No, això no serà avorrit, sincer, sobretot si us agraden les coses de goma elàstica. Si continueu llegint, descobrireu gairebé tot el que heu volgut saber sobre els segelladors de silicona d'una sola part.
1) Què són
2) Com fer-los
3) On utilitzar-los
Introducció
Què és un segellador de silicona d'una sola part?
Hi ha molts tipus de segelladors de cura química: la silicona, el poliuretà i el polisulfur són els més coneguts. El nom prové de la columna vertebral de les molècules implicades.
La columna vertebral de silicona és:
Si – O – Si - O – Si – O – Si
La silicona modificada és una nova tecnologia (almenys als EUA) i en realitat significa una columna vertebral orgànica curada amb química de silà. Un exemple és l'òxid de polipropilè acabat amb alcoxisilà.
Totes aquestes químiques poden ser d'una o dues parts, que òbviament es relacionen amb el nombre de parts que necessiteu per curar la cosa. Per tant, una part simplement significa obrir el tub, el cartutx o el cub i el vostre material es curarà. Normalment, aquests sistemes d'una sola part reaccionen amb la humitat de l'aire per convertir-se en cautxú.
Per tant, una silicona d'una sola part és un sistema que és estable al tub fins que, en exposició a l'aire, es cura per produir una goma de silicona.
Avantatges
Les silicones d'una part tenen molts avantatges únics.
-Quan es combinen correctament són molt estables i fiables amb excel·lents propietats físiques i d'adhesió. Una vida útil (el temps que podeu deixar al tub abans d'utilitzar-lo) d'almenys un any és normal amb algunes formulacions que duren molts anys. Les silicones també tenen, sens dubte, el millor rendiment a llarg termini. Les seves propietats físiques gairebé no canvien amb el temps sense cap efecte de l'exposició als raigs UV i, a més, presenten una excel·lent estabilitat a la temperatura superior a la d'altres segelladors en almenys 50 ℃.
-Les silicones d'una part es curen amb relativa rapidesa, normalment desenvolupen una pell en un termini de 5 a 10 minuts, queden lliures d'adherència en una hora i es cura a una goma elàstica d'aproximadament 1/10 de polzada de profunditat en menys d'un dia. La superfície té una agradable sensació de goma.
-Com que es poden fer translúcids que és una característica important en si mateix (translúcid és el color més utilitzat), és relativament fàcil pigmentar-los a qualsevol color.
Limitacions
Les silicones tenen dues limitacions principals.
1) No es poden pintar amb pintura a base d'aigua; també pot ser complicat amb pintura a base de dissolvent.
2) Després de la curació, el segellador pot alliberar part del seu plastificant de silicona que, quan s'utilitza en una junta de dilatació d'edificis, pot crear taques antiestètiques al llarg de la vora de la junta.
Per descomptat, a causa de la naturalesa mateixa de ser una part, és impossible aconseguir una secció profunda ràpida a través del curat perquè el sistema ha de reaccionar amb l'aire, per tant, curant de dalt a baix. Per ser una mica més específics, les silicones no es poden utilitzar com a únic segell a les finestres de vidre aïllant perquè. Tot i que són excel·lents per mantenir l'aigua líquida a granel fora, el vapor d'aigua passa amb relativa facilitat a través del cautxú de silicona curat fent que les unitats IG s'enfoguin.
Àrees de mercat i usos
Les silicones d'una sola part s'utilitzen gairebé a qualsevol lloc i a tot arreu, inclòs, per a consternació d'alguns propietaris d'edificis, on les dues limitacions esmentades anteriorment causen problemes.
Els mercats de la construcció i el bricolatge representen el major volum seguit de l'automoció, industrial, electrònica i aeroespacial. Com amb tots els segelladors, la funció principal de les silicones d'una part és adherir i omplir el buit entre dos substrats similars o diferents per evitar que l'aigua o els corrents d'aire passin. De vegades, una formulació difícilment es canviarà que no sigui per fer-la més fluida sobre la qual després es converteix en un recobriment. La millor manera de diferenciar entre un recobriment, un adhesiu i un segellador és senzilla. Un segellador segella entre dues superfícies, mentre que un recobriment cobreix i protegeix només una, mentre que un adhesiu manté àmpliament dues superfícies juntes. Un segellador s'assembla més a un adhesiu quan s'utilitza en vidres estructurals o aïllants, però encara funciona per segellar els dos substrats a més de mantenir-los junts.
Química Bàsica
El segellador de silicona en estat no curat normalment sembla una pasta o crema espessa. En exposició a l'aire, els grups extrems reactius del polímer de silicona s'hidrolitzen (reaccionen amb l'aigua) i després s'uneixen entre ells, alliberant aigua i formant llargues cadenes de polímer que continuen reaccionant entre si fins que finalment la pasta es converteix en una goma impressionant. El grup reactiu a l'extrem del polímer de silicona prové de la part més important de la formulació (excepte el propi polímer), és a dir, el reticulant. És el reticulant el que confereix al segellador les seves propietats característiques ja sigui directament, com ara l'olor i la velocitat de curat, o indirectament, com ara el color, l'adhesió, etc., a causa de les altres matèries primeres que es poden utilitzar amb sistemes de reticulat específics com ara farcits i promotors d'adhesió. . La selecció del reticulant adequat és clau per determinar les propietats finals del segellador.
