungul timpului, timp fără aderență, timp de zgârieturi și întărire, temperatura culorilor Stabilitate sau stabilitate în diverse fluide, cum ar fi uleiul
În plus, sunt verificate sau observate și alte proprietăți cheie: consistență, miros scăzut, corozivitate și aspect general.
Cum
Se extrage o foaie de etanșant și se lasă să se întărească timp de o săptămână. Un clopot mut special este apoi decupat și pus într-un tester de tracțiune pentru a măsura proprietățile fizice cum ar fi alungirea, modulul și rezistența la tracțiune. Ele sunt, de asemenea, utilizate pentru a măsura forțele de aderență/coeziune pe probe special pregătite. Testele simple de aderență da-nu sunt efectuate prin tragerea de margele de material întărite pe substraturile în cauză.
Un metru Shore-A măsoară duritatea cauciucului. Acest dispozitiv arată ca o greutate și un calibre cu un punct apăsat în proba întărită. Cu cât punctul pătrunde mai mult în cauciuc, cu atât cauciucul este mai moale și valoarea este mai mică. Un etanșant tipic de construcție va fi în intervalul 15-35.
Pielea peste timpi, timpii liberi de aderență și alte măsurători speciale ale pielii sunt efectuate fie cu degetul, fie cu foi de plastic cu greutăți. Se măsoară timpul înainte ca plasticul să poată fi scos curat.
Pentru perioada de valabilitate, tuburile de etanșant sunt învechite fie la temperatura camerei (care, în mod natural, durează 1 an pentru a dovedi o durată de valabilitate de 1 an) sau la temperaturi ridicate, de obicei de 50℃ timp de 1,3,5,7 săptămâni etc. După îmbătrânire proces (tubul lăsat să se răcească în cazul accelerat), materialul este extrudat din tub și tras într-o foaie unde este lăsat să se întărească. Proprietățile fizice ale cauciucului format în aceste foi sunt testate ca înainte. Aceste proprietăți sunt apoi comparate cu cele ale materialelor proaspăt compuse pentru a determina durata de valabilitate adecvată.
O explicație detaliată specifică a majorității testelor necesare poate fi găsită în manualul ASTM.
Câteva sfaturi finale
Silicoanele dintr-o singură parte sunt etanșanții de cea mai înaltă calitate disponibile. Au limitări și, dacă sunt cerute cerințe specifice, pot fi dezvoltate special.
Este esențial să vă asigurați că toate materiile prime sunt cât mai uscate posibil, formularea este stabilă și că aerul este îndepărtat în procesul de producție.
Dezvoltarea și testarea sunt practic același proces pentru orice etanșant dintr-o singură piesă, indiferent de tip, trebuie doar să vă asigurați că ați verificat toate proprietățile posibile înainte de a începe producția de cantități și că aveți o înțelegere clară a nevoilor aplicației.
În funcție de cerințele aplicației, poate fi selectată chimia de întărire corectă. De exemplu, dacă este selectat un silicon și mirosul, coroziunea și aderența nu sunt considerate importante, dar este nevoie de un cost scăzut, atunci acetoxiul este calea de urmat. Cu toate acestea, dacă sunt implicate părți metalice care pot fi corodate sau este necesară o aderență specială la plastic într-o culoare lucioasă unică, atunci aveți nevoie de oximă.
[1] Dale Flackett. Compuși de siliciu: silani și siliconi [M]. Gelest Inc: 433-439
* Fotografie de la OLIVIA Silicone Sealant
Ora postării: 31-mar-2024
