Не, ова нема да биде здодевно, искрено - особено ако ги сакате еластичните гумени работи. Ако продолжите да читате, ќе откриете речиси сè што некогаш сте сакале да знаете за еднокомпонентните силиконски заптивки.
1) Што се тие
2) Како да ги направите
3) Каде да ги користите
Вовед
Што е еднокомпонентен силиконски заптив?
Постојат многу видови на хемиски стврднувачки заптивни маси - силикон, полиуретан и полисулфид се најпознати. Името доаѓа од основата на вклучените молекули.
Силиконскиот ‘рбет е:
Си – О – Си – О – Си – О – Си
Модифициран силикон е нова технологија (барем во САД) и всушност значи органски скелетен систем стврднат со силанска хемија. Пример е полипропилен оксид со терминација во алкоксисилан.
Сите овие хемикалии можат да бидат од еден или два дела, што очигледно се однесува на бројот на делови што ви се потребни за да се стврдне материјалот. Затоа, еден дел едноставно значи отворање на цевката, кертриџот или кофата и вашиот материјал ќе се стврдне. Нормално, овие едноделни системи реагираат со влагата во воздухот и стануваат гума.
Значи, еднокомпонентен силикон е систем кој е стабилен во цевката сè додека, при изложеност на воздух, не се стврдне за да произведе силиконска гума.
Предности
Еднокомпонентните силикони имаат многу уникатни предности.
-Кога се правилно составени, тие се многу стабилни и сигурни со одлична адхезија и физички својства. Рок на траење (времето кога можете да го оставите во тубата пред да го употребите) од најмалку една година е нормално, а некои формулации траат многу години. Силиконите исто така имаат несомнено најдобри долгорочни перформанси. Нивните физички својства речиси и да не се менуваат со текот на времето, без никаков ефект од изложеноста на УВ зрачење, а покрај тоа, тие покажуваат одлична температурна стабилност, надминувајќи ја онаа на другите заптивни средства за најмалку 50℃.
-Едноделните силикони се стврднуваат релативно брзо, обично развивајќи обвивка во рок од 5 до 10 минути, станувајќи нелеплива во рок од еден час и стврднувајќи до еластична гума длабока околу 1/10 инч за помалку од еден ден. Површината има убав гумен допир.
-Бидејќи можат да бидат проѕирни, што само по себе е важна карактеристика (проѕирната е најчесто користената боја), релативно е лесно да се пигментираат во која било боја.
Ограничувања
Силиконите имаат две главни ограничувања.
1) Тие не можат да се обојат со боја на база на вода - може да биде тешко и со боја на база на растворувач.
2) По стврднувањето, заптивната смеса може да ослободи дел од својот силиконски пластификатор, кој, кога се користи во дилатационен спој на зграда, може да создаде грди дамки по работ на спојот.
Секако, поради самата природа на тоа што е едноделен, невозможно е да се добие брз длабок пресек преку стврднување бидејќи системот мора да реагира со воздухот, со што се стврднува од горе надолу. Да бидеме малку поспецифични, силиконите не можат да се користат како единствено заптивање во изолирани стаклени прозорци бидејќи. Иако се одлични во спречувањето на влегување на течна вода, водената пареа релативно лесно поминува низ стврдната силиконска гума, предизвикувајќи замаглување на IG единиците.
Пазарни области и употреба
Еднокомпонентните силикони се користат речиси насекаде, вклучително и, на разочарување на некои сопственици на згради, каде што двете ограничувања споменати погоре предизвикуваат проблеми.
Градежништвото и пазарите „направи сам“ го сочинуваат најголемиот обем, по што следуваат автомобилската, индустриската, електронската и воздухопловната индустрија. Како и кај сите заптивни средства, главната функција на еднокомпонентните силикони е да се лепат и да ја пополнат празнината помеѓу две слични или различни подлоги за да се спречи влегување на вода или провев. Понекогаш формулацијата тешко се менува освен за да се направи потечна, по што потоа станува премаз. Најдобриот начин да се направи разлика помеѓу премаз, лепило и заптивна маса е едноставен. Заптивната маса запечатува помеѓу две површини, додека премазот покрива и штити само една, додека лепилото во голема мера ги држи двете површини заедно. Заптивната маса е најслична на лепило кога се користи во структурно застаклување или изолирано застаклување, меѓутоа, таа сè уште функционира за запечатување на двете подлоги, покрај тоа што ги држи заедно.
Основна хемија
Силиконскиот заптив во нестврдната состојба нормално изгледа како густа паста или крем. При изложеност на воздух, реактивните крајни групи на силиконскиот полимер хидролизираат (реагираат со вода), а потоа се спојуваат едни со други, ослободувајќи вода и формирајќи долги полимерни синџири кои продолжуваат да реагираат едни со други сè додека на крајот пастата не се претвори во импресивна гума. Реактивната група на крајот од силиконскиот полимер доаѓа од најважниот дел од формулацијата (со исклучок на самиот полимер), имено средството за вкрстување. Токму средството за вкрстување му ги дава на заптивката карактеристичните својства или директно, како што се мирисот и брзината на стврднување, или индиректно, како што се бојата, адхезијата итн., поради другите суровини што можат да се користат со специфични системи за вкрстување, како што се полнила и промотори на адхезија. Изборот на вистинскиот средство за вкрстување е клучен за одредување на конечните својства на заптивката.