Tipus de curat
Hi ha diversos sistemes de curat diferents.
1) Acetoxi (olor de vinagre àcid)
2) Oxima
3) Alcoxi
4) Benzamida
5) Amina
6) Aminoxi
Les oximes, alcoxis i benzamides (més utilitzades a Europa) són els anomenats sistemes neutres o no àcids. Les amines i els sistemes aminoxi tenen una olor d'amoníac i normalment s'utilitzen més en àrees d'automoció i industrials o aplicacions específiques de construcció a l'aire lliure.
Matèries primeres
Les formulacions comprenen diversos components diferents, alguns dels quals són opcionals, depenent de l'ús final previst.
Les úniques matèries primeres absolutament essencials són el polímer reactiu i el reticulant. Tanmateix, gairebé sempre s'afegeixen càrregues, promotors d'adhesió, polímers no reactius (plastificants) i catalitzadors. A més, es poden utilitzar molts altres additius com pastes de color, fungicides, retardants de flama i estabilitzadors de calor.
Formulacions bàsiques
Una construcció típica d'oxima o una formulació de segellador de bricolatge tindrà un aspecte semblant a:
| % | ||
| Polidimetilsiloxà, OH terminat 50.000 cps | 65.9 | Polímer |
| Polidimetilsiloxà, trimetilterminat, 1000 cps | 20 | plastificant |
| Metiltrioximinosilà | 5 | Crosslinker |
| Aminopropiltrietoxisilà | 1 | Promotor d'adhesió |
| 150 m²/g de superfície de sílice pirogena | 8 | Farciment |
| Dilaurat de dibutilestany | 0.1 | Catalitzador |
| Total | 100 |
Propietats físiques
Les propietats físiques típiques inclouen:
| Elongació (%) | 550 |
| Resistència a la tracció (MPa) | 1.9 |
| Mòdul a 100 d'allargament (MPa) | 0,4 |
| Duresa Shore A | 22 |
| Pell al llarg del temps (min) | 10 |
| Temps lliure d'adherència (min) | 60 |
| Temps de ratllat (min) | 120 |
| Curat a través (mm en 24 hores) | 2 |
Les formulacions que utilitzen altres reticulants tindran un aspecte similar, potser diferint pel nivell de reticulant, el tipus de promotor d'adhesió i els catalitzadors de curat. Les seves propietats físiques variaran lleugerament tret que hi hagi extensors de cadena. Alguns sistemes no es poden fer fàcilment tret que s'utilitzi una gran quantitat de farcit de guix. Aquest tipus de formulacions òbviament no es poden produir en el tipus transparent o translúcid.
Desenvolupament de segelladors
Hi ha 3 etapes per desenvolupar un nou segellador.
1) Concepció, producció i proves al laboratori: volums molt petits
Aquí, el químic del laboratori té noves idees i normalment comença amb un lot manual d'uns 100 grams de segellador només per veure com es cura i quin tipus de cautxú es produeix. Ara hi ha una nova màquina disponible "The Hauschild Speed Mix" de FlackTek Inc. Aquesta màquina especialitzada és ideal per barrejar aquests petits lots de 100 g en segons mentre expulsa l'aire. Això és important, ja que ara permet al desenvolupador provar realment les propietats físiques d'aquests petits lots. La sílice fumada o altres farcits, com ara guixos precipitats, es poden barrejar a la silicona en uns 8 segons. El desaireig triga uns 20-25 segons. La màquina funciona mitjançant un mecanisme de centrífuga asimètric dual que bàsicament utilitza les mateixes partícules com a braços de mescla propis. La mida màxima de la barreja és de 100 grams i hi ha diversos tipus de tasses disponibles, inclosos els d'un sol ús, el que significa absolutament cap neteja.
La clau en el procés de formulació no són només els tipus d'ingredients, sinó també l'ordre d'addició i temps de barreja. Naturalment, l'exclusió o eliminació d'aire és important per permetre que el producte tingui una vida útil, ja que les bombolles d'aire contenen humitat que farà que el segellador es curi des de dins.
Una vegada que el químic ha obtingut el tipus de segellador que es requereix per a la seva aplicació particular, escala fins a un mesclador planetari d'1 quart que pot produir uns 3-4 tubs petits de 110 ml (3oz). Aquest material és suficient per a les proves inicials de vida útil i d'adhesió, a més de qualsevol altre requisit especial.
A continuació, pot anar a una màquina d'1 o 2 galons per produir tubs de 8-12 10 oz per a proves més profundes i mostres de clients. El segellador s'extrudeix de l'olla a través d'un cilindre metàl·lic al cartutx que s'adapta al cilindre d'envasament. Després d'aquestes proves, està preparat per augmentar-lo.
2) Ampliació i afinació fina: volums mitjans
En l'augment d'escala, la formulació de laboratori es produeix ara en una màquina més gran, normalment en el rang de 100-200 kg o aproximadament un tambor. Aquest pas té dos objectius principals
a) per veure si hi ha canvis significatius entre la mida de 4 lliures i aquesta mida més gran que poden resultar de les velocitats de barreja i dispersió, les velocitats de reacció i les diferents quantitats de purga a la barreja, i
b) produir prou material per a mostres de clients potencials i obtenir una retroalimentació real a la feina.
Aquesta màquina de 50 galons també és molt útil per a productes industrials quan es requereixen volums baixos o colors especials i només cal produir un bidó de cada tipus alhora.
Hi ha diversos tipus de màquines de mescla. Els dos més utilitzats són els mescladors planetaris (com es mostra més amunt) i els dispersors d'alta velocitat. Un planetari és bo per a mescles de viscositat més alta, mentre que un dispersor funciona millor, especialment en sistemes fluids de viscositat més baixa. En els segelladors de construcció típics, qualsevol màquina es pot utilitzar sempre que es presti atenció al temps de barreja i a la generació potencial de calor d'un dispersor d'alta velocitat.
3) Quantitats de producció a gran escala
La producció final, que pot ser per lots o contínua, és d'esperar que simplement reprodueixi la formulació final del pas d'escala. Normalment, una quantitat relativament petita (2 o 3 lots o 1-2 hores contínues) de material es produeix primer a l'equip de producció i es verifica abans que es produeixi la producció normal.
Testing - Què i com provar.
Què
Propietats físiques: allargament, resistència a la tracció i mòdul
Adhesió al substrat adequat
Vida útil: tant accelerada com a temperatura ambient
Taxes de curació: la pell al llarg del temps, temps lliure d'adherència, temps de rascat i cura total, temperatura dels colors Estabilitat o estabilitat en diversos fluids com l'oli
A més, es comproven o observen altres propietats clau: consistència, baixa olor, corrosivitat i aspecte general.
Com
S'extreu una làmina de segellador i es deixa curar durant una setmana. A continuació, es talla una campana muda especial i es posa en un provador de tracció per mesurar propietats físiques com ara l'allargament, el mòdul i la resistència a la tracció. També s'utilitzen per mesurar les forces d'adhesió/cohesió en mostres especialment preparades. Les proves d'adhesió simples sí-no es realitzen estirant perles de material curat sobre els substrats en qüestió.
Un mesurador Shore-A mesura la duresa de la goma. Aquest dispositiu sembla un pes i un calibre amb un punt que pressiona a la mostra curada. Com més penetra la punta en el cautxú, més suau és el cautxú i menor és el valor. Un segellador de construcció típic estarà en el rang 15-35.
La pell al llarg dels temps, els temps lliures d'adherència i altres mesures especials de la pell es realitzen amb el dit o amb làmines de plàstic amb pesos. Es mesura el temps abans que el plàstic es pugui treure netament.
Per a la vida útil, els tubs de segellador s'envelleixen a temperatura ambient (que, naturalment, triga 1 any a demostrar una vida útil d'1 any) o a temperatures elevades, normalment de 50 ℃ durant 1, 3, 5, 7 setmanes, etc. Després de l'envelliment procés (el tub es deixa refredar en el cas accelerat), el material s'extrudeix del tub i s'estira en una làmina on es deixa curar. Les propietats físiques del cautxú format en aquestes làmines es comencen a provar com abans. A continuació, es comparen aquestes propietats amb les dels materials acabats de barrejar per determinar la vida útil adequada.
Es pot trobar una explicació detallada específica de la majoria de les proves necessàries al manual ASTM.
Alguns consells finals
Les silicones d'una sola part són els segelladors de més alta qualitat disponibles. Tenen limitacions i si es demanen requisits específics es poden desenvolupar especialment.
És clau assegurar-se que totes les matèries primeres estiguin el més seques possibles, que la formulació sigui estable i que s'elimini l'aire en el procés de producció.
El desenvolupament i les proves són bàsicament el mateix procés per a qualsevol segellador de part, independentment del tipus, només assegureu-vos que heu comprovat totes les propietats possibles abans de començar a produir quantitats de producció i que entengueu clarament les necessitats de l'aplicació.
En funció dels requisits de l'aplicació, es pot seleccionar la química de curació correcta. Per exemple, si es selecciona una silicona i l'olor, la corrosió i l'adhesió no es consideren importants, però es necessita un baix cost, llavors l'acetoxi és el camí a seguir. Tanmateix, si hi ha peces metàl·liques que es poden corroir o es requereix una adhesió especial al plàstic en un color brillant únic, necessiteu una oxima.
[1] Dale Flackett. Compostos de silici: silans i silicones [M]. Gelest Inc: 433-439
* Foto d'OLIVIA Silicone Sealant
Hora de publicació: 31-mar-2024