Видови на стврднување
Постојат неколку различни системи за стврднување.
1) Ацетокси (мирис на кисел оцет)
2) Оксим
3) Алкокси
4) Бензамид
5) Амин
6) Аминокси
Оксимите, алкоксиите и бензамидите (кои се пошироко користени во Европа) се таканаречени неутрални или неацидни системи. Амините и аминокси системите имаат мирис на амонијак и обично се користат повеќе во автомобилските и индустриските области или во специфични апликации за надворешна градба.
Суровини
Формулациите содржат неколку различни компоненти, од кои некои се опционални, во зависност од наменетата крајна употреба.
Единствените апсолутно неопходни суровини се реактивни полимери и средства за вкрстување. Сепак, речиси секогаш се додаваат полнила, промотори на адхезија, нереактивни (пластифицирачки) полимери и катализатори. Покрај тоа, може да се користат и многу други адитиви, како што се пасти за бои, фунгициди, средства за забавување на пламенот и стабилизатори на топлина.
Основни формулации
Типична оксимска конструкција или формулација на заптивната смеса „направи сам“ ќе изгледа некако вака:
| % | ||
| Полидиметилсилоксан, OH терминиран 50.000 cps | 65,9 | Полимер |
| Полидиметилсилоксан, триметилтерминиран, 1000 cps | 20 | Пластификатор |
| Метилтриоксиминозилан | 5 | Крстослинкер |
| Аминопропилтриетоксисилан | 1 | Промотор на адхезија |
| 150 кв.м/г површина на чадена силика | 8 | Пополнувач |
| Дибутилтин дилаурат | 0,1 | Катализатор |
| Вкупно | 100 |
Физички својства
Типични физички својства вклучуваат:
| Издолжување (%) | 550 |
| Затегнувачка цврстина (MPa) | 1.9 |
| Модул на издолжување од 100 (MPa) | 0,4 |
| Тврдост на Шор А | 22 |
| Кожа со текот на времето (мин) | 10 |
| Време без так (мин) | 60 |
| Време на гребење (мин.) | 120 |
| Целосно стврднување (мм за 24 часа) | 2 |
Формулациите што користат други средства за вкрстување ќе изгледаат слично, можеби ќе се разликуваат во нивото на средството за вкрстување, видот на промотор на адхезија и катализаторите за стврднување. Нивните физички својства ќе се разликуваат малку освен ако не се вклучени продолжувачи на синџирот. Некои системи не можат лесно да се направат освен ако не се користи голема количина на креда за полнење. Овие видови формулации очигледно не можат да се произведат во проѕирен или проѕирен тип.
Развивање на заптивни маси
Постојат 3 фази за развој на нов заптивен материјал.
1) Концепција, производство и тестирање во лабораторија - многу мали количини
Тука, лабораторискиот хемичар има нови идеи и обично започнува со рачна серија од околу 100 грама заптивна смеса само за да види како се стврднува и каков вид гума се произведува. Сега е достапна нова машина „The Hauschild Speed Mix“ од FlackTek Inc. Оваа специјализирана машина е идеална за мешање на овие мали серии од 100 грама за секунди, додека се исфрла воздухот. Ова е важно бидејќи сега му овозможува на развивачот всушност да ги тестира физичките својства на овие мали серии. Чадена силика или други полнила како што се таложените креди може да се измешаат во силиконот за околу 8 секунди. Одвоздушувањето трае околу 20-25 секунди. Машината работи преку двоен асиметричен механизам за центрифугирање кој во основа ги користи самите честички како свои раце за мешање. Максималната големина на смесата е 100 грама и достапни се неколку различни типови чаши, вклучително и за еднократна употреба, што значи апсолутно никакво чистење.
Клучно во процесот на формулирање не се само видовите состојки, туку и редоследот на додавање и времето на мешање. Секако, исклучувањето или отстранувањето на воздухот е важно за да се овозможи производот да има рок на траење, бидејќи воздушните меурчиња содржат влага, која потоа ќе предизвика заптивната смеса да се стврдне одвнатре.
Откако хемичарот ќе го набави видот на заптивната смеса што е потребна за неговата конкретна апликација, се зголемува со планетарен миксер од 1 литар, кој може да произведе околу 3-4 мали цевки од 110 мл (3 оз). Ова е доволен материјал за почетно тестирање на рокот на траење и тест за адхезија, плус сите други посебни барања.
Потоа може да се упати кон машина од 1 или 2 галони за да произведе 8-12 цевки од 10 oz за подетално тестирање и земање примероци од клиентите. Заптивната смеса се екструдира од садот преку метален цилиндар во кертриџот кој се вклопува преку цилиндарот за пакување. По овие тестови, тој е подготвен за зголемување на обемот.
2) Зголемување на скалирањето и фино подесување - средни томови
Во поголем обем, лабораториската формулација сега се произведува на поголема машина, обично во опсег од 100-200 кг или околу еден буре. Овој чекор има две главни цели.
а) да се види дали има некои значајни промени помеѓу големината од 4 lb и оваа поголема големина што може да произлезат од брзините на мешање и дисперзија, брзините на реакција и различните количини на чистота во смесата, и
б) да се произведе доволно материјал за да се испитаат потенцијалните клиенти и да се добијат реални повратни информации од работното место.
Оваа машина од 50 галони е исто така многу корисна за индустриски производи кога се потребни мали количини или специјални бои и треба да се произведува само околу еден буре од секој тип истовремено.
Постојат неколку видови машини за мешање. Двата најчесто користени се планетарни мешалки (како што е прикажано погоре) и дисперзери со голема брзина. Планетарниот миксер е добар за мешавини со повисок вискозитет, додека дисперзерот има подобри перформанси, особено во течни системи со понизок вискозитет. Кај типичните градежни заптивни маси, може да се користи која било машина, сè додека се обрне внимание на времето на мешање и потенцијалното генерирање на топлина од дисперзерот со голема брзина.
3) Количини на производство во целосен обем
Конечното производство, кое може да биде сериско или континуирано, се надеваме дека едноставно ја репродуцира конечната формулација од чекорот на зголемување на обемот. Вообичаено, релативно мала количина (2 или 3 серии или 1-2 часа континуирано) материјал прво се произведува во производствената опрема и се проверува пред да започне нормалното производство.
Тестирање - што и како да се тестира.
Што
Физички својства - издолжување, затегнувачка цврстина и модул
Адхезија на соодветна подлога
Рок на траење - и забрзан и на собна температура
Стапки на стврднување - време на стврднување на кожата со текот на времето, време на нелепливост, време на гребење и стврднување низ целата површина, бои, температура, стабилност или стабилност во различни течности како што е масло.
Покрај тоа, се проверуваат или набљудуваат и други клучни својства: конзистенција, низок мирис, корозивност и општ изглед.
Како
Се извлекува лист од заптивната смеса и се остава да се стврдне една недела. Потоа се сече специјално ѕвонче за тегирање и се става во тестер на истегнување за мерење на физички својства како што се издолжување, модул на цврстина и цврстина на истегнување. Тие се користат и за мерење на силите на адхезија/кохезија на специјално подготвени примероци. Едноставни тестови за адхезија со одговор да-не се изведуваат со повлекување на зрната од материјалот стврднат на предметните подлоги.
Шор-А метарот ја мери тврдоста на гумата. Овој уред изгледа како тег и мерач со врв што притиска во стврднатиот примерок. Колку повеќе врвката продира во гумата, толку е помека гумата и толку е помала вредноста. Типичен заптивен материјал за градежништво ќе биде во опсегот од 15-35.
Времето на одлепување на кожата, времето на нелепливост и други посебни мерења на кожата се вршат или со прст или со пластични листови со тегови. Се мери времето пред пластиката да може чисто да се извлече.
За рок на траење, цевките со заптивната смеса стареат или на собна температура (што природно трае 1 година за да се докаже рок на траење од 1 година) или на покачени температури, обично од 50℃ за 1, 3, 5, 7 недели итн. По процесот на стареење (цевката се остава да се олади во забрзаниот случај), материјалот се екструдира од цевката и се влече во лист каде што се остава да се стврдне. Физичките својства на гумата формирана во овие листови се тестираат како и претходно. Овие својства потоа се споредуваат со оние на свежо составените материјали за да се одреди соодветниот рок на траење.
Детално објаснување за повеќето потребни тестови може да се најде во прирачникот на ASTM.
Неколку завршни совети
Еднокомпонентните силикони се најквалитетните достапни заптивни маси. Тие имаат ограничувања и доколку се бараат специфични барања, тие може да бидат развиени специјално.
Клучно е да се осигурате дека сите суровини се што е можно посуви, формулацијата е стабилна и дека воздухот е отстранет во процесот на производство.
Развојот и тестирањето се во основа ист процес за кој било еднокомпонентен заптивен материјал, без оглед на типот - само проверете ги сите можни својства пред да започнете со производство на количини и дека јасно ги разбирате потребите на апликацијата.
Во зависност од барањата за примена, може да се избере точната хемија на стврднување. На пример, ако е избран силикон и мирисот, корозијата и адхезијата не се сметаат за важни, но е потребна ниска цена, тогаш ацетоксинот е вистинскиот начин. Меѓутоа, ако се вклучени метални делови што може да бидат кородирани или е потребна посебна адхезија на пластика во уникатна сјајна боја, тогаш ви е потребен оксим.
[1] Дејл Флакет. Силиконски соединенија: силани и силикони [M]. Gelest Inc: 433-439
* Фотографија од силиконскиот заптив OLIVIA силиконски заптив.
Време на објавување: 31 март 2024 година
